致命瑕疵

陸　譯

丹佛是美國科羅拉多州的首府,作為落基山脈的門戶,它是環游美國的起始點,每天都會有1300架飛機搭載著超過75萬名乘客從這里的斯泰普爾頓機場起飛。1989年7月19日,一架飛往芝加哥的DC10客機從這里起飛。然而,僅僅飛行了1h,飛機上一個小小的引擎故障,卻引發了一場重大的災難。

二號引擎失靈

1989年7月19日,正好是美國聯合航空公司的“兒童日”。這一天,14歲以下的兒童在1名成人的陪伴下乘坐飛機只需花1美分。這天的DC10-232次航班格外繁忙,它一共搭載了285名乘客和11名機組成員,乘客中包括52名孩子。

DC10機型簡單,操作方便,對駕駛員的技術要求不高。此前這架飛機已成功飛行了17個年頭,總飛行時間超過4.3萬h。負責駕駛的機長是阿爾福雷德·海恩斯,他經驗豐富,已經順利駕駛DC10飛行了7190h。

14時09分,配有3個引擎的DC10-232次航班離開了丹佛,取道芝加哥飛往費城。此時天空晴朗,氣流穩定,乘客們陸續開始用餐。

飛機平穩地飛行了1h后,突然,藍天下傳來一聲巨響,機上的人都嚇呆了。飛機內部沒有明顯的破損痕跡,但駕駛艙里的機長海恩斯在查看了引擎裝置后,立刻意識到,是二號引擎失靈了。雖然只在模擬飛行中處理過引擎失靈的情況,但海恩斯并不太擔心,因為憑著另外2臺翼下引擎,DC10客機照樣可以平穩飛行,他決定關閉出現故障的二號引擎。

海恩斯按照程序切斷了二號引擎的燃油和動力供給,故障引擎熄火了,可是新的問題出現了。儀表顯示,飛機的3個液壓系統全部失效。液壓系統控制著飛機的機翼、副翼、方向舵以及升降舵,一旦失去對這些部件的控制,飛行員將無法讓飛機轉向以及升降。駕駛艙內,中央控制面沒有一點反應。飛機猛地向右傾斜,完全失去了控制,海恩斯嘗試了所有辦法,都無法讓DC10回復到水平狀態,飛機開始側翻,形勢萬分危急。

飛機在1.1萬m的高空失去控制是極其危險的事情。15時18分,由于左翼抬得太高,乘客們都能感覺到飛機正在迅速傾斜。機長海恩斯知道,如果左翼繼續抬升,飛機可能會不受控制地翻轉,而機上的人員將面臨生命危險。海恩斯只剩下最后一個辦法,他打算關掉一個引擎的節流閥,把燃油都輸送到另一個引擎,如果失敗,232次航班將在劫難逃。海恩斯嘗試著調整了2個翼下引擎的相對功率,如果右側引擎運行比左側引擎快,飛機將向左傾斜,從而恢復到水平狀態。如果這個辦法有效,飛機就不會再側翻。海恩斯通過節流閥恢復了轉向控制,然而他發現,只能讓飛機向右傾斜。

緊急迫降

15時20分,飛機向明尼阿波利斯航線交通管理中心發出了求救信號,希望獲準去往最近的機場。機長再次檢查了3個獨立的液壓系統的液壓水平,儀表仍然顯示為零,此時飛機正以4m/s的速度下落,必須在飛機沒有墜地之前實施緊急迫降。15時22分,空中交通管制中心通知機組人員,距離他們最近的是蘇城機場,這是一個位于衣阿華州的小型的地區機場,飛機的降落將使這個小機場面對一場前所未有的挑戰。機場響起了警報,蘇城消防隊員駕駛9輛消防車風馳電掣駛向跑道,準備實施救援。

現在,海恩斯和他的組員必須在沒有任何控制的情況下讓飛機降落。他們還沒有想出解決辦法,DC10客機卻又開始不受控制地上沖下躥。2名飛行員緊緊握著操縱桿,試圖控制飛機,由于用力,手臂上的青筋都鼓了出來,但控制面已經完全失控。海恩斯不得不通知乘客,由于飛機受損,他們將在蘇城緊急迫降。機上296人面臨著生命危險,飛機能否平安著陸,全靠飛行員的駕駛技術,他們努力通過節流閥控制桿——唯一仍起作用的控制器來轉動飛機的方向,希望控制下落過程,但飛機仍然只能向右傾斜。

