顏 巍 黃靈恩 /

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210)

0 前言

失速、偏離和尾旋在飛機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)和飛行力學(xué)中是一個(gè)需要突出研究的方向，其中飛機(jī)尾旋是飛機(jī)最復(fù)雜的飛行狀態(tài)，也是飛機(jī)飛行的極限狀態(tài)。在人類航空事業(yè)發(fā)展的初期，由于對(duì)飛機(jī)失速、偏離和尾旋的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致了大量的飛行事故。隨著航空科技的進(jìn)步，工程師們研究并發(fā)展了許多防止尾旋的措施，但到目前為止還不能研制出在任何情況下都不進(jìn)入尾旋的飛機(jī)。這主要是由于尾旋的多樣性和不穩(wěn)定性，不同的飛機(jī)尾旋模態(tài)可能完全不同，即使同一架飛機(jī)在不同期試驗(yàn)中，所獲得的尾旋模態(tài)也可能大相徑庭。此外飛機(jī)在失速、偏離和尾旋時(shí)的姿態(tài)特點(diǎn)、操縱性、安定性、操縱條件和所需的操縱方法，與正常飛行狀態(tài)時(shí)根本不同。所以對(duì)飛機(jī)失速尾旋進(jìn)行相關(guān)的研究是非常必要的。除了通常的利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬、尾旋風(fēng)洞試驗(yàn)等手段來研究飛機(jī)的尾旋外，對(duì)歷史上的飛機(jī)失速尾旋事故進(jìn)行歸納和總結(jié)也是防止飛機(jī)尾旋所必不可少的工作之一。本文即對(duì)歷史上民用飛機(jī)所發(fā)生的尾旋事故進(jìn)行詳細(xì)的回顧[1] [2] [3] [4] [5]。

1 民用飛機(jī)尾旋事故

1.1 維克745D飛機(jī)尾旋事件

1958年4月6日，星期日，在暴風(fēng)雪中，一架美國(guó)首都航空公司維克745D子爵型飛機(jī)從美國(guó)菲林特主教機(jī)場(chǎng)飛往密歇根州的自由地城市機(jī)場(chǎng)?？煲咏康牡貢r(shí)，氣象條件非常差，飛機(jī)前方能見度受到極大的限制，空氣的溫度和濕度使得飛機(jī)表面極易結(jié)冰，著陸時(shí)飛行員嘗試用一個(gè)較大坡度的轉(zhuǎn)彎來使得飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)跑道，結(jié)果在此一過程中飛機(jī)失速，并進(jìn)入尾旋，飛行員無法恢復(fù)正常操縱，最終觸地墜毀。事故調(diào)查結(jié)果顯示，導(dǎo)致飛機(jī)尾旋墜毀的直接原因是，平尾和升降舵結(jié)冰區(qū)域擴(kuò)大且沒有被發(fā)現(xiàn)，致使飛機(jī)縱向穩(wěn)定性變差甚至喪失，加上飛行速度和著陸構(gòu)型的原因共同導(dǎo)致了飛機(jī)失去控制，此外，飛機(jī)失速告警系統(tǒng)沒有起到相應(yīng)的作用。

1.2 三叉戟客機(jī)失速試飛尾旋事件

1962年，試飛員Peter Bugge和Ron Clear為了測(cè)試三叉戟客機(jī)的失速尾旋特性，通過逐漸增加迎角來降低空速，在越過臨界迎角后，三叉戟飛機(jī)開始保持爬升姿勢(shì)并快速下降，進(jìn)入深失速狀態(tài)，少頃它開始尾旋，最后進(jìn)入平尾旋狀態(tài)，墜機(jī)看上去不可避免，此時(shí)，處于失速狀態(tài)的一側(cè)機(jī)翼下墜，飛行員通過偏轉(zhuǎn)方向舵使得另一側(cè)機(jī)翼下墜，飛機(jī)不停的左右搖晃直到機(jī)頭緩慢低頭，飛機(jī)緩慢的恢復(fù)到正常飛行，使得飛行員僥幸躲過一劫。此次事件使得民航客機(jī)開始增配了失速自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，又稱駕駛桿抖振器(stick shaker)：當(dāng)客機(jī)失速時(shí)，駕駛桿抖振器將會(huì)被激活，抖動(dòng)駕駛桿以引起機(jī)師的注意。除此之外，客機(jī)還增配了失速挽救系統(tǒng)，通稱自動(dòng)推桿器(stick pusher)：當(dāng)客機(jī)失速時(shí)，如果飛行員不予理睬駕駛桿抖振器的警報(bào)，自動(dòng)推桿器會(huì)調(diào)整俯仰角，降低飛行迎角。

