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作者：乔普·丁格曼斯
超级美洲豹系列直升机的声誉很有意思。世界各地驾驶过该机型的飞行员对其评价都很高。
然而，如果去问欧洲的海上工人，你可能会得到截然不同的答案。
超级美洲豹虽然在技术上遇到过困难，但与竞争对手相比，它仍然具有巨大的优势。然而，多年来的多次坠机事故导致其声誉严重受损 ⬇️
这导致空中客车公司对它进行了一系列改进。那么，超级美洲豹是否具备东山再起的实力呢？
超级美洲豹系列直升机概述
超级美洲豹系列直升机经历了多次迭代，最新的是 H225 型直升机。H225 在民用和军用领域都有应用，主要以其超长的航程、先进的自动驾驶仪和巨大的有效载荷而闻名。
以下是 H225 的一些技术细节：
如此大的航程和续航能力在其他直升机中仍然很难找到，这也是超级美洲豹成为许多海上运营商的首选的原因之一。在海上使用时，它可以在满载和满油的情况下飞往最远的钻井平台，提供更多的改道选择，并有时间处理任何航路问题。
许多其他直升机必须牺牲载客量或燃油量（讽刺的是），才能飞往最远的钻井平台。H225 的独特之处就在于此！
因技术问题导致的最新事故时间表
那么，在过去的 15 年里，超级美洲豹系列直升机究竟发生了什么，让它经历了如此艰难的时期？以下是与技术问题有关的最新事故时间表：
2009: G-REDL - 齿轮箱灾难性故障
来源：AAIB
一架 AS332 L2 直升机 G-REDL 从北海米勒平台（Miller Platform）起飞前往阿伯丁机场。当直升机在 2,000 英尺（610 米）AMSL 的高度巡航时，飞行约 50 分钟后，主旋翼齿轮箱发生灾难性故障。
直升机的主旋翼与机身完全分离。这导致机身以极高的下降速度坠入海中。机上 16 人全部遇难。
复杂而详细的调查显示，主旋翼齿轮箱的故障始于齿轮箱行星模块中 8 个行星齿轮中的 1 个。
这个行星齿轮断裂的原因为金属疲劳引起的裂纹，具体原因不明。对齿轮箱的分析表明，裂纹很可能发生在行星齿轮轴承外圈的受力区。
在失事前约 36飞行小时，在维护过程中发现了一个金属颗粒。这是第二级行星齿轮即将发生故障的唯一迹象。
事故原因
主旋翼齿轮箱的灾难性故障是由于行星模块中第二级行星齿轮的疲劳断裂造成的。
促成因素
1) 识别出的金属颗粒未被视为行星齿轮退化的迹象。
2) 现有的检测方法没有提供第二级行星齿轮任何退化的额外迹象。
3) 以环形布置在主旋翼齿轮箱中的多个磁铁降低了检测到从行星齿轮模块脱落的碎屑的概率。
安全建议
事故报告中提出了 17 项安全建议，主要强调：
额外的安全检查
对直升机型号进行监管
缩短部件时限
增加检测齿轮箱退化的方法
增加一个警告灯，在齿轮箱金属屑探测器触发时向机组人员发出警告。
2012: G-REDW - 主齿轮箱失去滑油压力
来源：AAIB
一架 EC225 直升机G-REDW在北海上空执行任务时，出现主旋翼齿轮箱失去滑油压力。机组人员启动了紧急润滑系统。
当该系统启动时，乙二醇和水被注入齿轮箱以提供冷却和润滑。该系统启动后，飞机应该还能再飞行 30 分钟。
然而，在系统启动后不久，驾驶舱内的警告灯（EMLUB）向机组人员显示，该紧急润滑系统已经失效。机组人员因此决定实施受控迫降。没有人员严重受伤。
在调查过程中发现，尽管警告灯亮起，但紧急润滑系统实际上仍在工作，飞机其实可以到达最近机场。
MGB EMLUB亮起的原因是飞机线路与改装后的引气和水/乙二醇供应压力开关配置不兼容，向机组人员发出了错误的指示。
失去滑油压力的主要原因是主旋翼齿轮箱中驱动滑油泵的锥形齿轮垂直轴（图中的蓝色部件）发生故障。
来源：AAIB
故障的原因是轴的焊接部位（见红色箭头）出现了疲劳裂纹：
来源：AAIB
裂纹的起因是位于焊接处一个 4.2 毫米制造孔的埋头孔上出现了一个腐蚀坑。埋头孔是孔旁边的锥形区域，可以让堵塞或螺钉与表面平齐：
来源：AAIB
腐蚀坑是由于埋头孔和位于其上的PTFE堵塞之间的缝隙中的水分造成的。（PTFE 是聚四氟乙烯 [Polytetrafluoroethylene] 的缩写，这是个很长的词，我们大多数人连这个词怎么读都不清楚，我们通常将其称为特氟龙！）
来源：AAIB
总而言之，塞子和埋头孔之间的湿气引起腐蚀，从而导致裂纹。
事故原因
调查结果显示，造成这一现象的主要原因有两点：
1) 360 度环向高循环疲劳裂纹导致主齿轮箱锥齿轮垂直轴失效，导致无法驱动滑油泵。
