书城工业飞机的故事(征服太空之路丛书)
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第12章 蓝天之殇——空难(1)

全世界每年死于空难的约1000人,而死于道路交通事故的达70万人,从这个意义讲,乘飞机也许是最安全的交通方式。然而一旦发生飞机失事,幸存者却寥寥无几。飞机起飞后的6分钟和着陆前的7分钟内,最容易发生意外事故,国际上称为“可怕的13分钟”。

空难指飞机等在飞行中发生故障、遭遇自然灾害或其他意外事故所造成的灾难。死亡性空难并不是所有旅客全部死亡。根据国际民航组织的统计,1959年~1997年的全部空难事故中,飞机全毁,且有人员死亡的占58%;飞机全毁,但无人员死亡的占32%;飞机没有全毁,但有人员死亡的占10%。

空难也指由于不可抗拒的原因或人为因素造成的飞机失事,并由此带来灾难性的人员伤亡和财产损失。通常与“空难”意义相同的词还有“飞机坠落事件”或“坠机事件”。汉语中对各种飞行器包括各种载人航空飞行器在起飞、飞行或降落过程中,或载人航天飞行器在起飞、空中飞行或降落过程中,由于人为因素或不可抗拒的原因导致的灾难性损失,对此类事件统称为空难,如对美国“哥伦比亚”号航天飞机的失事有时称为“哥伦比亚空难”。

通向死亡的捷径

有时候所谓的捷径往往通往死胡同。

20世纪50年代以来,一系列的飞行事故使航空界逐渐认识到:虽然操作设计的基本要求是尽可能简单,但这种简单并不等于合并程序,必须保证清晰的飞行操作程序。在操作设计方面偷工减料,往往会造成严重后果。1970年7月5日,加拿大航空公司一架DC-8飞机再次为人们提出了“简约与繁琐的辩证关系”这一命题。

那一天,该航空公司的621航班从蒙特利尔起飞,前往洛杉矶,按计划经停多伦多,并获机场塔台批准,准备在32号跑道降落。当地天气非常不错,云底高1050米,水平能见度达30千米。飞机开始下降,机组执行落地检查单。可是,他们忽略了“检查扰流板”这一项。扰流板的作用犹如汽车的刹车装置,是调整飞机速度的重要手段。他们计划在飞机接地前拉平时,把地面扰流板设成待命状态,一旦飞机主轮接地,便可以自动展开并使飞机减速。DC-8飞机可是,当飞机进入跑道入口,高度只有最后20米时,由于副驾驶忘记了这个程序,忽略了“检查扰流板”这一项目,机长没有把地面扰流板设置成待命状态。副驾驶一口气把地面扰流板操纵杆拉到头,地面扰流板没有进入待命状态,而是立刻展开。机长意识到这个错误,连忙叫道:“不行,不行,不行!”副驾驶也意识到自己犯下大错,连忙说:“对不起。啊,真对不起!”不幸的是,大错已经铸成。

机长立刻把发动机功率推到最大状态,拉机头上仰,以补偿地面扰流板空中展开造成的升力减少和高度急剧下降。但是,灾难已经降临——飞机重重地落在了跑道上。主起落架减震系统无法吸收如此强大的撞击力,造成机尾碰地,强大的冲击力立刻把4号发动机连同整个发动机短舱震掉,打坏了4号备份油箱。可能是因为发动机短舱断掉后导线短路,从燃油箱喷出的燃油立刻点燃起火。飞机接地仅仅一个瞬间,强大的反作用力和机长所做的抬头动作又使飞机重新升空。机长操纵飞机继续爬升,并通知地面,他们准备做一个盘旋,再次着陆。621航班飞机带着右翼下的熊熊烈火努力向北飞去。幸好主起落架没有受到明显损坏,机组顺利地收起了起落架,襟翼位于20度,扰流板也全部收起。

可是,毕竟在重着陆时损伤严重,飞机勉强坚持了3分钟,右翼上最后一台发动机即3号发动机连同短舱也相继脱落,整个右翼外侧整体折断。飞机再也无力维持平衡,翻转过来,从1千米高度上直接以每小时400千米的速度俯冲并触地。飞机立刻被炸得粉碎,烧成一个巨大的火球。此处距离机场北部10千米,机上109人全部遇难。

