陈光/文

美国空军对于那些造成人员死亡或飞机损坏超过100万美元的事故定为 A级事故。在 1998~1999 年的两年中,F-16 战斗机由于发动机的故障,连续发生过多起A 级事故。仅1998年11月到1999年2月的4个月中,在美国国内的F-16机群中,由于发动机问题连续出现了6次A级事故。

随后,在1999年3月25日与7月12日又发生了两起由发动机故障引起的摔机事故。因而,自1998年11月至1999年7月的9个月中,仅在美国国内就出现了由发动机引起的F-16战斗机 A级事故8次。除在美国国内不断发生A级事故外,韩国空军使用的F-16在1997年至1998年中,也曾因发动机故障引起坠毁2架的严重事故。

台湾在1998年3月20日摔了1架 F-16B双座战斗机。这是台湾摔的第一架F-16,一直未寻获到驾驶员与飞机残骸,因此事故原因未明。1999年又摔毁3架F16,第1起发生于1月25日,1架 F-16B 坠毁,机上两名飞行员死亡;第2起发生于6月1日,1 架F-16A 执行夜航训练时坠入大海,驾驶员及飞机残骸未获,原因不明;第3起发生于8月18日,已明确查出是发动机故障引起的。

F-16战斗机是美国通用动力公司生产的单发单座轻型战斗机,属于第三代战斗机,与重型远程战斗机F15搭配使用。该机于1978年底开始装备美国空军,是美空军用得最多的战斗机(1992年底美空军订货量为2203架);美国海军也拥有 F- 16(1992年定购26架)。

F-16还是美国出口最多的战斗机,不仅出口量大(仅台湾就有160架),而且购买的国家或地区也多达十几个。韩国、荷兰、比利时、土耳其和以色列等国还引进了生产线。估计2000年全世界F16的产量达到4000多架。

最初的F-16战斗机采用普惠公司生产的F100-PW-220发动机（最初的F-15采用F100-PW-100发动机），1984年根据美国空军的要求，F-16开始采用GE公司的F110-GE-100发动机，此后，F-16可以采用装有F100和F110两种发动机。1988年出口型换装了提高可靠性的F100即F100-PW-220。1991年开始生产的第50批F-16C换装了推力加大（约加大16%）的F100-PW-220或F110-GE-129发动机。

说来也巧，在1998年11月至1999年2月的6次 A级事故还是罕见的,需要尽快找出事故原因并采取相应措施。在此之前,由发动机引起的F16A级事故率为每10万飞行小时1.77次(平均按12个月滚动计算),发生这6次事故后,增加至1.88次。这6次事故中,5次的原因是各不相同的。

在这6次事故中,普惠公司的发动机引起的事故均发生在同一基地的飞机上,且均为 F100 PW 220同一型号的发动机。引起事故的 GE 公司发动机则有F110 GE 100 与129两种型号。

下面简述1998年11月至1999年7月间发生在美国国内的由发动机故障引起的 F-16飞行事故以及发生的原因。

控制系统中的交流发电机传动轴磨损(F110发动机)。第1起事故发生于 1998年 11月。在南卡罗来纳州肖 (Shaw)空军基地,一架采用 F110GE 129发动机的F 16起飞时,发动机突然丧失推力,驾驶员只得跳伞逃生,跳伞后发动机却又获得推力且推力上升,飞机摔地。

经调查分析,事故的原因在于控制系统中的交流发电机传动轴磨损,使交流发电机打滑。这时,发动机控制系统误认为发动机超速,于是自动地减少燃油,使发动机推力突降。但是,当飞行员跳伞后,控制系统又认为超速不是问题,于是转换到第2套操纵器上,改正了这一误操作,恢复到原供油量,促使发动机推力增加。

空军发言人称,这一故障在起飞时发生的概率较小,意味在今后飞机起飞过程中不会再出现这种事故。

事故原因查出后,空军要求所有装电子控制器的F110发动机,均要将检查交流发电机传动轴是否磨损作为正常的飞机维修内容之一。长期的改进措施包括对软件的改进使其在发生类似事件时,能快速地转换到第2套控制器。最终的解决方法是重新设计发动机的交流发电机传动轴或交流发电机的安装座。

高压压气机出口封严环涂层脱落(F110发动机)。第2起事故也发生于 1998年 11月。摔掉的飞机属于印第安纳州国民警卫队采用 F110 GE 100的F16战斗机。事故的原因在于高压压气机出口(CDP)封严环上的涂层脱落,造成高压涡轮导向器前内支座损坏。封严环的涂层有二层,先在零件表面涂上一层黏结层,然后再涂上一层表面层。

可是在位于奥克拉荷玛的空军后勤中心对发动机进行修理时,误将两层涂层均涂成表面层,因而造成涂层脱落。为此 GE公司发展了一种检验涡轮导向器内支座是否磨损的方法。大约有350台发动机曾在后勤中心修理过压气机出口处封严环,因此要对这些发动机在外场或返厂进行检验。

高压压气机第1级工作叶片一片断裂(F110发动机)。1998年11月,位于新墨西哥州堪东空军基地装有F110 GE 100 的F 16 战斗机,由于发动机高压压气机第1级工作叶片一片断裂造成 A级事故,这是第3起由 GE公司发动机引起的事故。

这是一起不平常的事故,因为该叶片的缺陷早在1988年已被发现并采取过防范措施,而且规定了每飞行100h要对叶片进行超声探伤;修理技术人员也接受过探伤技术的补充培训,从那时起,已对10000多片叶片进行过超声探伤。

该发动机在事故发生前67.5h进行过超声检查。这是自1988年贯彻用超声探伤叶片后第1次在飞行中出现的断裂。为此,将检查周期从100h缩短为50h。

最终的解决办法是更换新设计的叶片。这种改进的叶片已在近几年中,当发动机返厂完成正常的维修时,换装到F110 GE 100发动机上。