空難調(diào)查,像考古也像破案
原標題:空難調(diào)查,像考古也像破案
1996年7月17日,美國環(huán)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(diào)查這起事故的原因,調(diào)查人員從海水中打撈出數(shù)以萬計的飛機殘骸碎片,并在此后的數(shù)年間小心翼翼地將其拼湊起來,最終得出結論。這次調(diào)查也成為航空史上歷時最長、最復雜、最昂貴的調(diào)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(xié)議后,飛機殘骸被搬入位于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(jù)約定,殘骸不做展示,僅能用于培訓,20多年來已被來自世界各地的數(shù)千名空難調(diào)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(fā)生后的幾年里,一些人會前來,在家人的座位上留下紀念品。
隨著這間占地近3000平方米的倉庫租約到期,TWA800號的殘骸終于退役并被銷毀。“調(diào)查技術的進步,如3D掃描和無人機圖像,降低了大規(guī)模重建調(diào)查技術的重要性?!泵绹鴩疫\輸安全委員會在聲明中表示。
“每起事故的調(diào)查幾乎都是從還原現(xiàn)場開始。調(diào)查機構尋找黑匣子、從墜機地搜索所有殘骸、找現(xiàn)場的所有物證,都是為了還原事故發(fā)生時的原貌。”在接受中青報·中青網(wǎng)記者采訪時,《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(diào)查過程既像考古也像破案。
“像考古隊員一樣用碎片還原飛機”
當?shù)貢r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(nèi),環(huán)球航空TWA800號班機起飛已經(jīng)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(nèi)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(jīng)找到行李主人,虛驚一場。TWA800號航班終于獲準起飛。起飛后不久,在爬升過程中,飛機底部突然傳來一聲巨響并冒出白煙,飛機解體,大量燃油在海面上燃起熊熊大火。搜救人員經(jīng)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(diào)查組。根據(jù)《國際民用航空公約》及其附件的相關規(guī)定,通常由空難發(fā)生地所在國負責調(diào)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(diào)查。
熟悉航空史的王亞男介紹,空難調(diào)查一般從三個方面并行開展,一方面是找尋黑匣子,因為它是可靠的數(shù)據(jù)依據(jù),“任何證據(jù)也比不上黑匣子來得直接有力”;另一方面是現(xiàn)場的調(diào)查,墜機現(xiàn)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(xiàn)事故發(fā)生一瞬間的狀態(tài)”;還有一方面則是事故的外圍調(diào)查,比如對事故關聯(lián)的所有人員進行調(diào)查,調(diào)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(shù)據(jù)對調(diào)查并沒有什么幫助,座艙通話記錄儀對話內(nèi)容都很正常,在一聲巨響過后就停止了記錄,飛行數(shù)據(jù)記錄儀也沒有任何異常。調(diào)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(diào)查員發(fā)現(xiàn),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(lián)邦調(diào)查局FBI也針對這場空難展開了刑事調(diào)查,他們表示在飛機殘骸中發(fā)現(xiàn)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(diào)查方向受到了很大的質(zhì)疑。
NTSB決定,把所有的飛機殘骸拼接起來,這可能是唯一可以證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(diào)查員也在尋找促使油箱起火爆炸的原因,他們需要證明飛機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。
盡管事發(fā)當天肯尼迪機場的溫度沒有達到飛機油箱內(nèi)油氣混合物的可燃溫度,但調(diào)查員通過飛機圖紙發(fā)現(xiàn),空調(diào)系統(tǒng)正好在中央油箱的下方,在運轉(zhuǎn)時自身會不斷發(fā)熱,而事發(fā)當天飛機因為晚點,為了給乘客降溫,空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)工作了幾個小時。
調(diào)查員找來了一架相同型號的波音747,并提前幾個小時打開了空調(diào)。在氣溫相同、油料相同的田間下,調(diào)查員也飛到相同的高度,發(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(diào)查員反復重聽座艙語音記錄儀時發(fā)現(xiàn),對話中有人說了一句,“4號引擎的油料表怎么像發(fā)了瘋一樣”,隨后錄音也出現(xiàn)了兩處短暫的聲音缺失,調(diào)查員認為一定是飛機線路出現(xiàn)了短路。一架波音747飛機的線路長達290公里,布滿整個機身,調(diào)查員通過仔細的排查后發(fā)現(xiàn),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(tǒng)有大量的電線直接就布設在油箱里。
另一邊,拼接飛機殘骸的龐大工程也已經(jīng)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(diào)查報告于2000年8月23日公布,NTSB認為客機墜毀可能是由于飛機內(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(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需要在中央油缸加入惰性氣體,并在中央油缸和空調(diào)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,對于事故調(diào)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?!蓖鮼喣斜硎?,“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(diào)查就像考古一樣?!?/p>
“考古隊員從土里拿到了大量的碎片,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(jīng)遺失在土層中?!蓖鮼喣写虮确秸f,“空難調(diào)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癥結?!?/p>
“黑匣子往往是決定性的證據(jù)”
王亞男介紹,空難發(fā)生后,黑匣子的搜尋、譯碼和識讀,現(xiàn)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(diào)查等會同期推進。但來自飛機黑匣子的數(shù)據(jù)被認為是關鍵證據(jù)。
“就像破案一樣,有一些外圍的證據(jù),有一些關鍵性的證據(jù),這些關鍵性的證據(jù)可能就在黑匣子的信息里?!焙芏嗲闆r下,黑匣子里面的信息可能直接就給出了重要的調(diào)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(tǒng)”。它們負責及時接收飛機飛行中各種傳感器收集的信息,并自動轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)字信號連續(xù)進行記錄。為了方便找尋,黑匣子被涂上醒目的橙紅色,并標注“Do Not Open(請勿打開)”,但在它使用初期,因其記錄的數(shù)據(jù)主要用于航空事故調(diào)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(shù)據(jù)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(shù),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(huán)境聲音。
