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空難調查像考古也像破案

发布日期:2022-05-16 22:24   来源:未知   阅读:

  1996年7月17日,美國環球航空TWA800號航班從紐約肯尼迪國際機場起飛,不久,這架飛往巴黎的波音747飛機底部突然爆炸,殘骸散落在紐約長島的海面上,機上230人全部遇難。

  為了調查這起事故的原因,調查人員從海水中打撈出數以萬計的飛機殘骸碎片,並在此后的數年間小心翼翼地將其拼湊起來,最終得出結論。這次調查也成為航空史上歷時最長、最復雜、最昂貴的調查之一,花了4年多,耗資4000多萬美元。

  在與遇難者家屬達成協議后,飛機殘骸被搬入位於弗吉尼亞州的美國國家運輸安全委員會(NTSB)培訓中心的一間倉庫。根據約定,殘骸不做展示,僅能用於培訓,20多年來已被來自世界各地的數千名空難調查人員和運輸專家研究過。

  雖然飛機殘骸不向公眾開放,但遇難者家屬可以隨時憑吊。在空難發生后的幾年裡,一些人會前來,在家人的座位上留下紀念品。

  隨著這間佔地近3000平方米的倉庫租約到期,TWA800號的殘骸終於退役並被銷毀。“調查技術的進步,如3D掃描和無人機圖像,降低了大規模重建調查技術的重要性。”美國國家運輸安全委員會在聲明中表示。

  “每起事故的調查幾乎都是從還原現場開始。調查機構尋找黑匣子、從墜機地搜索所有殘骸、找現場的所有物証,都是為了還原事故發生時的原貌。”在接受中青報·中青網記者採訪時,《航空知識》雜志主編、北京航空航天大學航空專家王亞男表示,空難的調查過程既像考古也像破案。

  當地時間1996年7月17日晚8點,在美國紐約肯尼迪國際機場的停機坪內,環球航空TWA800號班機起飛已經晚點了1個小時。這架波音747客機搭載了212名乘客和18名機組成員,7月天氣炎熱,機艙內的乘客等得煩躁不安。

  飛機之所以晚點,是因為一件無人認領的托運行李被運上了飛機。自1985年有人將一件裝有炸彈的托運行李送上飛機、導致印度航空182號航班遇難后,幾乎全球的航空公司都要求所有行李和乘客必須一一對應,飛機才能起飛。

  當晚8點19分,機場通知已經找到行李主人,虛驚一場。TWA800號航班終於獲准起飛。起飛后不久,在爬升過程中,飛機底部突然傳來一聲巨響並冒出白煙,飛機解體,大量燃油在海面上燃起熊熊大火。搜救人員經過一夜搜尋,確認機上230人全部遇難。

  美國國家運輸安全委員會(NTSB)立即成立了空難調查組。根據《國際民用航空公約》及其附件的相關規定,通常由空難發生地所在國負責調查,飛機運營人、制造商所屬國和遇難乘客所屬國可以派代表參與調查。

  熟悉航空史的王亞男介紹,空難調查一般從三個方面並行開展,一方面是找尋黑匣子,因為它是可靠的數據依據,“任何証據也比不上黑匣子來得直接有力”﹔另一方面是現場的調查,墜機現場所有殘骸的搜集整理以及飛機相對方位的基本復原,目的是“再現事故發生一瞬間的狀態”﹔還有一方面則是事故的外圍調查,比如對事故關聯的所有人員進行調查,調取所有相關的信息、檔案文獻等。

  殘骸打撈到第七天,海洋搜救隊找到了飛機黑匣子,然而黑匣子數據對調查並沒有什麼幫助,座艙通話記錄儀對話內容都很正常,在一聲巨響過后就停止了記錄,飛行數據記錄儀也沒有任何異常。調查員檢查了所有的飛機殘骸,希望從中找到飛機被炸彈炸毀或者導彈擊中的痕跡,但沒有任何線索。