1.3 三叉戟HS-121飛機(jī)試飛尾旋墜毀事件

1966年6月3日，星期五，按照計(jì)劃HS-121 G-ARPY型三叉戟飛機(jī)進(jìn)行適航取證飛行試驗(yàn)。下午16∶52，飛機(jī)從英國(guó)哈特菲爾德機(jī)場(chǎng)起飛，飛機(jī)攜帶了大量的用于記錄飛機(jī)飛行數(shù)據(jù)的儀器和其它設(shè)備。下午18∶30，在完成了大多數(shù)飛行試驗(yàn)后，飛機(jī)開始進(jìn)行過失速(post-stall)飛行試驗(yàn)，飛行中操縱桿振動(dòng)器被設(shè)定在102 knots，失速改出系統(tǒng)被設(shè)定在93 knots，前三次過失速飛行都順利進(jìn)行，并驗(yàn)證了失速告警系統(tǒng)和失速改出系統(tǒng)工作正常。接下來開始進(jìn)行第四次過失速機(jī)動(dòng)飛行，飛行高度為11 600 ft，全機(jī)著陸構(gòu)型，后重心條件。為了探知飛機(jī)失速告警開始工作到飛機(jī)失速之間的真實(shí)的實(shí)際工作余量，飛行員斷開失速告警系統(tǒng)，結(jié)果飛機(jī)進(jìn)入超失速狀態(tài)(super-stall，α?αstall)，機(jī)首上仰達(dá)到30°～40°，飛機(jī)開始向左偏轉(zhuǎn)，右側(cè)機(jī)翼開始下墜，隨后飛機(jī)進(jìn)入右平尾旋，最終觸地墜毀。事故真相調(diào)查委員會(huì)的結(jié)論是：在飛機(jī)過失速飛行中，實(shí)施改出動(dòng)作被大大的延遲，使得飛機(jī)進(jìn)入超失速狀態(tài)而無法改出。

1.4 Aeroflot航空7425號(hào)班機(jī)高空尾旋事件

1985年7月10日，前蘇聯(lián)Aeroflot航空7425號(hào)班機(jī)(Tu-154)在烏茲別克斯坦上空飛行，巡航高度11 600 m，飛行速度400 km/h(250 mi/h)，接近此一高度的失速速度。飛機(jī)低速飛行引起的振動(dòng)使得機(jī)組誤認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)喘振，于是降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率到慢車狀態(tài)，使得飛行速度進(jìn)一步下降到290 km/h(250 mi/h)，飛機(jī)失速后進(jìn)入平尾旋，墜毀在烏茲別克斯坦境內(nèi)烏赤庫(kù)都克附近，191名乘客和9名機(jī)組人員全部遇難。經(jīng)過調(diào)查，維修失誤是該次空難的主要成因。在事發(fā)的前一天晚上，該客機(jī)的方向舵錯(cuò)誤接駁至傾側(cè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而傾側(cè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則接駁至電傳操縱。而Tu-154飛機(jī)的航電系統(tǒng)插口設(shè)計(jì)不當(dāng)，容易發(fā)生插頭錯(cuò)插現(xiàn)象，且沒有防插錯(cuò)的措施。此外，這次維修也不是在認(rèn)可的設(shè)施中進(jìn)行。這次事件是Tu-154飛機(jī)在前蘇聯(lián)境內(nèi)唯一一次由于尾旋導(dǎo)致的重大航空事故。

1.5 西北航空B-2610號(hào)班機(jī)空中解體事件

1994年6月6日早08∶13，西北航空B-2610號(hào)班機(jī)(Tu-154)從西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)起飛飛往廣州，飛機(jī)離地24 s后機(jī)組人員即報(bào)告機(jī)體發(fā)生飄擺，且發(fā)出異響，但仍用額定功率保持400 km/h速度上升。起飛后3 min，飛機(jī)飛過西安城區(qū)，向東南方飛去，此后飛機(jī)分別于上午08∶16∶24和08∶16∶58報(bào)告坡度為20°和30°的飄擺，08∶17∶06時(shí)已保持不住飛機(jī)姿態(tài)。機(jī)組隨即短時(shí)接通了自動(dòng)駕駛儀，但無法穩(wěn)住飛機(jī)，飛機(jī)向右做出不規(guī)則轉(zhuǎn)彎。上午08∶22∶27，飛機(jī)發(fā)出失速警報(bào)，速度373 km/h，迎角20°，隨后突然向左滾轉(zhuǎn)，俯仰角由0°下俯到-65°，左傾斜角66.8°，進(jìn)入尾旋狀態(tài)，高度在12 s內(nèi)由4 717 m下降至2 884 m，側(cè)向過載接近2.5 g，飛機(jī)最后于08∶22∶42解體。經(jīng)過事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故原因是由于飛機(jī)維修人員的人為差錯(cuò)致使飛機(jī)操縱性能異常，自動(dòng)駕駛的舵機(jī)上的升降舵和方向舵的插頭接反了，Tu-154的這兩個(gè)插頭都沒有防錯(cuò)裝置，飛機(jī)起飛后飛行人員接通自動(dòng)駕駛裝置，由于升降舵和方向舵的插頭接反，舵面操作與指令不符而出現(xiàn)反操縱狀態(tài)。

