航油污染导致飞行事故之学习

2021-05-08 作者:

看到小破站up主航咖购入CTLS飞机的视频,珠海应该是搞低空开放的试点区域吧,总之颇觉羡慕。据了解这款也是欧美地区颇为流行的轻型运动飞机(国内傍晚打开FR24在欧洲中西部常见机型),航程长,舒适性好,滑翔比大,即使空中停车也有足够的回旋余地,更别提还配备整机降落伞,安全性上可以说有相当的保障了。

在看up主地面开车的视频时,有留意到一句callout叫做“化油器加温关闭”,所以都1202年了新购机型还能买到化油器版本咯?

根据搜索得到的一份配置清单(2013版)来看,CTLS配的是双化油器版本的1.352L排量Rotax 912S发动机,此外还有配备同等动力电喷版912iS发动机的CTLSi(看图,官方用语是“丝滑动力输出”),和1.2T排量提供额外15hp的Rotax 914T(涡轮)的CTLSt机型(清单建议是“高+热”地区,不了解的可以看下我关于“密度高度”计算那期视频)。那么显然up主买到的应该是第一款了。

然后我就按关键字“CTLS carburetor”进行检索,一篇文章的标题迅速抓住了眼球 —— 《Flight Design CTLS, N527TS: Fatal accident occurred July 28, 2016 at Fond du Lac County Airport (KFLD), Wisconsin》,文章描述了一起5年前在美国WI州的严重飞行事故。

事故描述(简化)

  • 轻型运动飞机起飞后,尚未离开机场范围,立即调头。
  • 事故飞机在极低高度下左转,失控并失速,撞地。
  • 一目击者声称彼时飞机发动机声音异常。另一目击者报告,飞机起飞后未能爬升到树顶高度,随后极速左转,撞击地面。第三“目击者”指出其并未眼见事故发生,但在无线电中听到飞行员声明要立即返回机场。原因是起飞方向前向存在商业设施和停车场,不适合降落。

事故分析(专有名词翻译不保证准确)

  • 化油器浮子室(carburetor bowls)发现燃油污染和腐蚀情况。
  • 两化油器之一,负责发动机#2/#4缸供油的化油器,其恒压柱塞(piston in its bore on the carburetor chamber top)卡在了怠速位置。
  • 卡滞的柱塞孔腔内发现白色物质。对其检测后认为是铝及其合金的氧化物,极有可能是航油污染(含水)造成。
  • 厂家服务手册(Service Instruction)明文警告,如果化油器浮子室内存在燃料污染,就可能造成引擎性能损失乃至停车。且手册中指明了受到水分污染的燃油造成的腐蚀问题。
  • 事故飞机,在该事故发生前130飞行小时及19个月之前,按服务手册要求进行过定期检查,符合厂家每200小时检查的时间要求。
  • 事故飞机化油器发现的受污染燃油使用时间不明,极有可能发生在上次定期检查之后。

个人解读(外行试着理解)

先搞清楚什么是piston in its bore on the carburetor chamber top,查了一下POH-Flight-Design-CTLS,查到Rotax 912S使用的化油器叫做constant pressure carburetor(等压/等真空化油器),这东西还有个名字叫variable-jet carburetor(可变喷射化油器),然后这货粗略长成这个样子。我把能够生成所谓“等压”的关键部件piston给标红了,很多设计里这个位置是一个橡胶材料的所谓“真空膜”,工作原理上一致。

3D版结构图看来美观,但剖面图更容易看懂原理,我们可以尝试分析下故障原因。

本来随着节流阀(油门)开度上下运动的真空膜片(或者叫真空柱塞),因为燃料污染(航油含水)导致的孔径腐蚀而造成卡滞,好巧不巧的卡在了怠速(idle position)位置。既不大量进气(柱塞到底阻挡),也不足量喷油(主油针到底挡住喷油孔) – 按照事故分析中的陈述,#2/#4两缸即使没有缺缸也起码是保持在怠速了。仅剩的#1/#3两缸应该是提供不了足够起飞的动力,最终导致了致命事故。

由此可见,飞行安全不仅仅是飞行员自己的一亩三分地。航前检查、燃料品质、定期维保都是等重的关键环节。

惟愿天下飞友,多学多知,起落平安。

额外小火花:按照基础可靠性原理,越复杂的东西可靠性越不容易保障,那么电动车/电动飞行器,假以时日是可以做到相对更可靠的。当然前提是BMS及电池单体模组的可靠性再提高一个档次,铁锂“尿崩”就算了,比上述故障危险性高多了……

 

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