致命瑕疵
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丹佛是美国科罗拉多州的首府,作为落基山脉的门户,它是环游美国的起始点,每天都会有1300架飞机搭载着超过75万名乘客从这里的斯泰普尔顿机场起飞。1989年7月19日,一架飞往芝加哥的DC10客机从这里起飞。然而,仅仅飞行了1h,飞机上一个小小的引擎故障,却引发了一场重大的灾难。
二号引擎失灵
1989年7月19日,正好是美国联合航空公司的＂儿童日＂。这一天,14岁以下的儿童在1名成人的陪伴下乘坐飞机只需花1美分。这天的DC10-232次航班格外繁忙,它一共搭载了285名乘客和11名机组成员,乘客中包括52名孩子。
DC10机型简单,操作方便,对驾驶员的技术要求不高。此前这架飞机已成功飞行了17个年头,总飞行时间超过4.3万h。负责驾驶的机长是阿尔福雷德·海恩斯,他经验丰富,已经顺利驾驶DC10飞行了7190h。
14时09分,配有3个引擎的DC10-232次航班离开了丹佛,取道芝加哥飞往费城。此时天空晴朗,气流稳定,乘客们陆续开始用餐。
飞机平稳地飞行了1h后,突然,蓝天下传来一声巨响,机上的人都吓呆了。飞机内部没有明显的破损痕迹,但驾驶舱里的机长海恩斯在查看了引擎装置后,立刻意识到,是二号引擎失灵了。虽然只在模拟飞行中处理过引擎失灵的情况,但海恩斯并不太担心,因为凭着另外2台翼下引擎,DC10客机照样可以平稳飞行,他决定关闭出现故障的二号引擎。
海恩斯按照程序切断了二号引擎的燃油和动力供给,故障引擎熄火了,可是新的问题出现了。仪表显示,飞机的3个液压系统全部失效。液压系统控制着飞机的机翼、副翼、方向舵以及升降舵,一旦失去对这些部件的控制,飞行员将无法让飞机转向以及升降。驾驶舱内,中央控制面没有一点反应。飞机猛地向右倾斜,完全失去了控制,海恩斯尝试了所有办法,都无法让DC10回复到水平状态,飞机开始侧翻,形势万分危急。
飞机在1.1万m的高空失去控制是极其危险的事情。15时18分,由于左翼抬得太高,乘客们都能感觉到飞机正在迅速倾斜。机长海恩斯知道,如果左翼继续抬升,飞机可能会不受控制地翻转,而机上的人员将面临生命危险。海恩斯只剩下最后一个办法,他打算关掉一个引擎的节流阀,把燃油都输送到另一个引擎,如果失败,232次航班将在劫难逃。海恩斯尝试着调整了2个翼下引擎的相对功率,如果右侧引擎运行比左侧引擎快,飞机将向左倾斜,从而恢复到水平状态。如果这个办法有效,飞机就不会再侧翻。海恩斯通过节流阀恢复了转向控制,然而他发现,只能让飞机向右倾斜。
紧急迫降
15时20分,飞机向明尼阿波利斯航线交通管理中心发出了求救信号,希望获准去往最近的机场。机长再次检查了3个独立的液压系统的液压水平,仪表仍然显示为零,此时飞机正以4m/s的速度下落,必须在飞机没有坠地之前实施紧急迫降。15时22分,空中交通管制中心通知机组人员,距离他们最近的是苏城机场,这是一个位于衣阿华州的小型的地区机场,飞机的降落将使这个小机场面对一场前所未有的挑战。机场响起了警报,苏城消防队员驾驶9辆消防车风驰电掣驶向跑道,准备实施救援。
现在,海恩斯和他的组员必须在没有任何控制的情况下让飞机降落。他们还没有想出解决办法,DC10客机却又开始不受控制地上冲下蹿。2名飞行员紧紧握着操纵杆,试图控制飞机,由于用力,手臂上的青筋都鼓了出来,但控制面已经完全失控。海恩斯不得不通知乘客,由于飞机受损,他们将在苏城紧急迫降。机上296人面临着生命危险,飞机能否平安着陆,全靠飞行员的驾驶技术,他们努力通过节流阀控制杆——唯一仍起作用的控制器来转动飞机的方向,希望控制下落过程,但飞机仍然只能向右倾斜。