2) 飞机线路与安装在引气和水/乙二醇供应装置中的压力开关内部结构不兼容。这导致 MGB EMLUB 警告灯亮起，要求立即着陆（在这种情况下是迫降）。
促成因素
关于促成因素，AAIB 提到了以下几点
1) 直升机制造商的有限元模型（用于支持特定部件疲劳行为的数学模型）低估了垂直轴焊缝区域的最大应力。
2) 垂直轴的设计没有充分考虑到焊接操作产生的残余应力。
3) 存在腐蚀坑。
2012: G-CHCN - 主齿轮箱失去滑油压力
来源：AAIB
这起事故发生在北海上空的另一架 EC225 上，与 G-REDW 事故非常相似，因此 AAIB 决定在同一份调查报告中讨论这两起事故。
这架直升机于 13 时 22 分从阿伯丁起飞，前往桑堡（Sumburgh）西北部的西凤凰平台（West Phoenix）。飞行约 60 分钟后，当直升机以81%的总扭矩、140 节（259公里/小时）的速度、在3,000 英尺（914米）AMSL巡航时，机组人员收到各种告诫和警告信息，显示齿轮箱完全失去滑油压力。
这起事故发生在前述事故几个月之后。同样的部件导致了同样的故障，紧急润滑系统再次显示失效。结果机组人员做出了同样的决定：再次迫降。这起事故也没有造成严重的人员伤亡。
这两起事故的唯一主要区别在于锥形齿轮垂直轴上裂纹的形成原因。在这起事故中，裂纹是由称为内半径（Inner Radius）的轴上的腐蚀坑造成的，而不是由 4.2 毫米孔的埋头孔造成的。
来源：AAIB
然而，裂纹仍然穿过了 4.2 毫米孔的一部分，这与 G-REDW 上的裂纹区域相似。一小块含有氧化铁和水分的碎片被困在内半径上，从而形成了腐蚀。这根轴的飞行小时数很高：3,845 小时。这比任何其他 EC225 LP 上的轴都要多得多。
来源：AAIB
与 G-REDW 一样，在检查 G-CHCN 的 MGB 时发现，尽管警告灯亮起，但紧急润滑系统仍在工作。没有目视证据表明齿轮箱受热损坏或即将发生故障。
根据两起事故提出的安全建议
事故发生后，AAIB 提出了多项建议，主要包括：
欧洲航空安全局（EASA）要求欧洲直升机公司（当时）审查主齿轮箱紧急润滑系统的设计
欧洲航空安全局委托研究划痕和腐蚀坑对部件疲劳强度的影响
坠机后的改进，如救生筏展开的可靠性（G-REDW 乘客报告救生筏展开缓慢。在 G-CHCN 上，系泊缆绳和救援包缆绳缠绕在左侧救生筏上，并将其束缚在主起落架舱上，使其无法投入使用。解开后，救生筏才得以使用）。
2016: LN-OJF - 齿轮箱灾难性故障
来源：AIBN
一架EC225（LN-OJF）于 10 时 05 分从弗莱斯兰（Flesland）（挪威卑尔根机场）起飞，进行当天的第二次往返飞行。其目的地是 Gullfaks B（ENQG 直升机平台），乘客下机后，旋翼仍在运转。随后，11 名乘客登上了回程航班。
根据飞行数据记录仪的信息，直升机在即将抵达挪威海岸前一直保持着 3,000 英尺 （914米）AMSL巡航高度。随后，直升机下降到 2,000 英尺（610米）AMSL的净空高度，以 140节（259公里/小时）的速度飞行了约 1 分钟。
突然，发动机扭矩下降，主旋翼开始不规则倾斜。直升机爬升了大约 120 英尺（37米）后，主旋翼脱离，直升机开始以弹道方式向地面坠落。
失去主旋翼后，机身向右翻滚近 360 度，同时向右偏航。随后，直升机开始缓慢地向左横滚，机头最终指向地面。11 时 55 分，它撞上了斯托雷斯基索尔门岛（Storeskitholmen island）。撞击力摧毁了直升机，之后大部分残骸落入大海。
来源：AIBN
燃油蒸汽在事故现场上空形成雾气并被点燃，导致岛上起火。与此同时，主旋翼继续自行飞行，向斯托斯科拉岛（Storskora island）方向左转，并在那里发生撞击。机上 13 人全部遇难。
事故原因
调查发现的主要原因是第二级行星齿轮的结构退化。表面下的裂纹在未被发现的情况下发展，导致了灾难性的疲劳失效。
来源：AIBN
一切始于轴承外圈上部的一个表面微坑。它最终转向齿轮齿，并导致齿轮边缘断裂。
来源：AIBN
行星齿轮上的裂纹随后导致齿轮箱出现裂纹，进而导致主旋翼分离。调查还发现，材料特性、表面处理、设计、运行负荷和金属屑的综合作用导致了一种未曾预料或评估的失效模式。
促成因素
空中客车公司进一步阐述了导致行星齿轮故障的潜在因素：
非常有限的剥落（轴承随着时间的推移而退化），检测精度不足