1.6 普科夫航空Tu-154M型飛機(jī)風(fēng)暴尾旋事件

2006年8月22日，一架普科夫航空集團(tuán)下屬的俄制Tu-154M型客機(jī)計(jì)劃從東烏克蘭的安娜帕機(jī)場(chǎng)飛往圣彼得堡。莫斯科時(shí)間下午15∶37，飛機(jī)在11 500 m高空發(fā)出三個(gè)SOS求救信號(hào)，此后急速下降，在3 000 m左右發(fā)出最后一個(gè)求救信號(hào)，此后信號(hào)完全中斷，于15∶39飛機(jī)從雷達(dá)屏幕上消失，墜毀在東烏克蘭鄧涅茨克附近，引起森林大火。調(diào)查人員根據(jù)黑匣子記錄初步還原了飛機(jī)失事過程，當(dāng)時(shí)飛機(jī)的飛行高度為35 100 ft(10 700 m)，飛機(jī)的前方出現(xiàn)風(fēng)暴，且飛機(jī)的機(jī)頭正對(duì)臺(tái)風(fēng)眼，機(jī)長(zhǎng)決定偏離航道20 km，并使飛機(jī)爬升越過風(fēng)暴中心，不幸的是風(fēng)暴的前鋒非常的高，超過15 km，Tu-154M進(jìn)入了風(fēng)暴所造成的亂流區(qū)域，氣流在10 s內(nèi)將飛機(jī)從11 961 m抬高到12 794 m，在伴隨著過度的俯仰振蕩運(yùn)動(dòng)中飛機(jī)越過了的最大升限，飛機(jī)攻角超過了46°，而飛行速度降為零，飛機(jī)進(jìn)入全失速狀態(tài)，進(jìn)而演變?yōu)槠轿残?，最終飛機(jī)以極大的速度觸地，機(jī)組人員和乘客全部喪生。

1.7 波音707客機(jī)起飛突風(fēng)尾旋事件

1966年3月5日，一架英國(guó)海外航空公司波音707-436型客機(jī)按照原計(jì)劃從美國(guó)舊金山國(guó)際機(jī)場(chǎng)飛往香港啟德機(jī)場(chǎng)，中途經(jīng)停夏威夷州首府檀香山機(jī)場(chǎng)和日本東京羽田機(jī)場(chǎng)。原預(yù)定到達(dá)羽田機(jī)場(chǎng)的時(shí)刻為3月4日下午16∶45，由于東京上空糟糕的氣象條件和羽田機(jī)場(chǎng)未開地面飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)雷達(dá)，飛機(jī)不得不于18∶00轉(zhuǎn)降福岡機(jī)場(chǎng)過夜，次日12∶43飛抵東京，稍作停留準(zhǔn)備飛往香港，13∶42飛機(jī)機(jī)長(zhǎng)接到起飛命令，并被允許飛躍富士山，13∶58飛機(jī)從東京羽田機(jī)場(chǎng)起飛，起飛后航向大約298°，飛行高度大約4 900 m，指示空速320 knots～370 knots。飛機(jī)突然冒出白煙，飛行高度陡降，飛機(jī)機(jī)頭部位發(fā)生破裂，高度降至約2 000 m左右，部分機(jī)頭脫落，飛機(jī)出現(xiàn)緩慢的右平尾旋，最后墜毀在一片森林里，并導(dǎo)致大火。對(duì)飛機(jī)尾旋事故的調(diào)查結(jié)果表明，飛機(jī)受到非正常的、劇烈的突風(fēng)導(dǎo)致突風(fēng)引起的載荷在某一時(shí)刻超過了設(shè)計(jì)極限，使得飛機(jī)機(jī)體受損，導(dǎo)致飛機(jī)進(jìn)入平尾旋。