15时48分,DC10距离苏城机场还有12min的航程。几分钟后,必须在控制面失效的情况下,让165t重的喷气机着陆。由于刹车手柄失灵,DC10需要一条很长的跑道,空中交通管制中心为他们安排了苏城最长的31号跑道,它长达2700m。当飞机钻出云层时,飞行员看到苏城机场近在咫尺,糟糕的是,他们驶向了22号跑道,它比31号跑道短得多,而且上面停满了赶来救援的消防车和救护车。飞机直冲过来,现场一片混乱,消防车和救护车迅速撤离DC10的航线,机长尽力想把飞机拉向31号跑道,飞机以9m/s的速度坠落,超过了正常速度6倍。
16时16秒,DC10客机向右倾斜着冲向地面,撞上了跑道,到处都是尖叫和金属撞击的声音,右侧的起落装置和机翼折断,泄漏的燃油瞬间引发爆炸,右翼刮着地面滑行了大约600m,机身断为3截,驾驶舱更以200节/h的速度翻滚,前部插进了跑道旁边的泥土中。由于惯性,飞机的主体疾速向前滑行,最后晃晃悠悠停在了机场的一侧。此时的客舱已经严重变形,剩下的一侧机翼燃起了大火,客舱迅速化为一片火海,冒出浓浓的毒烟。现场到处是死难者和受伤的乘客,消防车和救护车飞速赶来,搜救工作一直持续到17时,被大火吞噬的联合航空232次航班燃烧了2h,184人获救,9架直升机和34辆救护车迅速送走了这些幸存者。不幸的是,仍有112人在灾难中丧生,其中包括1名乘务员和11名儿童。
小洞酿大祸
悲剧发生后,美国运输安全委员会(NTSB)立即派遣了一个调查组前往苏城,他们必须尽快解开232次航班失事之谜,因为全世界仍有427架DC10客机在服役,只有找到事故原因,才能避免悲剧再次发生。想要弄清楚飞机是怎么解体的,弄清各个碎片之间的关系,最好的方法,就是把它们重新拼在一起。调查组首先收集了每一块残骸,以便恢复飞机的原貌。这是一项庞大的工作,飞机的几千块残片散落在超过1km长的范围内,紧急服务办公室和国民警卫队出动了几百名人员,他们搜索了跑道周围的每一寸土地,不放过任何一块微小的碎片。
调查人员询问了4名飞行员,希望查明控制面失灵的原因。机长海恩斯和其他机组成员证实,就在二号引擎停车之后,所有的液压系统全部失效,这让调查人员困惑不解,以前从来没有出现过这种情况,一个系统失效竟然引起另外2个系统失去液压,要知道3个液压系统同时失效几乎是不可能的,其概率为十亿分之一。DC10客机的所有飞行控制都通过液压实现,包括帮助控制升降的机翼、操控飞机俯仰的升降舵、负责转向的方向舵、控制倾斜运动的副翼——这些装置都通过液压管线内的压缩液体运转。
调查人员的搜寻有了意外的发现。他们在距离苏城90km的田地里找到了包括二号液压系统的组件在内的飞机残骸,二号液压系统原先位于飞机尾部,靠近故障引擎。通过飞机的飞行路线,调查组精确地计算出碎片是在7月19日15时16分坠地的,与巨响发出和引擎停车的时间相同。各种迹象表明,正是引擎的故障导致了液压系统失效。调查人员重新回到坠毁的飞机,检查每一寸液压管线。他们在飞机另外2个液压系统的压力线中发现了一些小洞,这些洞全部集中在停转的引擎附近,3套液压系统全都有破损。
难道就是这些小洞让3个液压系统同时失去作用?调查组人员用扫描电子显微镜检查了小洞,结果发现了金属钛的痕迹。钛既结实又轻便,是制造飞机机身的主要成分,在DC10客机上,装在尾部的二号引擎就用到了这种特殊的金属。运输安全委员会的工程师重现了DC10的二号引擎,他们发现的一条新线索证实了调查组的推论,装在飞机尾部的二号引擎的一个主要部件——风扇盘失踪了,风扇盘是引擎的风扇装置的核心,它结构庞大,用钛制成,正是这破裂的风扇盘装置,包括叶片,导致了液压管线上的那些小洞。
就在灾难发生前44min,170kg重的风扇盘突然裂开,于是乘客和机组成员听到了那声巨响,破损的风扇盘在引擎箱内爆开,巨大的冲击力切断了二号液压系统的部件。更为糟糕的是,碎片还在另外2个液压系统的管线上留下了小洞,这就导致3套液压系统全部失灵,而在灾难发生前42min,飞机的控制面也完全失去作用。由于尾部严重受损,232次航班只能向右侧倾斜,没有升降舵,飞行员无法让飞机保持在水平状态,最终发生坠毁。
