空難調(diào)查靠什么

文/章 江

撞擊猛烈的現(xiàn)場(chǎng)，散落于地表和地下的數(shù)萬片殘骸，破損嚴(yán)重的黑匣子，它們有可能告訴我們什么？哪些因素可能導(dǎo)致空難發(fā)生？

按國際慣例，根據(jù)《國際民用航空公約》的規(guī)定，航空事故調(diào)查由事故發(fā)生國政府牽頭，涉及事故的國家可以申請(qǐng)參與，其中包括飛機(jī)的制造商所在國、航空公司所在國和飛機(jī)乘客國籍所在國等。

空難調(diào)查是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過程，需要?dú)v經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和完成報(bào)告三個(gè)階段。首先，調(diào)查人員要對(duì)黑匣子進(jìn)行研究，整理出空地通話記錄，并且繪制出航跡圖，分析飛機(jī)的飛行狀況、故障狀況和機(jī)組的操作狀況等。其次，對(duì)飛機(jī)殘骸中方向舵、升降舵、襟翼等具體部件和螺桿等控制機(jī)械的具體位置進(jìn)行觀察分析，并據(jù)此判斷具體控制信號(hào)是否得到了機(jī)械結(jié)構(gòu)的執(zhí)行。再次，調(diào)查其他外圍信息，比如空中交通情況、天氣狀況、機(jī)組人員飛行經(jīng)驗(yàn)和培訓(xùn)情況、飛機(jī)的維護(hù)記錄、飛機(jī)的性能和子系統(tǒng)情況。最后，需與事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查人員密切聯(lián)系，找到對(duì)應(yīng)的實(shí)物證據(jù)。接下來，把這些證據(jù)拼接起來，構(gòu)建一個(gè)事故模型，通過模型來還原測(cè)試，評(píng)估所有可能發(fā)生的情況。然后再通過模擬器甚至是真實(shí)飛行來模擬可能的飛行狀況，將這些模擬信息與墜機(jī)期間的實(shí)際情況作比較，力圖去復(fù)原相關(guān)的現(xiàn)象，盡最大可能還原事故發(fā)生的整個(gè)過程，從而最終得出相對(duì)完整、科學(xué)的結(jié)論。

黑匣子提供證據(jù)

安東尼·布里克豪斯是世界知名航空航天大學(xué)——美國安柏瑞德航空航天大學(xué)航空學(xué)院應(yīng)用航空科學(xué)系的副教授，此前曾在美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)擔(dān)任空難調(diào)查員，參與過30 余起飛機(jī)事故和安全事件調(diào)查。他認(rèn)為，空難調(diào)查是一個(gè)拼湊拼圖的過程，調(diào)查人員需要從多個(gè)來源獲取信息，從而適配每個(gè)細(xì)節(jié)。每一起空難調(diào)查都是獨(dú)特的過程，試圖去理解一切證據(jù)，慢慢拼湊，這是調(diào)查人員必須經(jīng)歷的過程。

安東尼·布里克豪斯指出，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的重要工作之一，就是指認(rèn)失事飛機(jī)的“四個(gè)端點(diǎn)”，即兩個(gè)機(jī)翼末端、機(jī)頭和機(jī)尾。如果發(fā)現(xiàn)這4 個(gè)部分都在主要墜機(jī)點(diǎn)，就可以推測(cè)它們是同時(shí)墜落此處。倘若有某塊殘骸落在遠(yuǎn)處，那也許是在飛行過程中脫落的，接下來就需要去調(diào)查為何脫落。除此之外，在墜機(jī)時(shí)，有許多證據(jù)在撞擊地面時(shí)被破壞，因此調(diào)查需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，有時(shí)需要花費(fèi)幾個(gè)月甚至幾年?？针y發(fā)生后，黑匣子的搜尋、識(shí)讀和譯碼，飛機(jī)殘骸和遇難者遺骸的檢定和提取，以及外圍的調(diào)查會(huì)同期推進(jìn)。其中，來自飛機(jī)黑匣子的數(shù)據(jù)最為直接、可靠和有力，可能直接就給出了重要的調(diào)查方向，其他任何證據(jù)都比不上它們。