表面上看,这起事故起源于一个看似无关紧要的操作,居然引起如此严重的后果,这引起航空界的深思。调查报告严肃检讨了这个教训。首先,用一个操作手柄完成两种截然不同的操作状态,这种设计思想本身就为使用差错留下了隐患。一般的系统使用这样的简约设计方式可以接受,比如加热和通风系统,操作错误也不会造成无法挽救的后果。但是,对于飞机操纵系统来说,这样的简约设计就不可接受了,起码要增加一些限制装置,比如,当功能变化时,操作力矩应该有变化,或在不同位置的设置处使用弹簧卡口,提醒机组不要错误操作。最理想的设计是,无论怎么操作,在空中也无法打开地面扰流板装置。这只需要与主起落架上的空/地开关连动即可实现。

其次,调查人员发现飞机厂家提供的飞机使用手册对空中到底能不能展开地面扰流板这个问题的表述既不完整,也不明确。因此,航空公司甚至机组人员都并没有真正认识到这个潜在的危险。加拿大运输部没有认识到加拿大航空公司使用的DC-8与其他用户的DC-8有差异,他们与航空公司共同承担了疏于管理的责任,毕竟这种飞机上装备了一种有缺陷的扰流板操纵装置。调查组同时对DC-8的发动机短舱设计,特别从燃油箱的完好性和电气布置的安全性两方面提出了整改意见。

扰流板再次,621航班机组违反公司规定也是造成飞机失事的一个原因。加拿大航空公司规定,必须在300米高度上设置好地面扰流板待命状态。这些设置机组在前几段飞行中还能够坚持照办;不幸的是,这一次看来他们打算在飞机接地后手工操作,展开地面扰流板。即便发生了操作错误,已经提前展开了扰流板,如果不把飞机重新拉起来,而是顺势而为,继续着陆滑跑,那会是什么后果呢?也许,那只是一次冲出跑道的事故,机上人员不会全部罹难。但是,调查组认为,机长决定复飞而不是继续落地滑跑是正确的,至少这是避免或减轻重着陆的规定程序。何况,在当时,机组无法得知在重着陆碰击中,飞机结构已经受到严重损坏。

此后,加拿大民航局发布指令,在落地检查单中明确规定,要注意防止地面扰流板空中展开。几年后,又发生一起类似事故,幸好没有造成人员伤亡。加拿大民航局只好强制性要求安装地面扰流板操纵锁定机构,以防同类错误再次发生。有时,所谓捷径并非捷径,尤其在航空这种需要特别细心的领域,操作设计不能简单地简化,合二为一。机务人员也要按照程序一步一步操作,切勿粗心大意,否则小祸会酿成不可挽救的灾难。

知识点飞机扰流板

飞机扰流板的作用是辅助操纵系统提供起飞、着陆的增升动力和增加在地面或飞行中的气动阻力,改善飞机的操纵性能。主要包括扰流板与减速板系统、水平安定面配平操纵系统及后缘襟翼、前缘增升装置等组成。

偏航的噩运

一场悲剧的发生,总有许多难以置信的巧合。英国有一部以苏联为敌对背景的系列间谍电影《007》,如果说这可能起源于苏联国际长途电话的国家代码为007的话,那么,大韩航空公司的007航班在苏联发生的悲剧就没有任何征兆了。这究竟是因为航行的错误还是因为007航班在执行一项间谍使命呢?

1983年9月1日,大韩航空007航班从纽约起飞,返回汉城。机上有240名旅客,20名乘务员,3名飞行机组人员,6名大韩航空公司的职员,还有一名美国众议院议员。这是一架波音747-230宽体客机,根据飞行计划,在美国阿拉斯加州安科雷奇经停,更换飞行机组,并且加油。80年代的民航机飞越大洋时,主要依靠惯性导航技术,因此,飞机在安科雷奇停留时,机上3套惯性导航传感器重新输入飞行计划数据,飞行计划由飞行高度和航路点经纬度为基本元素,与自动驾驶仪交连后,自动操纵飞机,沿着预定航线飞行。

飞机在安科雷奇经停50分钟,重新起飞。飞机起飞10分钟后,开始向右偏航12千米。这不算什么异常,安科雷奇的航管员也没有询问007飞行机组为什么要偏航。之后,007航班飞越贝瑟尔走廊。根据美国空军的远程防空雷达的记录,该航班偏航已达25千米。可是,空军与民航之间的雷达没有信息交连,也没有建立互相协调的制度。民航没有发现这架波音747的偏航越来越严重,最后,偏航距离达到400千米,直接飞入苏联堪察加半岛的领空。

