東航的飛機還敢不敢坐瞭？
我在微博上看到這樣的標簽。這是在幾十小時前（2023年12月3日）的東航MU721航班出現故障備降之後發酵出來的。
航班上受到驚嚇的乘客有的都寫瞭遺書。航空業內卻說大驚小怪杞人憂天瞭。還有連飛機和發動機型號都不認識的野生磚傢起哄架秧子，連熱脹冷縮和發動機炸飛都蹦出來瞭。
於是廣大吃瓜群眾就迷茫瞭。
到底能不能坐？還是要看12月3日MU721航班到底發生瞭什麼。
以下基於現有信息還原。
2023年12月3日北京時間早上8點30分，東航MU721航班從上海虹橋機場起飛。按計劃，它將於2小時後降落在目的地香港。起飛後約一小時，飛機在一萬米左右高空巡航，福州就在下方，路途過半，再過一會乘務組就要叫大傢收起小桌板打開遮光板進入降落程序瞭。此時，據機上乘客描述，飛機出現瞭一聲比較大的異響，隨即機身開始劇烈抖動，機艙裡傳來航空煤油的異味。機組隨即關閉出現瞭故障的右側發動機，進入單發程序。25分鐘後，飛機安全備降於廈門高崎國際機場，全體乘客和機組安然無恙。
來自flightradar24的航班數據
網絡流傳的可信度較高的現場照片顯示其右側發動機的26片風扇葉片中至少兩片斷裂，多片有其他不同程度損傷。另一幅有一定可信度的拍攝於機艙內的照片顯示，右側發動機短艙頂部有一處破損。除右側發動機外，機體無其他明顯損傷。
飛機是什麼型號？
此架飛機是空客A330-300型，註冊號B-8970，交付於2017年。
當事飛機的資料照片，圖源：Jetphotos
A330是空中客車公司於上世紀80年代末研發的寬體客機，首架於1994年投入市場。目前已經交付的A330已經超過1500架，是史上最成功的民航機型之一。
客運型的A330有兩代。載客較少但是飛得更遠的A330-200和機身更長但是航程稍短的A330-300，這兩個型號構成瞭A330CEO，是現有A330機隊中的絕對主力。這裡CEO不是首席執行官，而是“現有發動機選項”（current engine option）的意思。之所以有CEO，是因為A330有瞭新一代，A330NEO，NEO意為“新發動機選項”（new engine option）。空客之前給A320換發，A320NEO獲得瞭市場熱烈的追捧，嘗到瞭甜頭的空客給老A330安裝瞭新一代發動機，並且對機翼和航電系統進行瞭升級，得到瞭A330-800和A330-900。A330NEO系列自4年多前投入市場，目前已經交付一百多架，據信2025年就會有中國內地航空公司開始運營A330NEO。
A330系列能取得市場成功，秘訣在於它能滿足市場的多種需求，是個多面手。以國內市場為例，你會在京滬、京廣、京深這些客流量巨大的航線上遇見A330，這些航線雖然距離不長，不過客流量大，導致航班時刻緊張。在這些航線上A330-300是不錯的選擇。至於A330-200，你可能會在長沙-曼徹斯特，上海-羅馬，武漢-悉尼這樣的客流量不大但是距離很遠的航線上碰到。相比於A330CEO，NEO進一步延伸瞭航程，美國達美航空拿它來飛十幾個小時的中美航線也沒什麼壓力。
投入運營近30年來，A330系列一直保持著很好的安全記錄。當然由於積累瞭巨大的飛行小時數，所以也發生過法航447航班這樣由於雙側空速管結冰無法讀數導致自動駕駛儀斷開而飛行員並未意識到，最終機毀人亡的復雜情況疊加人為失誤的空難。也誕生過因為機務維護不當導致全機油箱漏光，飛機在巡航高度雙發停車，滑翔120公裡迫降在荒島機場全機獲救的加拿大越洋航空236事件。
東航這架飛機機齡6年，遠低於目前全球A330機隊12年多的平均機齡。基本上可以看作是一架成熟機型的新飛機。
發動機是什麼型號？