2015 年3 月24 日下午，德國之翼航空公司一架編號(hào)為4U9525 的空中客車A320 型客機(jī)從西班牙巴塞羅那飛往德國杜塞爾多夫，在法國東南部的阿爾卑斯山脈南麓海拔約2000 米的積雪山區(qū)墜毀，機(jī)上包括144 名乘客和6 名機(jī)組成員在內(nèi)的150 人全部遇難。事故發(fā)生后，第一個(gè)黑匣子客機(jī)駕駛艙話音記錄器被尋獲，兩天后第二個(gè)黑匣子飛行數(shù)據(jù)記錄器外殼也被找到。

法國國家民航安全調(diào)查分析局的調(diào)查人員，通過對(duì)失事客機(jī)的兩個(gè)黑匣子內(nèi)的數(shù)據(jù)及無線電通信記錄等信息的分析研究，發(fā)現(xiàn)墜毀客機(jī)在爬升階段已開啟自動(dòng)駕駛模式。進(jìn)入海拔11600 米高空巡航階段后，機(jī)長(zhǎng)帕特里克·桑德恩海默離開駕駛艙。而獨(dú)自留在駕駛艙的副機(jī)長(zhǎng)安德烈亞斯·盧比茨，故意將飛機(jī)巡航高度設(shè)定從海拔11600 米調(diào)至海拔30 米，導(dǎo)致飛機(jī)持續(xù)下降直至撞毀。黑匣子錄音顯示，安德烈亞斯·盧比茨在前一次執(zhí)飛由杜塞爾多夫飛往巴塞羅那的班次中，曾“練習(xí)”過長(zhǎng)達(dá)1 分鐘左右的急速下降。

調(diào)查報(bào)告介紹了當(dāng)時(shí)的情形，并公布了駕駛艙話音記錄器的一部分錄音。這些錄音幫助調(diào)查人員了解了事故發(fā)生前駕駛艙里最后時(shí)間段的狀態(tài)，幾句關(guān)鍵的語音揭示了空難的根本原因，墜機(jī)事故并不是技術(shù)問題造成的。安德烈亞斯·盧比茨曾多次對(duì)帕特里克·桑德恩海默說道：“你可以去上廁所了?！睂?duì)方回答：“你可以接管飛行了?！敝螅凶幌蚝笸埔约瓣P(guān)門的聲音。此后的兩分鐘里，飛機(jī)下降了600 多米。

機(jī)場(chǎng)控制塔臺(tái)航管人員試圖聯(lián)絡(luò)飛機(jī)，但未收到任何回應(yīng)，機(jī)艙內(nèi)報(bào)告飛機(jī)急劇下降的自動(dòng)報(bào)警信號(hào)幾乎同時(shí)響起。盡管其他機(jī)組人員使用了數(shù)字密碼鍵盤、駕駛艙內(nèi)話機(jī)與安德烈亞斯·盧比茨聯(lián)系，甚至拍打艙門請(qǐng)求進(jìn)入駕駛艙，但他在飛機(jī)下降過程中始終未打開駕駛艙門。不久后，便聽到巨大的擊打聲，像是有人試圖進(jìn)入駕駛艙。可以聽見機(jī)長(zhǎng)帕特里克·桑德恩海默在大喊：“看在上帝的分上，打開門！”同時(shí)，有乘客在尖叫。兩分鐘后，傳來機(jī)長(zhǎng)用斧子砸門的聲音，而飛機(jī)當(dāng)時(shí)距地面僅有2000 多米。大約90 秒后，傳來航管人員的聲音：“拉升！拉升！”隨后，聽到帕特里克·桑德恩海默喊道：“把該死的門打開！”

在飛機(jī)撞山前的最后兩分鐘里，能聽到安德烈亞斯·盧比茨的呼吸聲，但是他沒說任何話。事故的外圍調(diào)查證實(shí)，他曾受到抑郁情緒困擾，接受過神經(jīng)科醫(yī)生的治療，醫(yī)生也曾多次為其開具病假條?？伤⑽窗匆?guī)定向航空公司報(bào)告，后來還是被允許重新返回飛行崗位。墜機(jī)事件發(fā)生的前幾個(gè)月，安德烈亞斯·盧比茨曾一度出現(xiàn)失眠癥狀，并擔(dān)心自己會(huì)失明，事故當(dāng)天醫(yī)生也為其開具了病假條（警方在其公寓發(fā)現(xiàn)了撕毀的病假條碎片）。這次空難發(fā)生后，歐洲多家航空公司出臺(tái)新規(guī)定，為了防止發(fā)生意外事件，在航班飛行期間客機(jī)駕駛艙內(nèi)必須同時(shí)有兩名飛行員。如果其中一人需要上廁所，則由第三人代替駕駛。