金属疲劳，最大运行时间限制不足
即使符合技术规格，每个行星齿轮的设计也不完全相同。差异取决于主齿轮箱中齿轮的制造商。一个行星齿轮会在其他部件之间产生更大的接触压力
主齿轮箱在运输过程中受到外部损伤
维护过程中进入主齿轮箱的杂质污染了齿轮箱
空中客车公司进行了哪些改进？
空中客车公司对主旋翼齿轮箱和其他方面进行了大量改进，空中客车公司在这段视频中公布了这些改进：
视频重点介绍了空中客车公司自己做出的主要改进，包括：
对所有空中客车直升机的质量和安全流程进行审查
处理和跟踪部件的可追溯性
重新评估所有飞机的应力分析
取消了有问题的行星齿轮类型，现在使用的唯一行星齿轮在正常情况下已飞行超过 2,200 万小时，没有出现任何外圈损坏情况
启动一项研究项目，利用领先大学的研究成果更准确地分析振动
将振动传感技术应用于行星齿轮系，作为检测损伤的一种方法
通过使用新型磁堵，改进齿轮箱中金属颗粒检测，并且可以收集尺寸更小的金属颗粒
将行星齿轮的最长工作时间缩短了 4 倍
采取更多措施，确保齿轮箱在维护期间得到保护，避免部件受到污染
除上述措施外，空中客车公司还宣布，他们对 H225 的改进还不仅仅局限于主旋翼齿轮箱：
来源：空中客车直升机公司
除此之外，还记得我们讨论过的 2012 年迫降事件中 4.2 毫米孔吗？在这些事故发生后，空客为此改进了多个项目，包括
采用新的工具，以符合增加的公差要求
最后进行抛光以去除腐蚀
更彻底、更频繁的检查
采用密封剂填充PTFE堵塞和埋头孔之间的缝隙
为改进后并符合要求的轴分配新的序列号
回收所有不符合要求的在用轴
针对特定轴引入 5 µm 验收标准
以上是对技术改进的总结，但这对该机型的整体印象有何影响？
超级美洲豹的声誉是否已经恢复？
可以说，空客在解决超级美洲豹的可靠性和声誉方面做了很多工作。2016 年坠机事件发生后，H225 在北海的声誉受到严重打击。很多海上作业工人站出来讨论海上直升机飞行的未来。
其中一个海上工会 Unite 威胁说，如果这种直升机继续用于北海的客运航班，他们将举行罢工。一份由北海石油工人及其家属发起的禁止超级美洲豹的请愿书获得了 27,000 多个签名。除此之外，空中客车公司 2017 年对 5,000 多人进行的一项调查发现，62% 的受访者不会再乘坐该直升机。
同年，RMT 工会全国秘书史蒂夫·托德（Steve Todd）说：
但所有这些都发生在坠机事件之后，那么现在前景如何呢？正如Vertical Mag在 2024 年初所报道的那样：
还有
以及
那么，问题是：超级美洲豹的未来将何去何从？尽管欧洲的海上公司似乎将注意力集中在其他机型上，但 H225 仍在全球许多其他行业中使用。
驾驶过该机型的飞行员仍然对其赞不绝口，虽然该机型也曾遇到过困难，但不可否认的是，它拥有许多竞争对手难以提供的优势。
资源
G-REDL 事故报告
（https://assets.publishing.service.gov.uk/media/5422f86aed915d13710006cb/2-2011_G-REDL.pdf）
G-REDW 和 G-CHCN 事故报告
（https://assets.publishing.service.gov.uk/media/5422fbaaed915d1374000833/2-2014_G-REDW_and_G-CHCN.pdf）
LN-OJF 事故报告
（https://havarikommisjonen.no/Aviation/Published-reports/2018-04?pid=SHT-Report-ReportFile&attach=1）
结论
多年来，由于技术问题和事故，超级美洲豹系列直升机面临着巨大挑战，该机型的声誉严重受损。然而，空中客车公司已采取各种措施来解决引起这些事故的根本原因并实施改进。
目前，H225 和之前的型号仍在世界上许多地区继续飞行，飞行员对其评价也很高。但它能否全面复出，将取决于未来几年海上工人对该机型的信任度，以及竞争对手将如何加大进入海上市场的力度。
来源：What Happened to the Super Puma Helicopter Family? By Jop Dingemans. Pilots Who Ask Why, March 25, 2024. 略有修改。
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