  飛機在空中解體時,首先脫落的部分可能就是問題的根源,調查員發現,最靠近機場的殘骸基本來自中央油箱,上面有明顯的燒灼痕跡。

  上世紀90年代,美國本土接連遭遇恐怖襲擊,聯邦調查局FBI也針對這場空難展開了刑事調查,他們表示在飛機殘骸中發現了微量來歷不明的爆炸物殘留,認為這是一起針對美國民眾的恐怖襲擊。也有目擊者表示,看到了有疑似導彈的物體飛上天空。這讓NTSB的調查方向受到了很大的質疑。

  NTSB決定,把所有的飛機殘骸拼接起來,這可能是唯一可以証明飛機不是被導彈炸毀的最直接的方法,但又注定是一項漫長而又艱苦的工作。在拼接飛機殘骸的同時,調查員也在尋找促使油箱起火爆炸的原因,他們需要証明飛機油料可燃並且爆炸的威力可以炸毀油箱,此外還要找到引燃油箱的火花。

  盡管事發當天肯尼迪機場的溫度沒有達到飛機油箱內油氣混合物的可燃溫度,但調查員通過飛機圖紙發現,空調系統正好在中央油箱的下方,在運轉時自身會不斷發熱,而事發當天飛機因為晚點,為了給乘客降溫,空調系統已經連續工作了幾個小時。

  調查員找來了一架相同型號的波音747,並提前幾個小時打開了空調。在氣溫相同、油料相同的田間下,調查員也飛到相同的高度,發現超出可燃溫度整整16攝氏度。另一項實驗則顯示,加熱到相同的溫度,油箱會產生爆炸,威力超出油箱強度的一倍之多。

  點燃油箱的火花是哪來的呢?調查員反復重聽座艙語音記錄儀時發現,對話中有人說了一句,“4號引擎的油料表怎麼像發了瘋一樣”,隨后錄音也出現了兩處短暫的聲音缺失,調查員認為一定是飛機線路出現了短路。一架波音747飛機的線路長達290公裡,布滿整個機身,調查員通過仔細的排查后發現,有一部分電線的絕緣皮破損脫落。在飛機的線路布局中,油量指示系統有大量的電線直接就布設在油箱裡。

  另一邊,拼接飛機殘骸的龐大工程也已經完工,拼接后的機身看不到有被導彈擊中的痕跡。

  最終版的調查報告於2000年8月23日公布,NTSB認為客機墜毀可能是由於飛機內多條同捆電線的絕緣膠損毀,高壓電力被傳送到連接油箱內油量感測器的電線,油箱內的高溫燃油氣霧被高壓電力所產生的火花點燃后引起爆炸,最終導致飛機解體。FBI也認同了油箱爆炸推論。

  報告建議對所有波音747飛機上的電子線路進行檢查和維修,同時也建議對飛機的設計作出重大修改,包括在空調系統和油箱之間增加額外的隔離層。美國聯邦航空局隨后要求大飛機需要在中央油缸加入惰性氣體,並在中央油缸和空調設備之間添置隔熱物料,避免燃油被加熱。

  “飛機的結構越是完整,對於事故調查越有利,因為越是完整的結構,越能保存更多撞擊之前的技術信息。”王亞男表示,“一旦飛機解體成大量細小的碎片,就變得很困難了,這時候調查就像考古一樣。”

  “考古隊員從土裡拿到了大量的碎片,要把它拼成一個完整的器物,可能歷時幾十年都得不到結果,因為一些碎片已經遺失在土層中。”王亞男打比方說,“空難調查也是一樣,用海量的碎片去拼接出原來飛機的樣子,可想而知是相當困難的,而且不是光拼接出樣子就完成任務,還要用這些殘骸碎片還原出的飛機去找到它出事的症結。”