德國之翼航空公司空中客車A320 型客機(jī)殘骸

拼接殘骸揭謎底

《航空知識(shí)》雜志主編、北京航空航天大學(xué)航空專家王亞男曾形容道：“空難的調(diào)查過程既像考古，也像破案?！泵科鹗鹿实恼{(diào)查幾乎都是從還原現(xiàn)場(chǎng)開始的。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)越完整，越能保存更多撞擊之前的技術(shù)信息，對(duì)于事故調(diào)查越有利。一旦飛機(jī)解體成細(xì)小的殘骸碎片，調(diào)查難度就加大了，調(diào)查起來就像考古?？脊抨?duì)員從土里挖掘出一些碎片，要把它們拼湊成一個(gè)完整的器物，可能歷時(shí)幾十年都得不到結(jié)果，因?yàn)榱硗庖恍┧槠赡苓z留在土層中?？针y調(diào)查也是一樣，用海量的碎片去拼接出原來飛機(jī)的樣子，難度可想而知。更何況要用還原出的“飛機(jī)”找到出事的癥結(jié)，更是難上加難。

1996 年7 月17 日，執(zhí)飛美國環(huán)球航空TWA800 號(hào)航班的波音747-100 型飛機(jī)從紐約肯尼迪國際機(jī)場(chǎng)起飛。飛至紐約長(zhǎng)島上空時(shí)，機(jī)場(chǎng)控制塔臺(tái)航管人員允許它爬升至更高的高度，以避讓其他飛機(jī)。突然，波音747-100 型飛機(jī)位于機(jī)翼的中央油箱發(fā)生爆炸，接著機(jī)頭部分（駕駛艙以及部分客艙）從高空脫離，導(dǎo)致飛機(jī)失去控制。由于慣性且引擎仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，剩下的機(jī)體中央和機(jī)尾部分仍在半空。30 秒后，飛機(jī)失去動(dòng)力，開始下墜，左翼部分再次發(fā)生爆炸，墜毀于大西洋。海洋搜救隊(duì)經(jīng)過一夜搜尋，確認(rèn)機(jī)上230 人全部遇難。

飛機(jī)在空中解體時(shí)，首先脫落的部分可能就是問題的根源。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)，靠近機(jī)場(chǎng)的殘骸基本上來自中央油箱，上面存在明顯的燒灼痕跡。20世紀(jì)90 年代，美國本土接連遭遇恐怖襲擊。負(fù)責(zé)針對(duì)空難展開刑事調(diào)查的聯(lián)邦調(diào)查局人員，在飛機(jī)殘骸中發(fā)現(xiàn)了微量來歷不明的爆炸殘留物。再加上有目擊者稱，看到有疑似導(dǎo)彈的物體飛上天空。據(jù)此，聯(lián)邦調(diào)查局人員認(rèn)為，這是一起針對(duì)美國民眾的恐怖襲擊事件。

為了弄清事故的原因，美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)決定從海水中打撈出數(shù)以萬計(jì)的飛機(jī)殘骸碎片，并把它們拼接起來。這可能是唯一可以證明飛機(jī)不是被導(dǎo)彈摧毀的最直接的方法，但這注定是一項(xiàng)漫長(zhǎng)而又艱苦的工作。調(diào)查人員在拼接飛機(jī)殘骸碎片的同時(shí)，也在尋找促使油箱起火爆炸的原因，設(shè)法證明飛機(jī)油料可燃并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。

