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东航MU5735还在搜救中,川航因机械故障返航,两起事故有何不同?

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发表于 2022-3-27 17:28:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

在东航MU5735的搜救中,已经找到了黑匣子,是驾驶舱的语音记录器,目前对第二个黑匣子的搜索仍在继续。在这个节骨眼上,川航3U3839航班起飞之后,发现机械故障返航,这无疑是个糟糕的信息,舆论发酵可导致民航安全性在民众心中进一步下降。

这里将把两起事故做个对比,回答几个问题:两起事故有何不同?飞机在空中失控有哪几种情况,该如何挽救?为什么东航MU5735大俯角坠落情况特殊?

川航3U3839因故障返航

川航3U3839航班25日重庆飞莫斯科,7:43出发,飞行中遭遇机械故障返航,飞机盘旋于重庆江北机场上空,已于16:07顺利降落。

首先,飞机每次飞行前都是要经过检查维护,不可能带伤起飞,故障是在飞行过程中检定出来的。由于东航MU5735对民航的打击,这个核检的力度只会更强。另外机组得到机械故障的反馈,做出返航的决定是很负责的,对乘务、对公司、对财产、对民航行业都能起到保护作用。

川航3U3839航班飞机型号为空客332F,是专门的货机,没有乘客。除了这种专门的货机,也有将使用年限较长的客机改为货运机的情况,这样做可以规避大龄客机失事的风险。

飞机返航在上空盘旋是因为飞机太重了,这种大型客运机燃油重量能达到飞机的四分之一,满油下降存在较大的风险。因此,需要把燃油消耗大部分才能安全下降。很多时候客机遇到这样的情况也会在机场上空盘旋以求安全降落。另外,为什么不在空中放油?是因为很多客机没有选装放油口。

后续机械故障的原因,航空公司会调查公布,这一点不用担心,也不要过多猜忌,就跟东航MU5735一样,黑匣子出来了,一切谣言都将破散。

与东航相比,川航飞机因机械故障返航只是个小事故。东航MU5735从8000米高空急速坠落,大概率机组已经失去了对飞机的控制,所以没能挽救过来。一般来说,机组人员对飞机的可控度决定了飞机事故的挽救力度。

飞机空中失控的几种情况以及可控程度

严重事故导致的飞机失控状况有3种,发动机失效失去动能,飞控系统过度介入飞行员无法修正,机械故障导致飞行员无法操控飞机。

发动机失效

飞机左右机翼各有一个发动机,发动机可能因为各种原因或意外导致它停止工作或者损毁。现代客机气动外形设计是考虑到单发或双发失效的迫降情况的,单发失效的迫降在飞行员训练范围之内,在先进电子飞控系统的辅助下,单发失效的迫降成功率是有保证的。

为了保证双涡轮动力飞机的单发安全降落,国际明航管理机构制定了双发延程飞行标准(ETOPS),要求在航线设定上,每个点到最近机场迫降的距离不能超过180分钟的单发飞行距离。而相应的双发飞机也有ETOPS要求,比如最强的空客A350XWB飞机,它的延程飞行标准能达到370分钟。

比起单发失效,双发失效的危险程度陡增,在双发失效的情况下,飞机只能滑翔于天际,而且还将面临失去电力和液压控制的风险。失去电力和液压控制意味着飞机电子飞控系统完全失效,飞行员只能凭借机械装置控制飞机升降、转向。

飞机气动操控装置在飞机两侧机翼和尾翼上。尾翼设置有升降舵(水平方向)和方向舵(垂直方向),其中方向舵是用来控制小转向的。机翼部分则比较复杂,有副翼、襟翼、前缘缝翼和扰流板。

副翼

在机翼后缘外侧,用来调控飞机滚转,相当于大角度转向;

襟翼

面积最大,与机翼前缘、后缘相铰链,襟翼能增大机翼的弯度,提升机翼升力,改善飞机降落和起飞的能力;

前缘缝翼

是安装在基本机翼前缘的一段或者几段狭长小翼,是一种靠提升飞机临界迎角来提升升力的装置;

扰流板

是安装在机翼后缘上的减速板。

正常情况下飞行员可以通过液压装置控制这些气动操纵面,而一但失去了液压装置的辅助,就只能通过机械铰链来控制这些可动翼面了。这就相当于汽车方向盘失去了助力转向,只能人为全力扭转一样。在双发失效、电力、液压都宕机的情况下,紧急迫降就非常考验技术力了。

这里给个双发失效的成功迫降案例:2009年1月15日,全美航空1549航班在执行飞行任务时遭遇鸟群,两个发动机双双损毁失去动力,当时的高度不允许飞机滑翔至备降机场,机长选择避开人员密集区在哈德逊河迫降。此次迫降事件被称为“哈德逊河上的奇迹”。

哈德逊河上的奇迹

飞控系统过度介入

比起常规的发动机失效事故,智能飞控系统出现问题无疑更让人绝望。随着科技的进步,智能飞控系统能很大程度的帮助飞行员操控飞机,它在起飞、巡航、降落等一系列飞行操作中都有很强的干预能力。