事發飛機的發動機為英國羅爾斯·羅伊斯公司（Rolls&Royce，這個品牌在汽車界稱作勞斯萊斯，在航空界約定俗成叫做羅爾斯·羅伊斯，兩者獨立經營，以下簡稱羅羅公司）設計生產的遄達（Trent）700型，是羅羅專為A330項目研發的三轉子大涵道比大推力渦輪風扇發動機。其獨特的三轉子技術來自羅羅著名的RB211發動機，因此遄達700也可以視作RB211的子型號。
A330系列選配的發動機有三款，航發三巨頭雨露均沾。分別為：通用電氣公司的CF6，普特拉惠特尼公司的PW4000和羅羅的遄達700。根據推力大小的區別，三款發動機又有一些細分的子型號，這裡不做區分。
前方東航A330裝配遄達700，後方大韓航空A330裝配PW4000
愛爾蘭航空A330，裝配CF6發動機
遄達700並不是A330的項目啟動發動機，第一臺遄達700於1995年裝機交付給國泰航空。
裝配遄達700的國泰航空A330
近30年來，遄達700經過數次改進，逐漸成為三款發動機中最受歡迎的那個，目前裝機比例高於50％。空客在用A330改裝的MRTT多用途軍用加油運輸機和大白鯨超大部件運輸機項目中均選擇遄達700作為唯一的發動機選項。
A330MRTT多用途加油運輸機
大白鯨大部件運輸機，用於在空客各工廠間運輸機身分段、機翼等大部件
根據羅羅公司的官網，遄達700目前的總飛行小時數已經超過7000萬小時，可以說是一款成熟的發動機產品。
那臺發動機的風扇葉片為什麼會斷裂？
發動機風扇葉片斷裂，在航空安全領域有個專有的縮寫FBO（fan blade off）。當得知MU271航班FBO時，在看到那張照片前，我跟很多業內朋友的猜測，嫌疑最大的是鳥擊（bird strike）。
飛機撞鳥導致發動機損壞的事件並不少見，著名的“薩利機長”事件，就是A320撞到瞭一群加拿大黑雁，導致雙發損壞停車。萬米巡航的時候也能撞鳥？這種概率不高，絕大部分鳥的飛行高度在數千米，越低鳥越多。但這個概率也不等於零。多種大型雁鴨和鶴都有可能飛到萬米左右，目前鳥類飛行高度的世界紀錄正是通過一次鳥擊事件確認的。那是1973年，一架民航飛機在科特迪瓦首都阿比讓上空37000英尺（約11000米）撞到一隻黑白兀鷲。
但是當我看到照片，鳥擊的可能就被我排除瞭。因為鳥擊現場總會有血跡、羽毛等痕跡，這次的發動機看起來很幹凈。
今年4月25號，哥倫比亞航空（Avianca）一架A320遭遇鳥擊的發動機，圖源自X
基本排除外力導致斷裂之後，自航空產業誕生之後就一直揮之不去的一個鬼魂，就慢慢顯露瞭出來。這個鬼魂，就是“結構疲勞”。什麼是“疲勞”（fatigue）？在材料工程領域，疲勞是指材料在受到持續動態變化的應力時造成結構劣化的現象。
說人話，想必很多朋友都親身實踐過。一根金屬絲，不管是銅絲鐵絲還是鋁絲，它們的斷裂強度都是很高的。你要弄斷它，硬拉硬拽是很難做到的。如果你想弄斷一根金屬絲，又沒有老虎鉗之類的工具，那就可以反復折彎它，左折一下右折一下。折彎的時候所需要的力量並不大，似乎也不足以弄斷金屬絲。可是反復折彎之後，金屬絲就會從彎折處斷開。這就是金屬疲勞導致的斷裂。
在飛機上，結構疲勞導致的航空事故有很多。最著名的要數斷送瞭人類歷史上第一款噴氣式客機前程的那次。英國德哈維蘭公司的彗星客機在1952年投入使用。一年多之後，在1954年，彗星客機接連出現兩起空中解體事故。事故分析的結果是，繼承自活塞螺旋槳時代客機的方形窗框，在飛行高度更高，機身內外壓力差很大的噴氣式客機上，每次飛行機身增壓減壓，都是對機體結構的反復彎折。方形窗框的直角處就變成瞭食品包裝袋上做出來的易撕口，最終導致機身破裂。雖然最後英國人修正瞭錯誤，但也失去瞭市場的信任。