事發(fā)當(dāng)天，肯尼迪國際機(jī)場(chǎng)的溫度沒有達(dá)到飛機(jī)油箱內(nèi)油氣混合物的可燃溫度。但調(diào)查人員在查看飛機(jī)圖紙時(shí)注意到，中央油箱下方安裝有空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)天飛機(jī)晚點(diǎn)，空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)工作了幾個(gè)小時(shí)，以便給乘客降溫。調(diào)查人員用一架相同型號(hào)的波音747 型飛機(jī)做實(shí)驗(yàn)，提前幾個(gè)小時(shí)打開空調(diào)，結(jié)果在氣溫相同和油料相等的條件下，飛機(jī)到達(dá)了相同的高度，空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不斷發(fā)熱，超出油料可燃溫度整整16℃。另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)則顯示，加熱到相同的溫度，油箱會(huì)發(fā)生爆炸，爆炸威力超出油箱強(qiáng)度的一倍之多。

那么，點(diǎn)燃油箱的火花來自哪里呢？調(diào)查人員在解碼駕駛艙話音記錄器時(shí)，聽到駕駛艙內(nèi)的對(duì)話中有飛行員說了一句：“4 號(hào)引擎的油料表怎么像發(fā)了瘋一樣?”隨后，錄音有兩處短暫的聲音缺失。調(diào)查人員認(rèn)為一定是飛機(jī)線路出現(xiàn)了短路。通過仔細(xì)排查，他們發(fā)現(xiàn)有一部分電線的絕緣皮破損脫落。在飛機(jī)的線路布局中，油量指示系統(tǒng)有大量的電線直接布設(shè)在油箱里。

這次空難事故調(diào)查歷經(jīng)4 年多的時(shí)間，耗資4000多萬美元，成為航空史上歷時(shí)最長(zhǎng)、最復(fù)雜、最昂貴的事故調(diào)查之一。2000 年8 月23 日，最終版的調(diào)查報(bào)告公布，認(rèn)定事故原因是由于飛機(jī)內(nèi)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(nèi)油量感測(cè)器的電線，油箱內(nèi)的高溫燃油氣霧被高壓電力所產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃引起爆炸，最終導(dǎo)致飛機(jī)在高空解體。最后，聯(lián)邦調(diào)查局也認(rèn)同了油箱爆炸的推論。

調(diào)查報(bào)告要求對(duì)所有波音747 型飛機(jī)上的電子線路進(jìn)行檢查和維修，同時(shí)建議對(duì)飛機(jī)的設(shè)計(jì)作出重大修改，包括在空調(diào)系統(tǒng)和油箱之間增加額外的隔離層。美國聯(lián)邦航空局隨后要求大飛機(jī)在中央油缸中加入惰性氣體，并在中央油缸和空調(diào)設(shè)備之間添置隔熱物料，避免燃油被加熱。

在與此次空難遇難者家屬達(dá)成協(xié)議后，用殘骸拼接起來的飛機(jī)被搬入位于弗吉尼亞州的美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)培訓(xùn)中心的一間倉庫，用于培訓(xùn)。20 多年來，來自世界各地的數(shù)千名調(diào)查人員和運(yùn)輸專家來到這里進(jìn)行研究。根據(jù)約定，飛機(jī)殘骸不對(duì)外展示，但遇難者家屬可以隨時(shí)憑吊，在已故家人的座位上留下紀(jì)念品。后來，隨著這間占地近3000 平方米的倉庫租約到期，這架波音747-100 型飛機(jī)的殘骸終于退役并被銷毀。

抽絲剝繭查真相

研究表明，一次飛行可以劃分為起飛、初始爬升、爬升、巡航、下降高度、開始進(jìn)場(chǎng)、最后進(jìn)場(chǎng)和著陸8個(gè)階段，飛機(jī)失事最常發(fā)生在起飛和降落的4 個(gè)飛行階段，其中起飛和初始爬升階段占了20%、最后進(jìn)場(chǎng)和著陸階段占了36%。在這4 個(gè)階段發(fā)生嚴(yán)重事故的概率占了全部事故的56%。而巡航階段發(fā)生嚴(yán)重事故的概率只占全部事故的8%，發(fā)生人員傷亡的概率只占全部事故的16%。2011 年至2020 年的10 年間，起飛和降落階段的事故占比分別為13%和54%，合計(jì)高達(dá)67%。