一般来说作为飞行辅助系统如果出错,驾驶员可以进行系统修正,取得飞机的控制权。但在一些极端的情况,比如飞机迎角多大导致气流分离,飞机失去控制的情况,系统就会触发强制控制下压机头。

飞机与人对失速的判断标准是不一样的,电脑必须依赖飞机上的传感器判断飞机的迎角和气流情况,如果传感器出了问题,给予紧急控制系统一个错误的信息,那飞机将会被迫持续下压机头。在飞机起飞和爬升阶段,这是非常致命的。

就比如波音737-MAX机型,这个机型的防失速系统MCAS编程逻辑出现巨大纰漏,导致该系统在飞机正常爬升过程中强制介入驾驶员操作,并控制飞机自动下俯。目前该型号的飞机在国内已经被禁飞,在此之前2018年10月印尼狮航事故和2019年3月埃航事故使用的波音737-MAX都出现了这个问题。

通过两起事故黑匣子的记录可以发现,两起事故中飞行员都敏锐的察觉到了系统介入的问题,并通过断电脱离MCAS系统的控制,修正飞机迎角,但最终都失败了。回溯事故可以发现,MCAS系统本身逻辑存在问题,在少数几个传感器传递错误信息时,它并没有在驾驶员修正后重新评估飞机迎角情况,而是被困死在的逻辑圈里,一直沿用之前的错误逻辑。

气动操控面出现机械故障

如果说在前两种飞机失控的情况下驾驶员还有挽回的空间,那最后一种气动操控面出现机械故障,飞行员就很难发挥作用了。气动操控面就是之前介绍的尾翼升降舵和方向舵,以及两侧机翼上的副翼、襟翼、前缘缝翼和扰流板。

这几个气动面中对飞行影响最大的是副翼和升降舵,副翼控制飞机滚转,升降舵控制飞机迎角向上还是俯角向下。

滚转

如果副翼卡死,飞机将发生不可控的滚转并失去气动面,失去气动面的飞机将完全失去升力,螺旋向下坠毁。有人觉得滚转对飞机来说很容易,那是对轻巧的战斗机,对于体型庞大的客机做那样的特技动作就是作死。

而如果尾翼的升降舵卡死,无论是迎角向上还是俯角向下,飞机也有失去气动面而坠毁的风险。

迎角过大失速

气动操控面卡死一个很大的可能是结冰,高空飞行在温度很容易就达到零下,而高空中的水蒸气缺少凝结核的情况下就会呈轻微的液态,高空中的冰就是这么来的。飞机略过过冷水滴冷空气团,会在迎风面结成冰霜挂在飞机上。而一但气动操控面缝隙结冰卡死,飞机操控就会出现钝感,操控不灵的情况。

一般飞机上会设置除冰系统,比较常见的是导流引擎产生的高温气流到机翼进行加热;在容易结冰的气动操控面连接处加装电热系统;在一些极端天气的飞行任务中,飞机还会提前涂上防冻液。

有了上面这些知识再看东航MU5735的坠毁,你就会发现东航MU5735坠机事件为什么那么特殊。

为什么东航MU5735大俯角坠落情况特殊?

东航MU5735坠毁引来那么多恶意揣测,有两个很重要的因素,一个是非常规的大俯角坠毁,一个是飞行员没有在第一时间发起警报。

没有发起警报其实也很好理解,由于事发突然,驾驶员觉得自己还要挽救的空间,所以第一事件扑在了救机上。不管事故原因是什么,在2600米处飞机是有一段拉升的,证明在这个过程中,驾驶员一直没有放弃夺回飞机的控制。

而对于另一个问题大俯角坠落,这就需要一定的科学知识来解读。首先它与常见的飞机发动机失效不同,发动机失效最可能的情况是滑翔迫降而不是大俯角坠落。

其次,在飞控系统上,波音737-800有着良好的安全记录,它是民航装备数量最多的飞机,系统本身并没有问题,发生意外的可能性很小。

最后,东航失事最大的可能就剩下气动操控面机械故障。在巡航阶段一般不会发生结冰,当时的天气情况结冰的可能性不大,所以这一常见的原因也被排除在外。

结合前文的内容来看,飞机大俯角下坠可能有两种姿态,一是滚转螺旋式,二是俯冲式。它们的区别在于滚转下坠,飞机机械故障的位置在副翼,也就是两边的机翼;俯冲下坠,飞机发生故障的位置在尾翼的水平升降舵。这两个气动控制装置都可能导致飞机失去气动面,失去升力。

目前对飞机姿态的调查仅靠流出的几个模糊的视频资料是不够的,最好等黑匣子飞行记录仪找到了,真实数据出来,才能下定论。

写在最后:航空事故并不多见,每一次事故民航都将变得更安全,人民有选择出行方式的权利,但对坐飞机也没必要怀有偏见。

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