质量与安全系列:反推器空中开启,223人遇难

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  发动机反推器是飞机降落时使用的重要组件,它能暂时改变气流的方向,帮助飞机缩短滑跑距离,降低机轮制动器的损耗。但是如果反推器在空中开启,严重时会造成灾难性事故。劳达航空004号航班空难就是一个典型案例,事故共导致223人遇难。
  劳达航空004号航班是从中国香港经停泰国曼谷飞往奥地利维也纳的定期国际航班。1991年5月26日,一架波音767飞机执飞此航线,飞机从曼谷机场起飞后不久便在空中解体,最终坠毁在泰国素攀武里府难仓县。
  空中解体的767
  劳达航空也被称为维也纳航空,创建于1979年,基地机场为维也纳国际机场,创始人是前F1冠军尼基·劳达。劳达航空在鼎盛时通航城市多达56座,不仅开通了欧洲各国间的航线,还拓展了至亚洲和澳洲的洲际航线,其口号是“奥地利的节日之旅”。
  尼基·劳达是奥地利著名的前F1赛车手,曾在1975年、1977年和1984年获得冠军。劳达不仅在赛车领域取得非凡成就,还涉足航空业,创建了两家航空公司,分别是劳达航空和尼基航空。此外,劳达还曾是庞巴迪公务机的形象代言人,他还拥有10%的奔驰AMG马石油F1车队股份。
  1991年5月26日,执飞劳达航空004号航班的机长是托马斯·J·威尔士,38岁,拥有11750小时飞行经验。副驾驶是约瑟夫·索纳,41岁,拥有6500小时飞行经验。执飞机型为波音767-3Z9ER,注册编号OE-LAV,累计了7444飞行小时和1133个起降循环。
  当日,曼谷时间23点10分,劳达航空004号航班从曼谷国际机场起飞,准备飞往目的地維也纳国际机场,机上共搭载了213名乘客和10名机组成员。航班起飞后不久,飞机进入自动驾驶状态。23点31分,这架波音767突然陷入失速状态并向地面坠去,最后在1200米高度机身解体,飞机残骸散落在素攀武里府的一片雨林中,那里距离曼谷约177公里。
  空难消息传来后,当地立刻展开搜救行动,遗憾的是他们并未发现幸存者。泰国航空事故调查委员会(AAIC)立刻组成调查组介入事故调查。由于波音767产自美国,美国国家运输安全委员会(NTSB)亦派员协助调查。
  震惊的劳达
  劳达航空004号航班飞机坠毁地点偏远,崎岖的山地环境给调查组带来很多挑战,当地的村民还肆意拿走了部分飞机残骸。调查员发现,飞机的残骸散落在约1平方公里的区域内,其最大的残骸仅有洛克比空难残骸最大碎片的一半。从残骸的形状和散布的区域判断,飞机在空中已经解体了。
  有目击者称004号航班在空中发生了爆炸,飞机拖着火舌坠向地面。会不会是恐怖分子在飞机上安放了炸弹?
  劳达航空004号航班是波音767型飞机的首次空难,因此引起了波音公司的高度重视,他们派出了工程师加入调查组。如果是恐怖袭击的话,事故现场会留下相关证据。调查员仔细检测了飞机残骸,然而他们并未发现任何炸弹爆炸的痕迹,恐怖袭击的选项被排除了。
  劳达航空公司的创始人尼基·劳达获悉后也赶到了事发现场。他走到飞机残骸旁时,飞机受损的程度令他感到震惊。这让劳达想起自己的一次惨痛事故。1976年,在纽伯格林举行的德国大奖赛中,劳达驾驶的法拉利遭遇了严重的撞车事故,事故引发的大火差点让他丧命。事故中,劳达吸入了过多的热毒气,导致肺部受损严重,然而坚强的劳达在受伤6周后就出现在意大利大奖赛上。
  劳达对于灾难有着切肤之痛,这一次是载有他姓氏的飞机发生空难,他非常迫切地想知道到底什么原因导致了如此惨烈的空难。
  突然开启的反推器
  更为令人诧异的是,调查员在离飞机残骸很远的地方才发现飞机的发动机,而且上面的反推器也呈开启状态!