1985 年8 月12 日18 時(shí)12 分，執(zhí)飛日航123 號(hào)航班的波音747-100SR 型客機(jī)，搭載著509 名乘客和15 名機(jī)組成員，從東京羽田國際機(jī)場(chǎng)的18 號(hào)停機(jī)坪行駛到16L 跑道，飛往大阪伊丹國際機(jī)場(chǎng)。起飛12 分鐘后，也就是在18 時(shí)24 分，慢慢爬升的飛機(jī)突然傳出一聲可怕的巨響，客機(jī)垂直尾翼有一大半損毀，從機(jī)體上掉落下來，且飛機(jī)的液壓系統(tǒng)也出現(xiàn)了故障。

用殘骸拼接起來的波音747-100 型飛機(jī)

日航123號(hào)航班空難現(xiàn)場(chǎng)

機(jī)長(zhǎng)高濱雅己當(dāng)即決定返回羽田國際機(jī)場(chǎng)，如果不行就迫降到美軍橫田空軍基地。但是困難遠(yuǎn)比想象的大得多，液壓油嚴(yán)重滲漏，導(dǎo)致飛行員根本無法操控飛機(jī)。18 時(shí)56 分，波音747-100SR 型客機(jī)墜毀在高天原山，飛機(jī)前半部撞山起火燃燒，后半部滑落到山腰上，造成了520 人喪命的特大空難。在此次空難中，只有一名未執(zhí)勤的空服員和一對(duì)母女，以及一個(gè)12 歲的女孩在飛機(jī)失事17 小時(shí)后生還。

空難發(fā)生后，日本航空與鐵道事故調(diào)查委員會(huì)立即成立了專門的調(diào)查小組。調(diào)查人員從空難現(xiàn)場(chǎng)無意中發(fā)現(xiàn)的一塊機(jī)身殘骸上找到了空難的原因，正是那塊1978 年被替換的壓力壁面板出了問題。追根溯源，還得從這架波音747-100SR 型客機(jī)的維修史說起。1978 年6 月2 日，該機(jī)執(zhí)飛JAL115 航班從東京羽田國際機(jī)場(chǎng)至大阪伊丹國際機(jī)場(chǎng)，在著陸時(shí)因角度過大導(dǎo)致機(jī)體尾部觸地，造成機(jī)上25 人受傷。

機(jī)尾壓力壁面板受損后，波音公司并沒有妥善修補(bǔ)。按規(guī)定，替換損壞的壓力壁面板，必須使用一整塊接合板連接兩塊需要連接的面板，并在上面使用三排鉚釘固定。但維修人員使用了兩塊不連接的接合板，其中一塊上面有一排鉚釘，另一塊上面有兩排鉚釘。結(jié)果使得接合點(diǎn)附近金屬蒙皮所承受的應(yīng)力明顯增加，對(duì)金屬疲勞的抵抗力下降了至少70%。在維修后7 年的飛行過程中，隨著客艙內(nèi)部的多次加壓和減壓，壓力壁面板的金屬疲勞不斷累積。

依照調(diào)查人員的計(jì)算，修補(bǔ)后的壓力壁面板只能承受10000 次左右的飛行，而失事時(shí)已經(jīng)是維修后的第12319 次飛行。飛機(jī)爬升至7000 米左右的高空時(shí)，壓力壁面板累積的金屬疲勞達(dá)到了極限，再也無法承受氣壓差而破裂。機(jī)艙內(nèi)因此發(fā)生爆炸減壓，高壓空氣沖進(jìn)機(jī)尾，直接將垂直尾翼吹落，連帶扯斷了主要的液壓管線，導(dǎo)致飛行員無法正常操控飛機(jī)。駕駛艙內(nèi)的3 名機(jī)組人員共同努力，在幾近完全失控的情形下與飛機(jī)搏斗了半小時(shí)，并在墜毀前一直試圖回避綿延的山岳地形，表現(xiàn)出了過人的飛行技術(shù)。

波音公司因?yàn)榫S修不當(dāng)造成此次空難，聲譽(yù)受到影響。不過，因?yàn)檎{(diào)查結(jié)果顯示這款波音飛機(jī)并無重大的設(shè)計(jì)瑕疵，故該機(jī)型依然銷售良好。為避免波音747 型客機(jī)因管線受損導(dǎo)致所有液壓控制皆失效，此后每架波音747 型客機(jī)上的升降舵和下方向舵都加裝了液壓閥。