1.8 南方航空3943號(hào)班機(jī)撞山事件

1992年11月24日7時(shí)17分南方航空3943號(hào)班機(jī)(波音737-3Y0客機(jī) )，從廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)起飛前往桂林。飛機(jī)在7時(shí)52分失事，撞毀在天馬山520 m(1 710 ft)處。經(jīng)過官方調(diào)查認(rèn)為：飛機(jī)右引擎自動(dòng)節(jié)流閥故障以及機(jī)員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理錯(cuò)誤是造成空難的原因。報(bào)告指出，右引擎自動(dòng)節(jié)流閥存在不能隨動(dòng)的問題，造成飛機(jī)在從下降轉(zhuǎn)變?yōu)槠斤w姿態(tài)后，右引擎依然停留在慢車位，所輸出的推力比左側(cè)小。于是，為了讓飛機(jī)得到平飛推力保持平飛，左引擎自動(dòng)節(jié)流閥增加了推力，由于左右兩側(cè)推力相差很大，飛機(jī)開始逐漸向右偏轉(zhuǎn)。檢測(cè)到這個(gè)情況后，飛機(jī)的自動(dòng)駕駛調(diào)整了副翼角度以恢復(fù)平飛，左副翼向上調(diào)整至5°而右副翼則向下調(diào)整至3.5°，即使作出了調(diào)整，飛機(jī)亦無法保持平飛并繼續(xù)向右偏。機(jī)組在發(fā)現(xiàn)情況后處置失誤，在右坡度已經(jīng)達(dá)到46°時(shí)，錯(cuò)誤地向右轉(zhuǎn)向，讓飛機(jī)繼續(xù)右偏，飛機(jī)陷入倒飛螺旋下降狀態(tài)，最終造成飛機(jī)撞山墜毀。

1.9 空客A310客機(jī)飛機(jī)人為操縱尾旋事件

1994年3月23日，一架俄羅斯國(guó)際航空公司的空客A310-304型客機(jī)從莫斯科機(jī)場(chǎng)飛往香港啟德機(jī)場(chǎng)。當(dāng)飛機(jī)接近諾烏庫(kù)茨涅斯克航空匯報(bào)站時(shí)，飛行高度為10 100 m，機(jī)長(zhǎng)的女兒進(jìn)入駕駛艙，被允許坐在左后方的位置，機(jī)長(zhǎng)向她示范了一些自動(dòng)駕駛的操作，如使用HDG/S和NAV來改變航向，此時(shí)機(jī)長(zhǎng)的兒子進(jìn)入駕駛艙，坐在左前方的位置，機(jī)長(zhǎng)同樣對(duì)他的兒子演示了相同的動(dòng)作，還演示了如何駕駛操縱桿，他緩慢的操縱駕駛桿，大約施加了8 kg～10 kg的力，并保持了數(shù)秒鐘，后操縱駕駛盤回中，然后又對(duì)他的女兒演示了一遍，最后使用NAV來操縱飛機(jī)使飛機(jī)恢復(fù)正常飛行。當(dāng)飛行自動(dòng)駕駛儀嘗試按照計(jì)劃的航向保持水平飛行時(shí)，其指令信號(hào)與由于駕駛桿被放在中立位置所產(chǎn)生的信號(hào)相抵觸，導(dǎo)致駕駛盤上的力增加到12 kg～13 kg，自動(dòng)駕駛儀伺服系統(tǒng)與副翼聯(lián)動(dòng)裝置的斷開使得扭矩限制器被激活，但自動(dòng)駕駛儀仍然在工作。飛機(jī)開始向右傾側(cè)，角速度為2.5°/s，直到傾側(cè)角達(dá)到45°。自動(dòng)駕駛儀無法保持飛行高度，飛機(jī)開始全機(jī)抖振，駕駛員立刻呼叫副駕駛立刻回到他的座位上，由于副駕駛在后艙，使得他延誤了2 s～3 s，傾斜角達(dá)到了90°，飛機(jī)以+4.8 g的加速度抬頭，失速，最終進(jìn)入尾旋，26 s后，飛機(jī)觸地墜毀。

1.10 中華航空140號(hào)班機(jī)著陸進(jìn)場(chǎng)尾旋事件

1994年4月26日，一架臺(tái)灣中華航空公司的空客A300客機(jī)從臺(tái)北飛往日本名古屋。當(dāng)飛機(jī)到達(dá)名古屋上空準(zhǔn)備著陸時(shí)，發(fā)生尾旋事故，著陸時(shí)尾部先行撞擊地面起火。機(jī)上搭載271名乘客和機(jī)組人員，此次事故造成266人死亡。根據(jù)日本名古屋空難調(diào)查委員會(huì)的調(diào)查結(jié)果，空難原因?yàn)楦瘪{駛在操縱飛機(jī)降落時(shí)，不小心誤將飛機(jī)設(shè)定在重飛(go-around，意思是中止降落重新爬升)，而因駕駛員一直不知飛機(jī)設(shè)定在重飛的自動(dòng)操作狀態(tài)下，駕駛員努力用手動(dòng)操作，想要將機(jī)首壓低，而因電腦在重飛爬升自動(dòng)操作狀態(tài)，電腦將機(jī)尾的水平安定面(horizontal stabilizer)設(shè)定到機(jī)首上升的狀態(tài)“糾正”駕駛員“錯(cuò)”的壓低機(jī)首的手動(dòng)操作，結(jié)果在電腦與駕駛員操作機(jī)首角度的爭(zhēng)斗中，飛機(jī)向上沖的攻角過大而失去平衡，最后失速尾旋墜毀。

