鐘偉
對于一直以安全著稱的民航界來說,前段時間稱得上事故頻發(fā)。
雙十一前夜,南航CZ3739航班從珠海直飛北京途中,突遇發(fā)動機機械故障。最終,航班緊急迫降廣州白云機場,且無人員傷亡。而該航班的機長在事故發(fā)生時所說的“本人經(jīng)過嚴格的訓練,有能力控制好狀況,有能力將大家安全送到陸地上?!绷钇溲杆僮呒t,被譽為“中國最美機長”。
11月23日,中國四川航空公司(下稱川航)的3U8889航班(成都-北京),在成都雙流機場起飛25分鐘后,折返雙流機場降落。川航工作人員稱,3U8889航班因機械故障無法正常執(zhí)飛。事發(fā)當晚,乘客換乘川航另一架飛機,到達北京首都機場時間比預定時間晚點近4小時。
盡管據(jù)國際民航的統(tǒng)計,航空仍是遠程交通最安全的方式,30年前,重大事故的發(fā)生率為每飛行1億4千萬英里一次,如今是14億英里才發(fā)生一起重大事故,安全性提高了十倍。然而,飛機失事常在瞬間,如果在高空,除非能順利迫降,否則一旦墜毀往往同時引發(fā)爆炸,旅客生還的概率極小。從這個層面上來說,空難的后果又是最嚴重的。
飛行的“黑色十分鐘”
人們常常覺得,飛機越大越安全,這種說法常影響到人們買票時的決定。實際上,飛機大小所影響的主要是舒適性,而非安全性。
一次飛行可以劃分為起飛、初始爬升(離場程序)、爬升、巡航、下降高度、進近(進場程序)、最終進近、著陸8個階段。通常容易出現(xiàn)特情的關鍵階段是起飛和著陸階段。
而對于不同的機型而言,其中七個階段的操作程序和其相對的外界環(huán)境都是沒有差別的,唯一的存在的不同便是巡航時的高度,通常大型機的巡航高度在10000米以上,而小型機的高度在9000米左右。在中緯度地區(qū)(大多數(shù)航線覆蓋的區(qū)域),對流層在10000米-12000米以下,也就是說小型機的巡航是在對流層中,而大型機的巡航則在平流層之中。平流層中的大氣相對于對流層穩(wěn)定得多,所以大型機巡航時乘客們會發(fā)現(xiàn)很少有顛簸,而小型機中的乘客會時常遇到顛簸,但是這些顛簸都是在飛機承受范圍內(nèi)的,不然飛行員會根據(jù)雷達以及塔臺提醒,果斷地選擇其他航路航行。
以1.5飛行小時的航段來說,每個階段在整個飛行過程中所占的時間比例不同,發(fā)生事故的幾率也不相同??偟膩碚f,起飛和著陸占總飛行時間的6%,但事故概率卻高達68.3%,所以有“黑色10分鐘”之說。
但事故一旦發(fā)生,留給機上旅客的逃生時間遠沒有三分鐘、七分鐘這么長。業(yè)內(nèi)人士認為,失事后一分半鐘內(nèi)是逃生的“黃金”時間。但不少對逃生常識一知半解的旅客懷有僥幸心理,對起飛前空姐的演示和機上的逃生手冊視而不見,一些慣坐飛機的旅客對逃生設備的使用方法也不熟。失事后的一分半鐘內(nèi),此時無論是一個常識的錯誤或是設備使用的不熟練都足以致命。
南航迫降源于“單發(fā)失效”
普遍意義上的飛機失事,主要原因包括劫機、擊落、天氣、機械故障、設計缺陷、燃油不足、機組失誤、管制失誤等,值得一提的是,單一因素造成事故對于民航來說幾乎不可能。現(xiàn)代民航對于所有可預見意外因素都準備了有效的應急設備和措施,因此航空事故絕大多數(shù)是一連串的小概率事件同時發(fā)生才造成的。統(tǒng)計表明,約90%的航空事故都有人為失誤的因素,可以說如果機組接受過更為全面的應急訓練,這些事故完全可以避免。
南方航空公司CZ3739航班迫降的原因,按照媒體的報道,是在起飛一個多小時后,有一個發(fā)動機起火,這也是機械故障的一種。那么,利用一個發(fā)動機降落真是那么難的事嗎?空中飛行中發(fā)動機失效真是那么可怕的事情嗎?