  王亞男介紹,空難發生后,黑匣子的搜尋、譯碼和識讀,現場殘骸,包括飛機殘骸和遇難者遺骸的檢定和提取,外圍的調查等會同期推進。但來自飛機黑匣子的數據被認為是關鍵証據。

  “就像破案一樣,有一些外圍的証據,有一些關鍵性的証據,這些關鍵性的証據可能就在黑匣子的信息裡。”很多情況下,黑匣子裡面的信息可能直接就給出了重要的調查方向,其他的工作壓力就可以顯著減輕了。

  客機的“黑匣子”正式名稱是“飛行信息記錄系統”。它們負責及時接收飛機飛行中各種傳感器收集的信息,並自動轉換成相應的數字信號連續進行記錄。為了方便找尋,黑匣子被涂上醒目的橙紅色,並標注“Do Not Open(請勿打開)”,但在它使用初期,因其記錄的數據主要用於航空事故調查、維修或飛行試驗,具有很強的神秘感,因此被稱作“黑匣子”,這個名稱沿用至今。

  國際民用航空組織(ICAO)要求大型商用飛機攜帶2個飛行記錄器:分別是飛行數據記錄器(FDR)和座艙語音記錄器(CVR)。前者至少記錄過去25小時運行的1000多種飛行參數,后者則記錄飛行機組人員在最后2小時操作中的通信和駕駛艙的環境聲音。

  雖然隻記錄聲音,但艙內語音記錄儀有可能包含很關鍵的信息。“往往在飛機出現異常情況的時候,飛行員的交談中會包括這方面的信息。”王亞男舉例,比如說飛機的狀態怎麼樣,跟以前的狀態對比是不是有些異常?或者當某些技術情況突發時,飛行員之間可能會相互給出一些操作指令。比如說,機長會要求副駕駛操縱一些系統,這些對話能體現飛行員的操作意圖,包括對於飛機技術狀態的討論,也會包括飛行員的操作意圖的記錄。同時這個背景聲音還會包括機艙內能夠聽到的系統的噪音,或者飛機上重要系統的報警聲。

  “這些聲音幫助調查人員用耳朵去感受事故發生前最后的時間段內駕駛艙裡的狀態。”王亞男解釋,“比如說當年‘德國之翼’的黑匣子,聽了座艙通話記錄儀,調查員就明白,那次空難絕對不是技術問題造成的,幾句關鍵的語音就揭示了事故的根本原因。”

  當地時間2015年3月24日,德國之翼航空公司一架編號為4U9525的空客A320客機在法國南部墜毀。這架飛機由西班牙巴塞羅那飛往德國西部城市杜塞爾多夫,載有144名乘客和6名機組人員。飛機殘骸散落在山上,已完全解體,現場無人生還。

  基於對失事客機兩個“黑匣子”內數據及無線電通信記錄等信息的分析研究,調查人員指出,墜毀客機在爬升階段已開啟自動駕駛模式,飛機在海拔11600米高空進入巡航階段后機長離開駕駛艙。此后,獨自留在駕駛艙的副駕駛盧比茨“故意”將飛機巡航高度設定從海拔11600米調至海拔30米,導致飛機持續下降直至撞毀。

  負責調查德國之翼客機墜毀事件的法國國家民航安全調查分析局(BEA)發布的調查報告確認了上述情形。

  客艙通話記錄儀顯示,盧比茨曾多次對機長桑德海默說,“你可以去上廁所了”。桑德海默回答“你可以接管飛行了”之后,有座位向后推以及關門的聲音。此后的2分鐘裡,飛機下降了600多米。

  空管人員試圖聯絡飛機,但未收到任何回應,機艙內“下降率”的自動報警信號幾乎同時響起。不久傳來巨大的擊打聲,像是有人試圖進入駕駛艙。桑德海默大喊,“看在上帝的份上,打開門”,同時有乘客在尖叫。

  2分鐘后,語音記錄裡傳來桑德海默用斧子砸門的聲音,而飛機當時距地面僅有2000多米。大約90秒后,飛機上傳來了新的警報聲:“地面,拉升!拉升!”桑德海默大喊:“把該死的門打開!”