1.11 土耳其伯根航空301號(hào)班機(jī)墜海事件

1996年2月6日，下午11∶42，土耳其伯根航空301號(hào)(波音757-225)班機(jī)從多米尼加共和國(guó)首都圣多明哥飛往聯(lián)邦德國(guó)法蘭克福。在起飛前檢查階段，機(jī)長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)他的空速表工作不良，但最終選擇起飛，但副機(jī)長(zhǎng)的空速表工作正常。當(dāng)飛機(jī)爬升到4 700 ft(1 400 m)高度時(shí)，機(jī)長(zhǎng)空速表指示飛行速度為350 kn(650 km/h)，而自動(dòng)駕駛儀顯示的空速與機(jī)長(zhǎng)空速表的空速不一致，機(jī)長(zhǎng)拉高機(jī)頭，并降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率來降低飛機(jī)的飛行速度，副機(jī)長(zhǎng)的空速表指示飛行速度為200 kn(370 km/h)，并持續(xù)下降。少頃，飛機(jī)飛行管理計(jì)算機(jī)發(fā)出了相互矛盾的緊急訊號(hào)，譬如方向舵比率、超速、速度太低及飛行高度太低等，使得駕駛員無法判別飛機(jī)的真實(shí)情況，不久自動(dòng)駕駛儀達(dá)到了工作的極限并斷開。在機(jī)組檢查了電路斷路器后，機(jī)組降低了飛機(jī)的推力，使得飛行速度降低，這個(gè)動(dòng)作立刻觸發(fā)了波音757飛機(jī)的失速抖桿器，向飛行員發(fā)出告警：飛機(jī)的飛行速度已經(jīng)非常的低，但幾秒鐘后告警系統(tǒng)卻告警飛機(jī)飛行速度太高。此時(shí)，副機(jī)長(zhǎng)認(rèn)為飛機(jī)已接近失速，但他沒有直接告訴機(jī)長(zhǎng)，可能是礙于年齡和經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系。此后機(jī)長(zhǎng)嘗試把推力開到最大來改出失速，但是飛機(jī)仍然保持機(jī)頭上仰的姿勢(shì)，這樣阻礙了發(fā)動(dòng)機(jī)獲得足夠的進(jìn)氣流來增加推力。不久，左發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，但右發(fā)動(dòng)機(jī)仍然處于產(chǎn)生最大推力狀態(tài)，巨大的偏航力矩將飛機(jī)帶入螺旋飛行狀態(tài)，片刻間，飛機(jī)反轉(zhuǎn)倒扣陷入倒飛螺旋狀態(tài)，8 min后飛機(jī)墜毀在大西洋里，13名機(jī)組成員和176名乘客全部喪生。

1.12 空客A300B4-605R型客機(jī)垂尾升降舵脫落尾旋事件

2001年11月12日上午09∶11，一架日本航空的波音747-400班機(jī)從美國(guó)紐約肯尼迪機(jī)場(chǎng)起飛飛往東京，之后準(zhǔn)備起飛的是一架美國(guó)航空公司的空客A300B4-605R型客機(jī)，該機(jī)準(zhǔn)備飛往中美洲的多米尼加共和國(guó)，機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)向飛行員告警，要飛行員注意之前波音747-400飛機(jī)的尾渦可能帶來的潛在危險(xiǎn)。09∶14，A300B4-605R型客機(jī)起飛，當(dāng)飛機(jī)飛到距離海平面500 ft高度時(shí)，飛機(jī)進(jìn)入左轉(zhuǎn)爬升，改變航向220°。09∶15∶00，飛行員與塔臺(tái)溝通，飛機(jī)正從1 300 ft向5 000 ft爬升，塔臺(tái)回復(fù)飛機(jī)飛到13 000 ft后保持平飛。飛行記錄儀所保留的數(shù)據(jù)顯示，飛機(jī)失事開始于09∶15∶36，即A300B4-605R開始受到波音747-400飛機(jī)強(qiáng)大尾流的影響，第一駕駛員為了穩(wěn)住飛機(jī)對(duì)方向舵施加了過度的操縱，使方向舵從左往右猛烈的偏轉(zhuǎn)。在接下來的20 s內(nèi)重復(fù)相同力度的操作動(dòng)作，直到09∶15∶56，由于過于猛烈的操縱方向舵，使得飛機(jī)垂尾和方向舵的連接器(鉸鏈等)斷裂，垂尾和方向舵與機(jī)身完全脫離并下落，此時(shí)飛機(jī)機(jī)頭開始上仰，8 s后飛機(jī)駕駛艙失速告警開始，在飛行員拼命想控制飛機(jī)的情況下飛機(jī)進(jìn)入平尾旋，在劇烈的氣動(dòng)載荷下，飛機(jī)在觸地前發(fā)動(dòng)機(jī)脫落。飛行記錄儀于09∶16∶00結(jié)束工作，駕駛艙聲音記錄儀于09∶16∶15結(jié)束工作。飛機(jī)觸地后，撞毀了三間房屋，并引起街區(qū)大火，搭載的260名乘客和機(jī)組人員及三名地面人員全部喪生。