15時48分,DC10距離蘇城機場還有12min的航程。幾分鐘后,必須在控制面失效的情況下,讓165t重的噴氣機著陸。由于剎車手柄失靈,DC10需要一條很長的跑道,空中交通管制中心為他們安排了蘇城最長的31號跑道,它長達2700m。當飛機鉆出云層時,飛行員看到蘇城機場近在咫尺,糟糕的是,他們駛向了22號跑道,它比31號跑道短得多,而且上面停滿了趕來救援的消防車和救護車。飛機直沖過來,現場一片混亂,消防車和救護車迅速撤離DC10的航線,機長盡力想把飛機拉向31號跑道,飛機以9m/s的速度墜落,超過了正常速度6倍。

16時16秒,DC10客機向右傾斜著沖向地面,撞上了跑道,到處都是尖叫和金屬撞擊的聲音,右側的起落裝置和機翼折斷,泄漏的燃油瞬間引發爆炸,右翼刮著地面滑行了大約600m,機身斷為3截,駕駛艙更以200節/h的速度翻滾,前部插進了跑道旁邊的泥土中。由于慣性,飛機的主體疾速向前滑行,最后晃晃悠悠停在了機場的一側。此時的客艙已經嚴重變形,剩下的一側機翼燃起了大火,客艙迅速化為一片火海,冒出濃濃的毒煙。現場到處是死難者和受傷的乘客,消防車和救護車飛速趕來,搜救工作一直持續到17時,被大火吞噬的聯合航空232次航班燃燒了2h,184人獲救,9架直升機和34輛救護車迅速送走了這些幸存者。不幸的是,仍有112人在災難中喪生,其中包括1名乘務員和11名兒童。

小洞釀大禍

悲劇發生后,美國運輸安全委員會(NTSB)立即派遣了一個調查組前往蘇城,他們必須盡快解開232次航班失事之謎,因為全世界仍有427架DC10客機在服役,只有找到事故原因,才能避免悲劇再次發生。想要弄清楚飛機是怎么解體的,弄清各個碎片之間的關系,最好的方法,就是把它們重新拼在一起。調查組首先收集了每一塊殘骸,以便恢復飛機的原貌。這是一項龐大的工作,飛機的幾千塊殘片散落在超過1km長的范圍內,緊急服務辦公室和國民警衛隊出動了幾百名人員,他們搜索了跑道周圍的每一寸土地,不放過任何一塊微小的碎片。

調查人員詢問了4名飛行員,希望查明控制面失靈的原因。機長海恩斯和其他機組成員證實,就在二號引擎停車之后,所有的液壓系統全部失效,這讓調查人員困惑不解,以前從來沒有出現過這種情況,一個系統失效竟然引起另外2個系統失去液壓,要知道3個液壓系統同時失效幾乎是不可能的,其概率為十億分之一。DC10客機的所有飛行控制都通過液壓實現,包括幫助控制升降的機翼、操控飛機俯仰的升降舵、負責轉向的方向舵、控制傾斜運動的副翼——這些裝置都通過液壓管線內的壓縮液體運轉。

調查人員的搜尋有了意外的發現。他們在距離蘇城90km的田地里找到了包括二號液壓系統的組件在內的飛機殘骸,二號液壓系統原先位于飛機尾部,靠近故障引擎。通過飛機的飛行路線,調查組精確地計算出碎片是在7月19日15時16分墜地的,與巨響發出和引擎停車的時間相同。各種跡象表明,正是引擎的故障導致了液壓系統失效。調查人員重新回到墜毀的飛機,檢查每一寸液壓管線。他們在飛機另外2個液壓系統的壓力線中發現了一些小洞,這些洞全部集中在停轉的引擎附近,3套液壓系統全都有破損。

難道就是這些小洞讓3個液壓系統同時失去作用?調查組人員用掃描電子顯微鏡檢查了小洞,結果發現了金屬鈦的痕跡。鈦既結實又輕便,是制造飛機機身的主要成分,在DC10客機上,裝在尾部的二號引擎就用到了這種特殊的金屬。運輸安全委員會的工程師重現了DC10的二號引擎,他們發現的一條新線索證實了調查組的推論,裝在飛機尾部的二號引擎的一個主要部件——風扇盤失蹤了,風扇盤是引擎的風扇裝置的核心,它結構龐大,用鈦制成,正是這破裂的風扇盤裝置,包括葉片,導致了液壓管線上的那些小洞。

就在災難發生前44min,170kg重的風扇盤突然裂開,于是乘客和機組成員聽到了那聲巨響,破損的風扇盤在引擎箱內爆開,巨大的沖擊力切斷了二號液壓系統的部件。更為糟糕的是,碎片還在另外2個液壓系統的管線上留下了小洞,這就導致3套液壓系統全部失靈,而在災難發生前42min,飛機的控制面也完全失去作用。由于尾部嚴重受損,232次航班只能向右側傾斜,沒有升降舵,飛行員無法讓飛機保持在水平狀態,最終發生墜毀。