风扇盘的致命缺陷
美国运输安全委员会随后检查了另外200多架正在服役的DC10客机,发现它们的引擎上也隐藏着同样的问题。为了查明导致风扇盘破裂的原因,当务之急是要找到遗失的风扇盘。调查人员计算了风扇盘残片的运动轨迹,希望找到它的坠落地点,最后他们将范围锁定在了衣阿华州一片36km2的玉米地上。调查组动用了大量的人力物力来寻找遗失的风扇盘,甚至派出4架直升机搜索整个区域,但3m高的玉米杆遮蔽了地面上的一切物体。他们最后运用了红外摄像机,生产引擎的通用电气公司还给出高额的奖金,以悬赏找到风扇盘的人,但几个星期过去了,风扇盘仍然毫无消息。伴随着玉米收割期的到来,1989年10月10日,一个农民在农田里收割玉米时,意外发现了通用电气和美国运输安全委员会一直在寻找的联合航空232次航班遗失的风扇盘主体,它与随后被找到的另外一块碎片合在一起就是一个完整的风扇盘,这也许就是揭开这起灾难之谜的关键。
美国运输安全委员会立即将破损的风扇盘送到通用电气的实验室,查看是什么原因导致如此坚实的金属部件碎裂,裂纹又是怎么出现的,它为什么越变越大,为什么没有人发现,还有,其他风扇盘会不会也存在同样的问题,大家期待能从这次检验中找到答案。检验室技术人员首先从风扇盘解体处的那道大裂纹着手。他们在上面发现了分叉,一条13mm长的疲劳裂缝,风扇盘上出现这种裂缝的情况极为少见,因为它的部件都经过特殊设计,能够承受引擎内部的巨大旋转力。紧接着,技术人员又在疲劳裂缝的底部发现了一个小孔,它非常小,最宽的地方也只有25mm的五万分之一。他们进一步检查了那个小孔,发现周围的金属有些变色。在提取了一个样本进行检测后,人们吃惊地发现,小孔周围的钛合金中包含有一种叫＂硬A夹杂物＂的杂质,这种杂质极易碎裂,分析显示,风扇盘上的这块比指甲盖还小的杂质是由金属坯料烧铸过程中的过量的氮引起的,这就是DC10客机的钛制风扇盘中隐藏的致命缺陷。
事故后的改进
现在,美国运输安全委员会终于查清了整个事故发生的原因。当DC10的风扇盘以63rpm/s的速度运行时,存在缺陷的部位因为巨大的压力出现了裂缝,而随着飞行次数的增加,裂缝越变越大。1989年7月19日,灾难发生前44min,风扇盘已经运转了17年,支持飞机飞行了1万5503次,裂缝的长度达到了13mm,它再也无法承受旋转过程中形成的巨大压力,裂成了两半,它造成的损坏使得DC10客机完全失控;随后的40min,飞行员竭力控制飞机,但无济于事;灾难发生前5min,232次航班摇摇晃晃出现在苏城上空;灾难发生前20s,飞机向右倾斜着坠向地面;悲剧发生了,右侧机翼的翼尖撞上地面,DC10跌跌撞撞地在跑道上滑行,一架耗资2100万美元、重达165t的喷气机,因为一条小小的金属裂缝轰然瓦解。
就在整个事件真相大白的时候,运输安全委员会的调查组又得知,在飞机失事的16个月前,联合航空的技师还给存在缺陷的风扇盘做过常规检查,裂缝就位于风扇盘表面,而且当时裂缝应该已经接近13mm。技师为什么没有发现它呢?运输安全委员会的报告认定,裂缝没有被查出属于人为错误。但是,联合航空的检查程序是完全按章程进行的,因此调查组将矛头对准了航空业标准,并指出在引擎检查方面普遍存在人为失察的现象。
苏城坠机事件发生后,美国联邦航空局更新了引擎检查程序。联邦航空局要求所有DC10客机更换液压系统。如今的航班已经增加了截止阀,以限制液压机液体的总量,从而避免液体通过裂缝流出液压管线。因为苏城坠机事件而改进的安全措施,现在不仅应用在DC10客机上,而且还在美国所有的客机上加以普及,这些新的措施可以避免类似灾难性事件的再次发生。
编辑林 静