1.13 波音737-8EH飛機(jī)與巴西航空Legacy 600飛機(jī)空中相碰尾旋事件

2006年9月29日，一架編號(hào)為GLO1907的波音737-8EH型飛機(jī)搭載148名乘客從巴西西北部城市馬瑙斯飛往濱海城市里約熱內(nèi)盧，當(dāng)?shù)貢r(shí)間16∶48與一架巴西航空的Legacy 600型公務(wù)飛機(jī)在Mato Grosso地區(qū)上空37 000 ft高度相撞。公務(wù)機(jī)左側(cè)的小翼將波音737飛機(jī)的左側(cè)近一半機(jī)翼瞬間割斷，導(dǎo)致波音737飛機(jī)向下俯沖，并進(jìn)入無法控制的快速螺旋狀態(tài)，最后觸地墜毀，148名旅客與機(jī)組人員全部喪生，Legacy 600型公務(wù)飛機(jī)部分受損，包括左側(cè)小翼幾乎全部脫落和左側(cè)平尾受損，但仍然可以通過艱難的操縱使得飛機(jī)勉強(qiáng)保持平飛狀態(tài)，最后緊急迫降于附近的一個(gè)空軍基地。事故后，巴西空軍、航空事故調(diào)查中心和美國(guó)交通部組成聯(lián)合真相調(diào)查組對(duì)事故進(jìn)行全面的調(diào)查，包括對(duì)飛機(jī)殘骸的全面搜索檢查，并扣留了公務(wù)機(jī)上的全部人員，沒收了他們的護(hù)照。2007年5月公布的事故調(diào)查報(bào)告顯示，兩架飛機(jī)的防止空中相碰系統(tǒng)在兩架飛機(jī)迫近時(shí)均沒有及時(shí)的告警，同時(shí)聲音記錄顯示，直到飛機(jī)相碰，飛行員也沒有發(fā)現(xiàn)防止空中相碰系統(tǒng)不在工作狀態(tài)，此外，由于空中管制的無線電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，飛機(jī)也無法及時(shí)與地面接收站聯(lián)系。

1.14 法國(guó)航空F447號(hào)班機(jī)墜海事件

格林尼治時(shí)間2009年5月30日，法國(guó)航空F447號(hào)班機(jī)(空中客車A330-203客機(jī))原定由巴西里約熱內(nèi)盧加利昂國(guó)際機(jī)場(chǎng)飛往法國(guó)巴黎戴高樂國(guó)際機(jī)場(chǎng)。2009年6月1日凌晨01∶49，F(xiàn)447離開巴西雷達(dá)監(jiān)控范圍。兩小時(shí)后，塞內(nèi)加爾空中管制嘗試聯(lián)系這架班機(jī)，但聯(lián)系不上機(jī)組，隨后通知法國(guó)航空。到了應(yīng)該到達(dá)法國(guó)空域時(shí)，空管員還是無法聯(lián)系到飛機(jī)。隨著飛機(jī)預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間上午11∶10的過去，燃料應(yīng)該已經(jīng)耗盡，法航開始通知乘客家屬，飛機(jī)可能在海上墜毀，巴西空軍隨即展開搜救行動(dòng)。2009年6月6日，巴西空軍宣布在離海岸約1 100 km處發(fā)現(xiàn)漂浮碎片，確認(rèn)是A330客機(jī)的殘骸，但沒找到生還者。2011年5月2日，法國(guó)民航安全調(diào)查分析局宣布，飛機(jī)的2個(gè)黑匣子均已成功找回，到2011年5月16日，法航的客機(jī)黑匣子中的飛行數(shù)據(jù)已全部提取成功。根據(jù)對(duì)黑匣子中數(shù)據(jù)的分析，還原了當(dāng)時(shí)的情況：2009年5月31日傍晚，法航447航班自里約熱內(nèi)盧起飛后，在空中飛行了3 h 40 min。強(qiáng)大的氣流連續(xù)搖晃飛機(jī)長(zhǎng)達(dá)30 min，大多數(shù)乘客都清醒著。突然，儀表顯示外部溫度上升了幾攝氏度?？墒牵w機(jī)正在海拔11 000 m高空飛行，溫度絕不可能升高。錯(cuò)誤的讀數(shù)因飛機(jī)外的大氣感應(yīng)器上覆蓋了厚厚一層冰晶所致。這些冰將機(jī)外的一些探測(cè)器隔離起來，這正是災(zāi)難的開始。在大西洋上空穿越雷雨云時(shí)，越來越多的冰撲向飛機(jī)，這個(gè)過程中，冰又毀壞了其他更重要的感應(yīng)器：鉛筆形狀的速度監(jiān)測(cè)器。駕駛艙監(jiān)視器上，一個(gè)接一個(gè)的警示燈亮起來。自動(dòng)駕駛儀、自動(dòng)引擎控制系統(tǒng)和飛行電腦也接連關(guān)閉。隨著速度的降低，飛機(jī)開始失速，并迅速下落，最終陷入螺旋狀態(tài)，飛機(jī)自由落體式的砸向海面，從11 000 m飛行高度跌至海面僅用3 min多，飛機(jī)直到墜毀前最后一秒還完好無損，超過200 t重的金屬、塑料、煤油和人體撞擊海面。法醫(yī)報(bào)告詳細(xì)地描繪了撞擊的巨大力量：肺被撕碎，骨頭破碎，一些乘客被安全帶切成了兩截，多數(shù)打撈起來的殘骸面積不超過1 m2。切割線呈明顯角度，顯示飛機(jī)并非垂直墜入海里，而是以接近水平的角度拍向海面。