風扇盤的致命缺陷

美國運輸安全委員會隨后檢查了另外200多架正在服役的DC10客機,發現它們的引擎上也隱藏著同樣的問題。為了查明導致風扇盤破裂的原因,當務之急是要找到遺失的風扇盤。調查人員計算了風扇盤殘片的運動軌跡,希望找到它的墜落地點,最后他們將范圍鎖定在了衣阿華州一片36km2的玉米地上。調查組動用了大量的人力物力來尋找遺失的風扇盤,甚至派出4架直升機搜索整個區域,但3m高的玉米桿遮蔽了地面上的一切物體。他們最后運用了紅外攝像機,生產引擎的通用電氣公司還給出高額的獎金,以懸賞找到風扇盤的人,但幾個星期過去了,風扇盤仍然毫無消息。伴隨著玉米收割期的到來,1989年10月10日,一個農民在農田里收割玉米時,意外發現了通用電氣和美國運輸安全委員會一直在尋找的聯合航空232次航班遺失的風扇盤主體,它與隨后被找到的另外一塊碎片合在一起就是一個完整的風扇盤,這也許就是揭開這起災難之謎的關鍵。

美國運輸安全委員會立即將破損的風扇盤送到通用電氣的實驗室,查看是什么原因導致如此堅實的金屬部件碎裂,裂紋又是怎么出現的,它為什么越變越大,為什么沒有人發現,還有,其他風扇盤會不會也存在同樣的問題,大家期待能從這次檢驗中找到答案。檢驗室技術人員首先從風扇盤解體處的那道大裂紋著手。他們在上面發現了分叉,一條13mm長的疲勞裂縫,風扇盤上出現這種裂縫的情況極為少見,因為它的部件都經過特殊設計,能夠承受引擎內部的巨大旋轉力。緊接著,技術人員又在疲勞裂縫的底部發現了一個小孔,它非常小,最寬的地方也只有25mm的五萬分之一。他們進一步檢查了那個小孔,發現周圍的金屬有些變色。在提取了一個樣本進行檢測后,人們吃驚地發現,小孔周圍的鈦合金中包含有一種叫“硬A夾雜物”的雜質,這種雜質極易碎裂,分析顯示,風扇盤上的這塊比指甲蓋還小的雜質是由金屬坯料燒鑄過程中的過量的氮引起的,這就是DC10客機的鈦制風扇盤中隱藏的致命缺陷。

事故后的改進

現在,美國運輸安全委員會終于查清了整個事故發生的原因。當DC10的風扇盤以63rpm/s的速度運行時,存在缺陷的部位因為巨大的壓力出現了裂縫,而隨著飛行次數的增加,裂縫越變越大。1989年7月19日,災難發生前44min,風扇盤已經運轉了17年,支持飛機飛行了1萬5503次,裂縫的長度達到了13mm,它再也無法承受旋轉過程中形成的巨大壓力,裂成了兩半,它造成的損壞使得DC10客機完全失控;隨后的40min,飛行員竭力控制飛機,但無濟于事;災難發生前5min,232次航班搖搖晃晃出現在蘇城上空;災難發生前20s,飛機向右傾斜著墜向地面;悲劇發生了,右側機翼的翼尖撞上地面,DC10跌跌撞撞地在跑道上滑行,一架耗資2100萬美元、重達165t的噴氣機,因為一條小小的金屬裂縫轟然瓦解。

就在整個事件真相大白的時候,運輸安全委員會的調查組又得知,在飛機失事的16個月前,聯合航空的技師還給存在缺陷的風扇盤做過常規檢查,裂縫就位于風扇盤表面,而且當時裂縫應該已經接近13mm。技師為什么沒有發現它呢?運輸安全委員會的報告認定,裂縫沒有被查出屬于人為錯誤。但是,聯合航空的檢查程序是完全按章程進行的,因此調查組將矛頭對準了航空業標準,并指出在引擎檢查方面普遍存在人為失察的現象。

蘇城墜機事件發生后,美國聯邦航空局更新了引擎檢查程序。聯邦航空局要求所有DC10客機更換液壓系統。如今的航班已經增加了截止閥,以限制液壓機液體的總量,從而避免液體通過裂縫流出液壓管線。因為蘇城墜機事件而改進的安全措施,現在不僅應用在DC10客機上,而且還在美國所有的客機上加以普及,這些新的措施可以避免類似災難性事件的再次發生。

編輯林 靜