一個采取翼吊設計的雙發(fā)動機民航客機,一臺發(fā)動機發(fā)生故障,無法正常提供推力,簡稱空中“單發(fā)失效”。那么“單發(fā)”的現(xiàn)象是由什么原因引起的呢?常見的原因有以下三點。
首先是人為因素,飛行、機務或者其他專業(yè)人員在對發(fā)動機進行操作、維修、加油等工作時,由于人為的原因?qū)е掳l(fā)動機故障或者缺油而導致空中停車。其次是發(fā)動機性能原因,由于發(fā)動機本身某個部件出現(xiàn)故障而導致發(fā)動機出現(xiàn)超溫、超壓、喘振等嚴重故障,而不得不空中停車;最后是外來物原因,如在起飛、飛行或降落的過程中,發(fā)動機不慎吸入鳥類、冰雹等雜物,損害了發(fā)動機而不得不停止運行。
“單發(fā)失效”的后果
對于飛機來說,“單發(fā)”狀態(tài)下飛機由于受力不均,很難保持飛機平穩(wěn)飛行姿態(tài)。想要安全著陸并非是一件易事,如果機組人員處置不當,再加上惡劣的天氣,極可能產(chǎn)生嚴重的后果。單發(fā)失效后,停車渦輪發(fā)動會產(chǎn)生風車阻力,加上機翼一側沒有動力,飛機機翼的推力平衡被打破,飛機會向發(fā)動機失效的一側偏轉(zhuǎn),從而導致飛機向內(nèi)側產(chǎn)生坡度。如果不采取行動,飛機機頭會偏轉(zhuǎn)和滾轉(zhuǎn)。為了阻止這種情況發(fā)生,飛行員會通過垂直尾翼的方向舵進行偏航調(diào)整,通過相反的力矩阻止飛機發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
在起飛的過程中單發(fā)停機,飛機的推力會隨即減小一大半,最多可以達到80%。在巡航時單發(fā)失效,平飛最大速度會減少至少 30%,對飛行安全造成嚴重的威脅。
也就是說除了偏轉(zhuǎn),單發(fā)失效還會導致動力不足。如果動力不足,空氣就不能給機翼提供足夠的升力。所以單發(fā)失效后,飛行員一般還會加大工作發(fā)動機的推力。如果還是無法維持飛機在原有高度層飛行,飛行員會根據(jù)飛行管理計算機的提示,降低飛行高度,下降到僅憑單臺發(fā)動機也能維持正常飛行的高度層,并保持工作發(fā)動機的最大連續(xù)推力,使飛機加速至單發(fā)遠程巡航速度,維持飛機繼續(xù)飛行。
但下降高度空氣阻力加大,對油料的消耗相應也會增大,可能會造成遠程飛行油料不足。所以單發(fā)失效后,飛行員通常會傾向于選擇盡快在就近的備降場著陸,以確保旅客和飛機的安全。
現(xiàn)代民航客機的設計制造已經(jīng)考慮了保障雙發(fā)飛機在一個發(fā)動機失效情況下,憑另一發(fā)動機安全飛到備降機場的可能。所以單發(fā)失效的飛機是有完全能力安全到達備降場并著陸的。
同時,單發(fā)失效雖然會使得飛機飛行產(chǎn)生異常,但航空公司每年的考核和訓練都會涉及單發(fā)失效的處理,屬于一項常規(guī)訓練,每個民航飛行員都必須熟練掌握的技能。
據(jù)航空事故統(tǒng)計網(wǎng)站(The Aviation Herald)統(tǒng)計2014年初至今,全球記錄入站的飛機發(fā)動機故障相關事件共300余起,除1起因綜合因素導致嚴重后果外,絕大多數(shù)均為安全著陸。