1.15 全日空波音737-700客機(jī)倒飛尾旋事件

a) 倒飛狀態(tài)模擬圖

b) 進(jìn)入倒飛尾旋的過程模擬圖

c) 倒飛狀態(tài)模擬圖圖1 全日空波音737-700客機(jī)倒飛尾旋事故模擬

2011年9月6日晚，全日空的一架波音737-700客機(jī)從沖繩那霸機(jī)場(chǎng)飛往東京羽田機(jī)場(chǎng)，機(jī)上共有112名乘客和5名乘務(wù)員。10∶50許，飛機(jī)在靜岡縣上空12 500 m高空飛行時(shí)，機(jī)長(zhǎng)上廁所，副機(jī)長(zhǎng)在鄰座的駕駛席上。突然客機(jī)突然左傾，最大角度達(dá)到131.7°，進(jìn)入倒飛狀態(tài)，而后客機(jī)以頭朝下35°的姿勢(shì)，以螺旋狀向斜下方急墜，在30 s內(nèi)由12 500 m的飛行高度下墜1 800 m，過程中機(jī)體內(nèi)外最大承受了約為地面2.68倍的重力作用，飛機(jī)倒飛狀態(tài)如圖1所示。機(jī)長(zhǎng)慌張跑回駕駛席，立即將飛機(jī)恢復(fù)到正常狀態(tài)，才沒有導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生。所幸事故中100多名乘客由于全部系上安全帶而沒有受傷，僅有兩名空姐因?yàn)轭^被撞而扭傷了脖子。事后日本運(yùn)輸安全委員會(huì)成立事故真相調(diào)查組，詳細(xì)分析了飛行記錄數(shù)據(jù)(DFDR)，并對(duì)機(jī)組成員進(jìn)行了詳細(xì)的質(zhì)詢。調(diào)查結(jié)果是：副駕駛員暫時(shí)代替機(jī)長(zhǎng)駕駛飛機(jī)時(shí)，誤將尾翼的方向舵調(diào)整按鈕當(dāng)作艙門解鎖按鈕按下(737駕駛艙門鎖開關(guān)，緊挨著方向舵配平電門，而且正好也是往左扭開鎖)，才引發(fā)了該事故。據(jù)悉，該副駕駛員此前曾駕駛一架波音737-500客機(jī)達(dá)4年之久，其艙門解鎖按鈕的位置、形狀酷似事故飛機(jī)的方向舵調(diào)整按鈕，因而才會(huì)按錯(cuò)鍵。副駕駛員過了約17 s發(fā)現(xiàn)操作失誤后，雖然將操縱桿向右拉使機(jī)體開始復(fù)原，但中途有所松懈導(dǎo)致機(jī)體再次左傾并急速下降。為防止類似事故的再次發(fā)生，日本運(yùn)輸安全委員會(huì)要求全日空公司向所有飛機(jī)駕駛員普及單人持續(xù)駕駛飛機(jī)時(shí)應(yīng)遵守的基本事項(xiàng)，并進(jìn)行大型飛機(jī)異常姿態(tài)改出訓(xùn)練。