德·哈維蘭D.H106彗星的原型機，圖源紐約航空史學會
還有1988年4月28日的美國阿羅哈航空243航班事故。那架波音737-200在飛行過程中機身前部一大片蒙皮被掀掉，整個飛機變成瞭敞篷。奇跡是除瞭一名空乘因為被吹出機外而失蹤外，其餘人員均得以生還。調查結果顯示，在夏威夷的小島間飛行的阿羅哈航空因為環境中帶鹽分的水汽導致飛機的鋁蒙皮間發生氧化銹蝕，加上飛機雖然總飛行時長不算多，但是航線很短，所以機艙加壓循環很多，最終導致鉚釘金屬疲勞斷裂。之後航空安全機構對類似飛行狀況的飛機修訂瞭檢查流程，從此再也沒發生此類事件。
由緊急撤離後的某位乘客拍下的阿羅哈423航班的事故照片，他的相機忘瞭修改時差，其實是當地時間28號
發動機裡的疲勞問題，比機身更突出。以遄達700為例，它最外層的風扇直徑2.47米，轉速約每分鐘4000轉。巨大的離心力作用在整個風扇葉片上有幾十噸重。風扇葉片又是一個形狀復雜的結構，為瞭減輕重量，其內部又是空心的。在飛行中，風扇會承受從零上幾十攝氏度到零下幾十攝氏度的溫差，會承受從靜止到上千公裡迎面風的吹拂。飛機在上升下降和轉彎時還會有不同方向的加速度疊加。它還必須耐久，至少要能安全使用幾萬小時。
遄達700結構剖視，圖源R&R
發動機內部還有好多排小“風扇”，它們是壓氣機和渦輪，別看比風扇小，壓氣機和渦輪葉片的轉速高得離譜，渦輪葉片還要承受上千攝氏度的高溫。
遄達700風扇葉片的示意圖，註意它復雜的扭轉形狀和用燕尾榫與風扇盤連接的方式
這正是發動機設計制造的難點。從設計之初，如何在足夠輕的前提下提升發動機材料到抗疲勞性能，就是難中之難。遄達700的風扇采用瞭鈦合金材料。
一款商用航空發動機在真正投入市場前都需要做大量的實驗。疲勞性實驗，耐久性實驗，極限工況實驗，都是要把發動機折騰到崩潰，看看它們的臨界條件到底是什麼，這樣才能編制飛行手冊和維護手冊。機務那裡有很多工具，內窺鏡、超聲、X光，基本上外科醫生有的檢查手段，他們都有。按照編制好的維護手冊，什麼部件多久要做什麼檢查，什麼樣的損傷可以帶傷放行，什麼樣的損傷必須維修更換，都是有例可循的。
這還不算完，還要考慮更多極限狀況，被鳥撞瞭呢？碰上特大冰雹呢？或者不管什麼原因發動機裡的那些葉片就是斷瞭呢？高速旋轉的葉片飛出來，會不會變成飛刀？所以發動機外殼，行話叫“包絡”，就要特別設計，盡量抗住這些“飛刀”。FBO瞭，發動機包絡沒破，叫“包容性發動機損傷”。為瞭測試這些，就要想辦法把試車臺上的發動機葉片弄斷，還得按照我們的想法斷。
剛才說“有例可循”。例從哪裡來呢？很不幸，很多就是從事故調查中來。實驗試飛再多，也無法完全模擬飛機真實使用場景中的復雜情況。絕對的安全是不存在的，除瞭問題，能找到問題的癥結亡羊補牢，沒有誰能比航空領域更能得其精髓瞭。
在飛機設計上還有一個保命底線，那就是ETOPS單發延程飛行（extended range operations），業界也戲稱為“engine turn or passager swim”。也就是現在普遍的雙發動機的飛機，在一臺故障停機以後，另一臺要有能力維持飛機的正常飛行一段時間，不管是起飛、巡航還是降落階段。在這段時間內，飛機要能找到安全的備降場。
ETOPS的級別不一樣，這是充分考核瞭它們的總體可靠性之後給出的認證。如果航路中上有茫茫大洋，備降機場少，ETOPS就得很高才行。前幾年波音787上選配的遄達1000發動機發生多次渦輪葉片斷裂，被相關機構大幅縮減瞭ETOPS級別，導致嚴重依賴787，又需要跨大洋飛行的新西蘭航空不得不去租別的航空公司飛機應急。直到羅羅宣稱解決瞭遄達1000的缺陷問題，並重新獲得延程認證。