  在飛機撞山前的最后兩分鐘裡,能聽到盧比茨的呼吸聲,但是他沒說任何話。調查顯示,盧比茨曾受到抑郁情緒困擾,但后來被允許重新返回飛行員崗位。就在墜機事件前幾個月,他曾一度出現失眠症狀,並擔心自己失明。但他並未按規定向航空公司報告這些事宜。

  歐洲多家航空公司為此出台新規定,此后,在航班飛行期間,客機駕駛艙內必須同時有兩名機組人員,以防發生不測事件。如果其中一名飛行員需要上廁所,則由一名空乘人員臨時進入駕駛艙代替。

  黑匣子對於破解空難之謎至關重要,因此它也是飛機上最堅固的部件之一。它的存儲單元可以承受400公裡/小時以上的高速沖擊,也能耐受1000攝氏度的高溫1小時以上。在很多空難事故中,往往機身早已成為碎片,但黑匣子依然完好無損。

  “像MH370,既找不到黑匣子又找不到殘骸,就隻能依靠外圍調查,那能夠得到關鍵線索的可能性太低了,成了一樁沒有令人信服的調查報告的懸案。”王亞男說。

  2018年10月,印尼獅航的一架波音737 MAX飛機從雅加達飛往邦加檳港,在起飛后13分鐘內墜入海面,造成189人死亡,這也是波音737MAX機型首次發生致命空難。飛機上的黑匣子,最后被印尼海軍從爪哇海打撈出水。

  飛行數據記錄儀記錄了事故的源頭——飛機上一個新安裝的“機動特性增強(MCAS)”系統。這是一套自動調節飛機傾角的系統,飛機的一個迎角傳感器讓飛行控制系統認為飛機仰角過大,不斷下偏水平尾翼壓低機頭,飛行員就算手動拉起機頭,5秒后它又會自動重復降低機頭。飛行員拉操縱杆的動作足有26次之多,但最終未能挽救飛機。

  半年后,2019年3月,同一機型,同一悲慘事件也降臨在埃塞俄比亞航空公司的一架飛機上,它起飛大約6分鐘后失事,機上157人死亡。埃航的客艙語音記錄儀表明,墜機前的最后時刻,絕望的飛行員喊道,“拉高!拉高!”

  事發后,全球掀起了該機型的停飛潮,歷時多年的調查最終確定,是配平系統的重大缺陷引發了空難。

  2005年8月14日,希臘空軍的飛行員接到任務,要駕駛戰斗機跟蹤一架民航客機。根據報告,這架客機在進入希臘首都雅典的飛航情報區后,始終不和航管聯絡,在雅典上空盤旋,沒有任何應答。

  空軍飛行員駕駛戰機飛至那架客機附近,看見客機的駕駛艙內,副機長似乎在低頭昏睡,機長的位置空無一人。而在客艙,所有乘客都戴著氧氣面罩,閉眼靠在椅背上。整架飛機上的人,似乎都在睡覺,后來這架飛機也被稱為“幽靈航班”。

  不久,這架載有115名乘客和6名機組人員的波音737-300型客機開始急速下降,最終因燃油耗盡墜毀在雅典東北部的山區中,無人生還。乘客的尸檢報告証實,所有的乘客並非死於吸入有毒物質或爆炸,而是死於撞擊。

  空難調查人員發現,事發前工程師曾在檢修中使用飛機的備用動力設備對機艙進行手動加壓,以判斷艙門是否有泄漏現象。在檢查的過程中,為了不使用飛機的引擎而使用備用動力增壓,工程師把負責增壓的P-5增壓板改為了“手動模式”。而殘骸中找出的P-5增壓板顯示,飛機墜毀時,它依舊停留在“手動模式”。