1.16 西銳(SR-22)未開反尾旋傘事件

2002年紐約，一架西銳空中寶馬飛機(jī)發(fā)生失速尾旋事故，兩名飛行員，同時(shí)也是飛機(jī)的購(gòu)買者不幸身亡。他們6天前訂購(gòu)了飛機(jī)，并且都接受了該機(jī)型的失速尾旋訓(xùn)練。當(dāng)時(shí)飛機(jī)在海拔5 000 m高空調(diào)整動(dòng)作，飛機(jī)突然進(jìn)入了右向的水平翻滾，然后飛機(jī)進(jìn)入尾旋狀態(tài)，最終機(jī)毀人亡。事故調(diào)查人員經(jīng)過研究后認(rèn)為當(dāng)時(shí)唯一能改出尾旋的辦法是打開減速傘系統(tǒng)，但是沒有證據(jù)表明駕駛員曾經(jīng)試圖啟動(dòng)減速傘系統(tǒng)。

1.17 塞斯納172飛機(jī)超載尾旋事件

2005年，一名飛行教練和3名乘客在紐約的科尼島觀光飛行中嚴(yán)重受傷。這架塞斯納172型飛機(jī)從新澤西州的靈頓市起飛，在起飛時(shí)就已經(jīng)進(jìn)入超載狀態(tài)，當(dāng)飛達(dá)科尼島時(shí)，目擊者發(fā)現(xiàn)它沿著海岸線做低空飛行。同時(shí)雷達(dá)也注意到了這架飛機(jī)，最后的雷達(dá)報(bào)告顯示飛機(jī)以60 kn的速度飛行，而高度只有300 ft。以這個(gè)高度和速度，飛機(jī)最后進(jìn)入失速尾旋，然后一頭栽到海灘上。

1.18 賽斯納162試飛尾旋事故

2008 年9月18日，賽斯納162飛機(jī)在試飛時(shí)發(fā)生墜毀事故。當(dāng)時(shí)，飛機(jī)進(jìn)行的試飛科目是從3 000 m高度開始進(jìn)行一系列交叉控制帶動(dòng)力失速飛行(cross-controlled，power-on stall)，但飛機(jī)進(jìn)入平尾旋無法改出，在1 500 m高度失去控制，飛行員跳傘逃生。飛機(jī)上裝有Ballistic Recovery Systems公司的反尾旋傘，但在發(fā)生事故時(shí)沒能起動(dòng)。事后塞斯納公司聲明，所進(jìn)行的失速/尾旋試驗(yàn)是為了進(jìn)一步提高飛機(jī)的安全性，超過了ASTM對(duì)LSA飛機(jī)的要求。在此次事故之后，塞斯納公司對(duì)飛機(jī)的垂尾尾翼進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，主要是加大面積，略微減小后掠角。塞斯納公司稱，風(fēng)洞試驗(yàn)表明，換裝新垂尾后飛機(jī)不再存在不可恢復(fù)的尾旋特性。采用新垂尾設(shè)計(jì)的生產(chǎn)驗(yàn)證原型機(jī)(機(jī)號(hào)N162CE)于2008年12月15日首飛。

2009年3月19日，賽斯納162飛機(jī)在進(jìn)行帶動(dòng)力交叉控制(cross-controlled)尾旋試驗(yàn)時(shí)，再次發(fā)生墜毀事故。在發(fā)生尾旋時(shí)，飛行員起動(dòng)飛機(jī)上的反尾旋減速傘，成功改出尾旋，但由于拋放機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，反尾旋傘無法拋放，由于飛行高度低，飛行員不能跳傘逃生，幸運(yùn)的是飛機(jī)在硬著陸時(shí)只是損壞了主起落架(吸收了撞擊能量)，飛行員沒有受傷。在下飛機(jī)之后，飛行員試圖拆掉反尾旋傘，但沒有成功。反尾旋傘在大風(fēng)的吹動(dòng)下，拖動(dòng)飛機(jī)滑出約1 000 m，最終撞到一處柵欄上傾覆，飛機(jī)遭到嚴(yán)重?fù)p壞。

2 結(jié)論

綜合來看，飛機(jī)發(fā)生失速尾旋(螺旋)的主要是人為的因素(如操作失誤，判斷失誤，維修失誤等)，此外氣象條件惡劣(如突風(fēng))、飛機(jī)系統(tǒng)故障(如發(fā)動(dòng)機(jī)停車，飛機(jī)部件結(jié)冰等)也是飛機(jī)發(fā)生失速尾旋事故的重要因素。對(duì)于飛機(jī)設(shè)計(jì)師而言，為了保障乘客和機(jī)組人員的生命安全，除了研究和發(fā)展使飛機(jī)具有良好的抗尾旋性能外，也要對(duì)已經(jīng)發(fā)生的飛機(jī)尾旋事故的原因進(jìn)行總結(jié)。