雖然只記錄聲音,但艙內(nèi)語音記錄儀有可能包含很關鍵的信息。“往往在飛機出現(xiàn)異常情況的時候,飛行員的交談中會包括這方面的信息?!蓖鮼喣信e例,比如說飛機的狀態(tài)怎么樣,跟以前的狀態(tài)對比是不是有些異常?或者當某些技術情況突發(fā)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(tǒng),這些對話能體現(xiàn)飛行員的操作意圖,包括對于飛機技術狀態(tài)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(nèi)能夠聽到的系統(tǒng)的噪音,或者飛機上重要系統(tǒng)的報警聲。
“這些聲音幫助調(diào)查人員用耳朵去感受事故發(fā)生前最后的時間段內(nèi)駕駛艙里的狀態(tài)。”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(diào)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?!?/p>
當?shù)貢r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(xiàn)場無人生還。
基于對失事客機兩個“黑匣子”內(nèi)數(shù)據(jù)及無線電通信記錄等信息的分析研究,調(diào)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(diào)至海拔30米,導致飛機持續(xù)下降直至撞毀。
負責調(diào)查德國之翼客機墜毀事件的法國國家民航安全調(diào)查分析局(BEA)發(fā)布的調(diào)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分鐘里,飛機下降了600多米。
空管人員試圖聯(lián)絡飛機,但未收到任何回應,機艙內(nèi)“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,語音記錄里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里,能聽到盧比茨的呼吸聲,但是他沒說任何話。調(diào)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(xiàn)失眠癥狀,并擔心自己失明。但他并未按規(guī)定向航空公司報告這些事宜。
歐洲多家航空公司為此出臺新規(guī)定,此后,在航班飛行期間,客機駕駛艙內(nèi)必須同時有兩名機組人員,以防發(fā)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。
黑匣子對于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公里/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,就只能依靠外圍調(diào)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(diào)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(nèi)墜入海面,造成189人死亡,這也是波音737MAX機型首次發(fā)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(shù)據(jù)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(tǒng)。這是一套自動調(diào)節(jié)飛機傾角的系統(tǒng),飛機的一個迎角傳感器讓飛行控制系統(tǒng)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。飛行員拉操縱桿的動作足有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(fā)后,全球掀起了該機型的停飛潮,歷時多年的調(diào)查最終確定,是配平系統(tǒng)的重大缺陷引發(fā)了空難。
“有些技術故障本來不致命,處置不夠有效,導致情況惡化”
有時,空難的伏筆埋在地面。
2005年8月14日,希臘空軍的飛行員接到任務,要駕駛戰(zhàn)斗機跟蹤一架民航客機。根據(jù)報告,這架客機在進入希臘首都雅典的飛航情報區(qū)后,始終不和航管聯(lián)絡,在雅典上空盤旋,沒有任何應答。
空軍飛行員駕駛戰(zhàn)機飛至那架客機附近,看見客機的駕駛艙內(nèi),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(qū)中,無人生還。乘客的尸檢報告證實,所有的乘客并非死于吸入有毒物質(zhì)或爆炸,而是死于撞擊。
空難調(diào)查人員發(fā)現(xiàn),事發(fā)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(xiàn)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(nèi)開始失壓,客艙氧氣面罩脫落,系統(tǒng)發(fā)出了警報。在客艙內(nèi),乘客們驚慌失措地戴上了氧氣面罩,而在駕駛艙內(nèi),機長和副機長因為缺氧,已經(jīng)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,只夠用12分鐘。
4個月后,事故調(diào)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(diào)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(nèi)的調(diào)查人員開始感受到缺氧的癥狀: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(fā)生的擋風玻璃脫落事故,肇始于飛機檢修時,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(jù)統(tǒng)計,大多數(shù)空難都發(fā)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(tǒng)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(fā)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(fā)生很大的變化,發(fā)動機的油門、襟翼副翼的姿態(tài)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(huán)境變化引發(fā)。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占了絕大多數(shù),而這兩者又常常同時出現(xiàn)。往往都是先出了一個技術故障,這個技術故障本來并不致命,但是飛行員的處置當時不夠有效或者不夠及時、不夠準確,導致了飛機的狀態(tài)惡化得很快,最后變成了一個很糟糕的局面?!?/p>
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,飛機的黑匣子于2011年5月被找回。經(jīng)過還原黑匣子中的座艙語音記錄器數(shù)據(jù),調(diào)查人員得知了AF447航班在失蹤前一段時間到底發(fā)生了什么。
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(shù)據(jù),客機自動駕駛系統(tǒng)隨之自動停轉(zhuǎn),警報系統(tǒng)響起。此時機長正在休息艙休息,副駕駛博南出于本能地拉起操縱桿,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于失速狀態(tài),執(zhí)行了“改出”流程,推下操縱桿,但由于二人毫無配合,各自為戰(zhàn),兩種截然相反的操作作用互相抵消。當機長返回駕駛艙時,客機已處于失控狀態(tài),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(diào)查不僅是要查明事故是怎樣產(chǎn)生的,還要排查同樣的情況會不會出現(xiàn)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(diào)查,將矛頭指向一個人并不難,但我們必須查出意外為何發(fā)生,以及如何避免意外再度發(fā)生。”
?。ú糠仲Y料來源紀錄片《空中浩劫》)
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