VX4电动垂直起降(eVTOL)飞机坠地后,前起落架折断,右舷机翼断裂
近日,英国航空事故调查人员确定,垂直(Vertical)航空公司最初的VX4原型机是在螺旋桨叶片因制造缺陷而失效后坠毁的,该故障导致飞机的两个电机失去动力,最终导致其高速坠向地面。
英国航空事故调查处(AAIB)在这起发生在2023年8月9日事故的最终报告中详细说明了坠机原因,得出的结论与制造商自己的调查结果相符,并在事件发生后的一个月公布。
事故发生时,垂直航空公司正在英格兰西南部的科茨沃尔德机场对VX4电动垂直起降(eVTOL)飞机进行第二阶段的非载人测试。
该测试由飞行员远程控制,试飞旨在评估VX4的性能,其中一个电力推进装置(EPU)在地效悬停期间不工作。
VX4(G-EVTL)在离地30英尺的高空悬停了10秒后,正朝着7公里(速度为13公里/小时)的地面目标飞行,现场人员“听到一声巨大的‘砰’的一声后,飞机螺旋桨叶片飞散的到处都是”。
VX4原型机配备了八个Equipmank HTM-1900电机单元,机翼前缘的四个可倾斜单元从左到右编号为一到四,后部固定单元编号为五到八。
垂直航空的测试监控视频捕捉到了挂架故障的瞬间
当叶片以约1200rpm的转速爆裂时,产生的失衡负载导致EPU3挂架失效,因为其前部最初在剩余螺旋桨推力的作用下向上旋转。
这一变形反过来又损坏了高压电源电缆和线束——六条CAN总线中的两条被完全切断,第三条出现间歇性阻断——最终导致EPU 4和7失去动力。
AAIB表示,线缆损坏“意味着系统没有向剩余的EPU发出足够的电力,使飞机无法继续悬停”。
尽管飞行控制系统将VX4保持在“大致水平的姿态”,但它仍以19.45英尺/秒的速度下坠,这是其设计承受极限的两倍,最终飞机撞上了26号跑道的南部边缘,左主轮和前轮都在草地上。
在撞击过程中,前起落架折断,右舷机翼在内侧挂架处断裂,仅通过线束与飞机其余部分相连。
EPU3的两个螺旋桨叶片分离,破裂的叶片落在距离其机身残骸约50米的地方。
随后对叶片的检查表明,其内部翼梁与外部护套未结合。这导致外侧部分径向向外平移,增加了翼梁上的弯曲载荷,直到其外部部分断裂和分离。
AAIB表示:“飞行过程中飞出的叶片鞘层表明,鞘层和叶片翼梁之间的结合不良。”。“大部分粘合剂仍然附着在内部护套表面,叶片翼梁上的粘合剂很少。”
报告称,垂直航空公司进行的应力分析表明,在发生故障的条件下,仅需要5%的翼梁-护层结合面积就可以保持护层,这表明在飞出前的操作过程中“结合逐渐退化”。
垂直航空公司备件库中另外两个同型号叶片的CT扫描显示,两个部件的结合部位中存在广泛的空隙,同时翼梁横截面的形状也存在变化。
AAIB补充道:“制造商的审查,叶片结构设计、相关制造控制、质量保证流程和验证工作是叶片合格出厂的关键因素”。
自那以后,Vertical已经退役了所有所谓的“第一代”叶片,取而代之的是第二代设计,该设计消除了粘合模式缺陷的可能性。这些新叶片将安装在下一架原型机进行飞行,预计在未来几周内进行首次飞行。
最终制造商根据调查结果进行了36项产品和工艺改进。
AAIB表示:“其中包括质量控制、供应商资格、设计和验证流程、飞行控制法、CAN总线架构和线束布线方面的改进。”。
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