為什麼懷疑MU721的葉片存在“例外”的疲勞問題？不是因為同門的遄達1000出過幺蛾子，因為它本身就有前科。2017年6月25日，亞航X（AirAsia X）的一架A330-300在從澳大利亞珀斯飛往馬來西亞吉隆坡的航程中一臺發動機出現故障，機身劇烈震動。飛機返航備降後發現風扇葉片斷裂。三年之後澳大利亞交通運輸安全局（ATSB）發佈事故調查報告，經過ATSB和羅羅公司的共同調查，認為風扇葉片的鈦合金結構中存在加工過程造成的缺陷同時疊加局部銳角結構的設計缺陷，引發結構疲勞。結果是羅羅修改瞭制造工藝，對有缺陷的設計進行瞭補強，同時修訂維護手冊，加強檢查力度。
事後檢查發現的風扇疲勞跡象，圖源ATSB/R&R
MU721這次的情況，非常像亞航X事件的再現，並且疑似出現瞭非包容性破損，幸虧破損的部位是在發動機短艙前上部，沒有對機身和機翼的結構造成更多損傷。非包容性事故雖然罕見，但一旦發生，後果是嚴重的。
2018年4月17日，美國西南航空1380航班，當時那架波音737-700一臺發動機的風扇葉片因為金屬疲勞從根部斷裂，這個葉片並未直接擊破發動機包絡，卻打中瞭發動機短艙檢查蓋板的鎖，導致發動機短艙外部大面積脫落，其中一個部件擊碎瞭14排的窗戶。臨近的乘客被機身破裂從內向外湧出的氣流將半個身子推出窗外。雖然空乘和其他旅客拼死把她拉回機艙，但是頭頸部受到幾百公裡時速的強風沖擊，最終導致其不幸身亡。這也讓美國十多年沒有航空旅客死亡事故的安全記錄歸零。最終美國交通運輸安全委員會NTSB要求波音修改其發動機短艙的設計，並將一種新的超聲波探傷技術應用於機務檢查中。
美西南1380受損的發動機情況，圖源NTSB
在當時，波音737已經飛瞭幾十年，恰好打中那個鎖，這是多“寸”的事？不管有多寸，發現瞭，就是問題，就要改進。這是航空發展到今天，安全系數高於其他任何交通方式的根本原因。
開頭說有些業內人士對大眾的擔心嗤之以鼻，證據是如果看看業內專門收集航空安全數據的網站，肯定會有人嚇得再也不敢坐飛機。
以上是航空安全專業媒體aviation herald的網站截圖，機器翻譯
民用航空領域為什麼不愛“遮醜”？除瞭這個行業的特殊性之外，飛機制造商、部件制造商、飛機運營方、飛機所在空域、機場、飛機乘客，可能分屬很多個國傢和地區，可能也是一個重要因素。沒那麼容易利益共同體。
說這麼多，東航到底還敢不敢坐？敢。東航是我國以及世界上最大的航空公司之一，這次MU721，機組處置得當。落地後一小時，東航官方就發佈瞭消息，在信息披露方面也值得誇贊。民航領域，最怕捂眼堵嘴。
A330還能不能坐？能。A330系列在很長時間裡依然會是大傢最容易碰到的寬體客機機型，你可以放心。
遄達700還行不行？雖然從總體數據來看它很可靠。但是這起故障需要更多的調查，如果是亞航X類似情況，為何沒有在檢查中被排除。是之前的補救措施沒有起效，還是機務的工作疏忽，或是存在尚不為人知的新亡羊？當然，大傢要有足夠耐心，一個嚴密的調查，需要時間，從幾個月到幾年不等。以往的經驗積累，也讓行業有瞭一些對重大安全隱患的預警機制。比如前幾年的波音737MAX被緊急停飛，也是基於民航安全數據監控的結果。
這些數據，包括Aviation Herald這樣的行業媒體披露的，其實都不是普通民眾需要直面的東西。行業內容有行業門檻，尤其是航空領域，最怕胡說八道的。
聞過則喜。雖然民航業內的“過”，有時候會伴隨著恐怖的後果。但是沒有停在恐懼中，從過失中吸取教訓，讓航空業展現瞭“系統的力量”。
我依然相信它。
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