堪察加半岛是苏联远东部分的一个半岛,位于鄂霍次克海和白令海之间。根据记载,人类首次到该半岛探险是在18世纪。不过,这个时候,007航班飞越的下方恰好是苏联潜艇和导弹基地所在地。这个与美国军事力量隔海相望的无人地带,无疑是冷战时期最紧张的前沿。何况,鄂霍次克海是太平洋西北部的一个边缘海,它位于堪察加半岛和千岛群岛西面,有窄小的海峡与日本海相通,战略地位十分重要。

根据美国方面的截听纪录,早上6时5分,苏联空军的苏-15截击机飞行员从空中向地面指挥人员报告,他们已经看见这架波音747飞机。20分钟后,苏-15截击机完成了敌我识别程序,开火射击,打算引起007航班机组人员注意。但是,007航班没有任何反应,继续在苏联领空内飞行。不久,因飞机正常的燃油消耗,波音747重量减轻,按正常飞行规则,开始从当前巡航高度向更高的巡航高度过渡。这样的动作也许被认为是故意逃避,苏-15飞机飞到了波音747前面,进行警告,然后,重新确定自己的位置,对波音747发射了两枚导弹,随即报告说“目标已被击毁”。

波音747虽然中弹,遭到严重破坏,部分旅客伤亡,但还可以飞行。副驾驶立刻通话报告说:“大韩航空007航班……所有发动机……突然损坏……立刻下降……”之后,坠入库页岛西南方80千米处的日本海,全机269人全部遇难。失事地点为国际海域,苏联舰船首先赶到并封锁了坠落现场。事后,苏联仅把部分残骸和个人物品交给了日美当局,拒绝交出飞行数据记录仪和舱音记录仪,也拒绝配合西方调查组工作。苏联方面指责西方利用民航机进入苏联领空进行侦察和情报收集活动。如果因导航或机械故障导致偏航,007机组完全可以通知地面航管员协助导航,也可以排除燃油不足而抄近路的可能性,但也没有证据可以证明007航班的机组人员曾意识到飞机已经偏航。

国际民航组织的调查结果认为,飞行机组在起飞时把自动驾驶仪的旋钮处于“保持航向”方式上,应飞航向为246度。起飞后,应该再转一个角度,以便把自动驾驶仪和惯性导航传感器交连起来,这样,惯性导航传感器就能为自动驾驶仪提供不断更新的导航数据。根据苏-15飞行员报告,拦截007航班时,这架波音747的航向为240度。另外一种可能是,在安科雷奇停留时,输入起点经纬度数据出错。当时飞机位置经度为西经149度,如果输成西经139度,就会产生同样的偏航幅度。

从飞行技术角度说,仍然无法解释为什么会产生如此巨大的偏差而007航班机组却浑然不觉。一种担心是飞机上有6名本公司职员,他们当时在做什么,是否在和机组交谈,分散了机组的注意力呢?在驾驶舱仪表板上,有足够的指示信息,包括惯性导航传感器和自动驾驶仪的工作状态信息。如果系统没有交连,会有警报信息出现。这样的警报是闪烁的灯光和音频警报声。如果说从开始就输入不正确,所有显示出来的航路点乃至整个飞行计划信息都有偏差。当然,安科雷奇航管员的确发现007机组报告的即刻位置时间与预定飞行计划时间不符,但是,他并没有询问007航班机组。

遇难家属悲痛的场景根据这样的偏差幅度,007航班机组不可能收到正常飞行时应该收到的圣保罗岛和西米亚空军基地导航台信号。西米亚空军基地导航台是飞越这个地段必须使用的信号,如果飞机没有接收到这个信号,已经说明飞机严重偏航。此外,这架波音747飞机上的气象雷达具有地图识别能力,从雷达屏幕上可以认出飞行下方的堪察加半岛和库页岛。

苏联提交了自己的调查报告,坚持认为这架大韩航班飞机另有目的,指责日美有关航管员失职,没有发现这架航班飞机已从预定航线和空域里“丢失”。日美方面指责苏联调查报告自相矛盾,特别是没有证据表明射击前苏-15截击机的飞行员与大韩航空007航班机组人员进行过联系。甚至,没有证据能够证明他们飞到这架波音飞机的附近,否则,肉眼就能够识别——这是一架标识十分清晰、机体巨大的宽体民航机。

苏联方面反驳说,当时美国也有一架侦察机RC-135在飞行,利用007航班飞机的角度掩护自己,使苏联地面防空警戒雷达无法看见。这是苏联派苏-15截击机升空拦截的初衷。美国方面随后承认确有一架RC-135在当时的空域中活动,但在007航班被击落1小时前,已经返回基地休息。