作者danny0830 (丹尼)
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標題[新聞] 波音787事故:控制系統故障還是佈線錯誤?
時間Fri Feb 1 03:12:19 2013
「波音787」接二連三發生故障,最後終於因充電電池過熱和冒煙而被迫停飛(圖1)。由
於有很多日本廠商參與了部件和模組的製造,如果事故調查和中斷供貨時間太長,必然會
對日本廠商帶來影響。
剛使用不成理由
波音787是採用碳纖維增強樹脂基複合材料的最先進機型。在民用飛機中首次採用
了鋰離子充電電池(LIB)。于2011年秋由全日本航空公司(ANA)全球率先投入商業飛行
。
然而,也許是因為才開始航行等原因,波音787接連發生故障。2013年1月8日(美
國時間),日本航空(JAL)007次航班在美國波士頓機場的跑道上滑行時發生了燃油洩漏
。同月13日,這架飛機在成田機場接受檢修時又發生了燃油洩漏問題。此外,還有剎車器
故障、潤滑油洩漏、駕駛艙窗玻璃出現裂紋等故障報告(表)。
http://big5.nikkeibp.com.cn/images/image2013/dm2013/02/DM1302tor2.jpg
「燃油洩漏、窗玻璃裂紋及輪胎故障等是新飛機都會遇到的初期問題」
(原飛機技術人員、紀實文學作家前間孝則)。
異常加熱內部全部碳化
但電池的過熱和冒煙「超出了初期故障的範圍,很明顯是事故」(前間)。前間
表示,「787客機是電子技術集合體。應該是很多因素疊加在一起引發了故障」,他認為
事故的間接原因在於複雜的機電設計。
導致停飛的充電電池故障如下。2013年1月16日8時11分從山口宇部機場飛往羽田
機場的ANA692次航班的儀錶在飛行中顯示電池異常。隨後駕駛艙內冒白煙並伴隨異味,8
時47分航班在高松機場緊急迫降,乘客從緊急滑道逃生。
發生故障的是
主電氣室的LIB模組。電解液從電池單元中洩漏,內部全部發黑碳化
。日本國土交通省認定此次故障為「重大事故」,日本運輸安全委員會(JTSB)已經對此
展開調查。
787客機1月7日在波士頓機場也發生了同樣的狀況。停泊中的JAL008次航班機身後
方的輔助動力(APU)用電瓶冒煙並出現了熱損傷*1。
*1 電瓶約20吋大小的區域受到熱損傷,電池附近嚴重燒焦。估計在檢查人員發現煙霧
之前,APU一直在工作
雖然故障發生的位置不同,但
出現問題的電池模組均採用的是傑士湯淺公司生產
的同型號產品*2。美國聯邦航空局(FAA)根據接連出現的電池故障發佈了「耐空性改善
命令」(AD),責令該型號的所有航班在明確安全性之前全部停飛。日本國土交通省也通
過「耐空性改善通報」(TCD)發佈了停飛指令。
*2 APU系統本身採用的是法國Thares公司的產品。傑士湯淺向Thares供貨產品。
也可能只是單純的佈線錯誤
截至2013年1月22日,電池故障的原因仍未查明,ANA692次航班和JAL008次航班的
LIB分別由JTSB和美國國家運輸安全委員會(NTSB)展開了調查。今後,兩機構將相互交
換資訊,攜手找出事故原因(圖2)。
http://big5.nikkeibp.com.cn/images/image2013/dm2013/02/DM1302tor3.jpg
圖2:發生故障的日航故障飛機和全日空故障飛機的LIB
對在波士頓機場發生冒煙事故的日航故障飛機的APU周圍進行了調查的NTSB調查員(a)。
(b)為發生問題的電池模組。左側是發生冒煙事故的ANA692次航班的模組。內部焦黑。
右側為正常模組。攝影:(a)為NTSB,(b)為JTSB
發生故障的LIB在一個模組中內置了8個捲繞式的方形單元。「以人造衛星等使用
的宇宙航空用電池為基礎,提高了耐環境性」(傑士湯淺)。
以前個人電腦等頻發的LIB冒煙起火故障大多是因為電池單元熱失控造成的。但「
波音787採用的是錳類LIB,不會發生熱失控」(山形大學研究所理工學研究科蓄電器件項
目產學合作教授白方雅人)*3。
*3 錳類LIB的正極結晶構造不是層狀,而是層與層之間存在柱狀結晶的構造(尖晶石構
造),因此,即使鋰離子析出,結晶也不容易崩塌,耐過充電,熱穩定性高。
從JTSB等公開的照片來看,此次的故障很明顯是內部發熱造成的,而且8個電池單
元全部碳化。因此,「一般認為並不是某個電池單元的個別問題,而是向內部電阻基本均
一的單元連續流過了相同的過電流所致」(白方雅人)。
調查全日空事故飛機LIB的JTSB當初也認為是過電流或過電壓導致單元內部升溫,
電解液噴出。如果是這樣的話,原因可能存在於電池控制系統(BMS),但BMS應該設置了
防止過電流和過壓的保護電路。這就又產生了為什麼保護電路沒有發揮作用的疑問。
而調查日航事故飛機LIB的NTSB通過分析控制數據,認為APU的LIB不存在被施加了
超過設計標準、即32V以上電壓的跡象。不過也存在雖然電壓正常但因某種原因施加了超
標電流,或者並沒有記錄下為LIB實際施加的電壓等可能性。
從這些方面來考慮的話,「
極有可能只是單純的佈線錯誤」(白方)。也可能是
因電池模組或者APU等的
系統佈線錯誤導致電流異常,但控制系統並沒有順利檢測出來並
加以控制。
波音787曾多次推遲交貨期,「也可能是因為
趕交貨期而在最後關頭掉以輕心了」
(前間)。日本企業對波音787寄予了厚望,因此必須要儘快查明原因並制定出萬全之策
。
http://big5.nikkeibp.com.cn/news/mech/64504-20130130.html?limitstart=0
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→ GuoJia:DEBUG... 02/01 07:34
推 cocco0511:簡單來說就是材料品質不優良,已導致無法承受? 02/01 11:34
推 dabochi:看起來像在說是Boeing的電系設計不良 但是這是日本人說的 02/01 16:17
→ dabochi:實際上是電池還是電路問題 就等報告吧 02/01 16:18