  當飛機爬升到5000米高空時,機艙內開始失壓,客艙氧氣面罩脫落,系統發出了警報。在客艙內,乘客們驚慌失措地戴上了氧氣面罩,而在駕駛艙內,機長和副機長因為缺氧,已經不省人事。飛機在自動駕駛模式下,爬升到萬米高空,開始平飛。而乘客們賴以為生的氧氣面罩,隻夠用12分鐘。

  4個月后,事故調查組搭乘希臘奧林匹克航空公司相同型號的波音737飛機,以4個月前太陽神522航班相同的飛行時間、飛行路線,進行了一次試驗。

  在起飛后不久,調查人員要求機長將P-5增壓板改為“手動模式”,隨著飛機高度的攀升,沒過多久,駕駛室響起了警鈴聲。在飛機爬升到5000米高空的時候,主警報燈亮起。此時,機艙內的調查人員開始感受到缺氧的症狀:耳膜膨脹,頭暈目眩,幾乎像是喝了酒一樣,思維開始模糊。

  與之相類似,1990年英航5390航班發生的擋風玻璃脫落事故,肇始於飛機檢修時,值班維修技師沒有參考飛機檢修手冊和倉管的建議,在昏暗中靠肉眼選擇了比原螺絲小1/200的螺絲。幸運的是,在機長被吸出艙外后,副駕駛將飛機成功迫降。

  據統計,大多數空難都發生在起飛和降落階段,起飛階段的3分鐘與著陸階段的7分鐘甚至被統稱為“黑色10分鐘”。王亞男解釋,因為這個時候飛機的速度和高度發生比較大的變化,要穿越對流層,大氣的運動也是最劇烈的。起飛和降落時,飛機本身的構型也在發生很大的變化,發動機的油門、襟翼副翼的姿態都在變化,所以這個階段飛機出問題的可能性大。

  他把飛行事故大體分幾類,一類是技術故障,一類是人為原因。后者常常是操作原因或者各種各樣的人的因素,還有一類是其他外部原因,由天氣等環境變化引發。這些因素也有交織在一起的。他分析:“總體來講技術故障和人的問題一般佔了絕大多數,而這兩者又常常同時出現。往往都是先出了一個技術故障,這個技術故障本來並不致命,但是飛行員的處置當時不夠有效或者不夠及時、不夠准確,導致了飛機的狀態惡化得很快,最后變成了一個很糟糕的局面。”

  最典型的案例是,2009年6月法國航空公司的AF447號航班消失在大西洋上空的事故。在歷時2年、花費近3000萬歐元的搜尋打撈后,飛機的黑匣子於2011年5月被找回。經過還原黑匣子中的座艙語音記錄器數據,調查人員得知了AF447航班在失蹤前一段時間到底發生了什麼。

  報告顯示,墜機前,飛機在大西洋上空可能遭遇一團大冰晶團,高空低溫下冰晶堵塞空速管使其失靈,導致無法讀取航速數據,客機自動駕駛系統隨之自動停轉,警報系統響起。此時機長正在休息艙休息,副駕駛博南出於本能地拉起操縱杆,拉升機頭,反而使機翼失去空氣動力,機身急速下降﹔另一名副駕駛羅伯特意識到飛機已處於失速狀態,執行了“改出”流程,推下操縱杆,但由於二人毫無配合,各自為戰,兩種截然相反的操作作用互相抵消。當機長返回駕駛艙時,客機已處於失控狀態,三人無力回天,飛機水平“拍”入大西洋中,機上238人全部遇難。

  在王亞男看來,對空難的調查不僅是要查明事故是怎樣產生的,還要排查同樣的情況會不會出現在其他飛機上,以防范同樣的事故。正如紀錄片《空中浩劫》所闡述的那樣:“做任何調查,將矛頭指向一個人並不難,但我們必須查出意外為何發生,以及如何避免意外再度發生。”

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