“空中停車”,機長很重要
實際上,在歷史上,也有不少飛機因各種故障而引起的空中雙發(fā)停機事件。
噴氣式客機的時速往往高達800公里以上,一旦出現(xiàn)意外,迫降的成功率是很低的,而現(xiàn)代大型客機上往往載有上百甚至幾百名乘客,墜機的后果可想而知。正因如此,許多猝逢變故的民航客機機長,會竭盡全力設法成功迫降,以盡量挽救乘客和機組人員的生命。
然而,現(xiàn)代客機速度快,機身重,常規(guī)起降所需的滑行距離很長,且到了需要迫降的時候,飛機本身往往已遭遇了不少意外,諸多不利條件令這種應急迫降充滿了風險,成功概率微乎其微。
最有名的客機迫降,是2009年1月15日全美航空1549號航班所創(chuàng)造的“哈德遜河奇跡”。
當天這架屬于美國全美航空公司的空客A-320N106US號客機由機長切斯利·沙林伯格三世駕駛,從紐約拉瓜迪亞機場起飛,準備執(zhí)行經(jīng)停夏洛特道格拉斯機場,至西塔科-西雅圖塔科馬機場的1549號航班任務。起飛時間是15時26分左右,起飛僅1分鐘,機長就發(fā)現(xiàn)飛機兩個引擎均遭遇飛鳥撞擊,喪失全部動力,要求掉頭折返。但機長在獲準折返后卻發(fā)現(xiàn)方向系統(tǒng)失靈,飛機根本無法掉頭,只得再次呼救,被塔臺緊急引導,準備飛往前方不遠的新澤西州泰特伯勒機場備降。但此時飛機高度不斷下降,機長經(jīng)計算后得出結論——根本無法安全抵達泰特伯勒機場,而周圍都是人煙稠密的都市區(qū),唯一空曠的備降場地,就是貫穿紐約市區(qū)的哈德遜河。他立即緊急通告塔臺,自己準備在哈德遜河上迫降。
隨后機長在通訊完全中斷的情況下,操縱喪失動力的龐大飛機小心翼翼地滑行至哈德遜河道上空,首先讓機尾入水,隨后用機腹觸水滑行,并緩緩在曼克頓附近河面上停住。
飛機剛停下,機長便從容指揮乘客按照先婦孺后男子的順序有序快速撤離,自己反復檢查客艙兩遍,確信空無一人后才最后撤退,盡管機身此時已開始下沉,但所有乘客和機組人員都有秩序地站在機翼或緊急充氣救生滑梯上等候救援。
附近目睹這一場面的船只紛紛駛來救援,5-7分鐘后,警方和消防隊的蛙人和直升機也隨即趕到,在迅速周密的救援下,全體乘員都被救起,無一人死亡。
事后人們總結認為,“哈德遜河奇跡”之所以能夠出現(xiàn),原因是多方面的。
首先,機長系戰(zhàn)斗機飛行員出身,又曾多次參與美國國家運輸安全委員會(NTSB)協(xié)助調(diào)查飛機失事事故工作,還曾在加州大學伯克利分校教授災難危機管理學,飛行經(jīng)驗、應急處理能力都首屈一指,且擁有難得的相關理論知識;其次,乘客在機組人員組織下遇變不慌,有序撤離,延緩了飛機沉入河底的時間,爭取了寶貴的自救機會;最后,河上船只、附近的警方和消防隊沒有被突如其來的變故弄得不知所措,紛紛作出了當時情況下最合適的反應。
1983年7月23日,一架嶄新的波音767在執(zhí)行加拿大航空公司143號航班時,由于地勤人員搞混了“公斤”和“磅”而僅加了一半燃油,導致飛機在41000英尺的高空失去動力。然而,機長Bob Pearson憑借傳奇般的駕駛技術,使這架767無動力滑翔50公里直至順利降落,無一傷亡。諷刺的是,Pearson堪稱絕活的進近(進近是指飛機快要著陸時解決飛機場并準備降落的過程)手法并非來自專業(yè)的飛行訓練,而是得益于他平時參加了“滑翔機愛好者俱樂部”。