  发动机反推器是飞机发动机中一个暂时改变气流方向的装置,它能使发动机的气流转向前方,这能让发动机的推力倒转以帮助飞机减速。反推器多应用于喷气式飞机,是现代飞机降落时必不可少的设备。但反推器通常只会在飞机着陆时启用,飞机上也有相应的保护措施防止反推器在空中打开。
  波音曾在767型飞机投入使用前进行过相关测试,其中一项便是确定在空中开启反推器时,飞机仍能安全飞行。试验中飞机虽然振动很剧烈,但是尚在可控范围,没有坠机危险。
  劳达航空004号航班的“黑匣子”受损严重,因而被送往华盛顿特区的NTSB实验室进行数据解析。此外,工程师发现004号航班的飞行数据记录仪(FDR)几乎遭到彻底损坏,仅有驾驶舱语音记录仪(CVR)尚好。
  CVR的信息显示,劳达航空004号航班在起飞阶段一切正常。23点22分,机组成员发现有一条目视警告信息,显示飞机出现系统故障,这将会导致1号发动机的反推器打开。但飞行员当时并未特别在意这个故障信息,他们认为并无大碍。
  23时31分,飞行中的004号航班1号发动机的反推器突然开启。副驾驶索纳惊呼:“反推器打开了!”整个飞机的状况急转直下,22秒后CVR上留下了飞机解体的声音。
  波音767的发动机搭载有发动机电子控制器(EEC),这上面的数据也许有助于揭开空难谜团。调查员导出EEC的数据后发现,当飞机左发动机全功率输出时,反推器突然开启。威尔士机长为了应对危机,将发动机油门拉至慢车位置,并切断1号发动机燃油供给。然而即便如此,004号航班还是无可挽回地向地面坠去。巨大的力量让飞机在坠落至地面前便已解体,燃油在空中点燃后被目击者误以为发生了炸弹爆炸。
  劳达认为正是发动机反推器的突然开启导致了事故的发生,他亲赴西雅图向波音施压。为了寻求空难的真相,劳达还亲自来到模拟机中重现004号航班的遭遇。模拟结果也以坠机告终。
  技术已大变样
  调查员发现启动反推器需要打开两道独立的阀门系统,首先是控制液压油流动的隔离阀门,其次需要打开方向控制阀门,才能让系统奏效。调查员并未从事故现场发现方向控制阀门,也许是被村民当作废品拿走了。调查员只能在当地广贴告示,许诺高价回收这个装置。   果然,方向控制阀门在重金犒赏下回到了调查员手中。然而不幸的是,这个设备已经不是它的原始状态,它的螺丝是松动的,里面甚至还掺杂有泥土。显然是交回来之前才被人胡乱拼凑在一起的。这让调查员大失所望,他们不得不寻求其他调查途径。
  波音的工程师进行反复的试验后,终于找出了两道阀门同时开启的原因。在767飞机上,隔离阀门和方向控制阀门的电线被捆绑在一个线束中,如果两条电线同时短路,就会导致这个装置失效。这也许解释了飞机先发出警报信息,随后就打开了反推器的原因。
  1970年代,航空业曾认为在飞行中即便打开反推器也不会造成飞机坠毁。但是随着飞机设计、制造技术的演进,飞机的机翼、发动机、吊舱,乃至反推器本身的设计都有了变化。
  为了提升燃油效率,波音767型飛机采用了更加趋近流线型的设计。波音的工程师将发动机移至更为靠前的机翼前缘处,而现代飞机采用的大涵道比发动机体积也显得更为庞大。
  此外,早期的反推器采用后部开启式,767飞机的反推器则是在发动机中部位置,这种设计会扰乱机翼上方的平滑气流,导致升力下降,多种因素的重叠加重了反推器效应。
  波音测试767在空中打开反推器的项目时,在较低的高度上以较小的速度得出“飞机失去10%的动力,仍可控并降落”的结论。但是这和004号航班的飞行状态不可同日而语,而且当时飞行员仅有4~6秒的时间做出正确的改出程序,但是考虑到飞行员的反应速度和对故障的理解程度,飞机的坠毁成为了一种必然。
  亡羊补牢犹未为晚
  劳达航空004号航班事故给波音和767飞机的运营商敲响了警钟,如果制造商不能妥善解决这个安全隐患,那么下一次类似空难也在所难免。
  美国国家航空航天局(NASA)使用一架DC-8飞机模拟004号航班的遭遇时,试飞员发现打开反推器一侧的机翼损失了多达25%的升力,这导致飞机陷入翻滚的姿态。拥有4台发动机的DC-8都显得难以为继了,何况767飞机仅有2台发动机。
  1993年7月21日,泰国航空事故调查委员会发布了最终的事故报告。而美国国家运输安全委员会也对联邦航空管理局提出多条整改建议。
  调查报告指出要对装有PW4000发动机的波音767飞机反推器系统进行认证审查,以评估电气和机械异常以及故障模式,这些异常和故障模式允许将方向控制阀压力施加到反向器端口。认证审查包括使阀门在发动机振动频谱下工作,还需确认当液压隔离阀打开时反推器系统防护措施是否充分,以防止意外打开。
  整改意见要求修改搭载PW4000发动机的波音767飞机飞行操作手册,让飞行员在训练中了解到,在飞行中如果打开反推器会造成严重的机身振动、偏航和滚转。
  波音公司的工程师在发动机上加装了一套机械同步锁止设备,这也给反推器设置了一道安全保障。
  劳达航空最终没能挺过004号航班空难带来的巨大灾难,最终因经营不善在2013年结业。
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