事故發(fā)生時,乘客會如何
作為普通乘客,我們更關心的并不是事故的原因和處理措施,而是事故發(fā)生時乘客會怎樣。由于高空的氣壓遠小于海壓,民航飛行器的機艙都會在正常飛行時進行增壓,以保證機上人員能夠正常呼吸。因此,飛機在高空時就像一個打足了氣的足球,一旦機艙發(fā)生破損,巨大壓強差就會使艙內(nèi)的增壓空氣瞬間排出,同時排出的還有所有未固定的人和物。因此我們建議乘客,即使在飛機巡航時也盡量不要解開安全帶,它的功能除了在顛簸時保護你不要撞到頭之外,還能在突然失壓的瞬間保護你不被吸出去——這時最危險的人是那些走來走去的美麗空姐。
失壓瞬間過后,艙內(nèi)外氣壓達到平衡,此時乘客面臨將要面臨的問題就是因呼吸困難而缺氧,這種感受就好比在沒有任何裝備的情況下站在兩座疊起來的珠穆朗瑪峰頂,如果長時間持續(xù),人們就會昏迷。
2005年8月14日,塞浦路斯航空公司522次航班在希臘上空墜毀,在它與塔臺失去聯(lián)絡后,希臘軍方緊急起飛了兩架F-16戰(zhàn)斗機與它并排飛行,試圖探明情況并采取救援。令人匪夷所思的是,F(xiàn)-16飛行員報告稱機長不在駕駛艙,而副機長和所有乘客一動不動地坐在座位上等待死亡,沒人理會F-16的呼叫。一時間,各種圍繞“神秘人”和“UFO”的說法紛至沓來,這架無人駕駛的飛機也被稱為“幽靈航班”和“僵尸航班”。事后調(diào)查表明,這架飛機在高空發(fā)生失壓,機上121名乘客和機組人員因缺氧而昏迷。
然而,這種情況并不多見,因為在飛機發(fā)生失壓時,機長一定會在最短時間內(nèi)將飛機降至低空,而對于低空失壓的飛機上的乘客來說,將體驗到速度超過300節(jié)的過山車。
1988年4月22日,前往夏威夷的一批旅游者乘坐的阿羅哈243號班機在途中發(fā)生爆炸性失壓,頭等艙上部的外殼不翼而飛,機頭與機翼僅由地板相連。不過事故再次驗證了單一因素不會造成墜機,這架不可思議的敞篷737在茂宜島成功迫降,唯一的遇難者是在失壓瞬間被吸出機艙的一位名叫克拉貝爾·蘭辛的空姐。航空事故中最令人揪心的一幕就是飛機撞地或撞海的瞬間,這是真正的人間慘劇。雖然在歷史上的墜機事件中不乏逃生的例子,然而墜機時的逃生方法卻沒有固定的模式,沒有證據(jù)表明坐在什么位置或采取什么措施能夠提高幸免于難的機會。從飛機結構來說,機身中段是最堅固的部分,因為飛機從這里開始建造。但由于機身中段恰恰也放置著油箱,如果墜機時還有剩余燃油,爆炸也將在這里發(fā)生。機尾部分的乘客有過在爆炸時成功逃生的先例,但如果飛機因失速墜毀或在最終進近時發(fā)生事故,機尾又成了最危險的地方。所以目前沒有任何統(tǒng)計依據(jù)能夠看出座位選擇與逃生機會之間的關系,可以確定的是,一旦發(fā)生墜機,用大型的柔軟物體將自己包裹起來能大大提高生存機會。
每次空難之后,航空界會從各方面展開工作,進一步改善安全措施。作為乘客,也有必要從歷次空難中汲取必要的教訓,學會作一個明智的乘客,以便在萬一發(fā)生意外情況時增加逃生的機會。