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「美鷹折翼」掉落的發動機和美國航空史上最慘痛的空難 美國航空191號航班

1979年5月25日是一個正常的通勤日,突然有目擊者在芝加哥奧黑爾機場附近看到驚悚的一幕,一架客機的發動機從空中脫落,不久後飛機便陷入失控狀態,在空中翻了個身,最終摔落在機場附近的機庫旁。事故共造成273人死亡,什麼原因導致了美國本土史上傷亡最多的單起空難發生呢?

奧黑爾機場位於芝加哥市中心西北27公里處,從20世紀60年代起至90年代末,一直保持著客流量最大的世界紀錄。時至今日,奧黑爾仍是世界上起降次數最多的機場。現在奧黑爾機場共擁有八條跑道。

圖1、芝加哥奧黑爾機場

5月25日,執飛191號航班的機長是沃爾特·力士,53歲,累計22000飛行小時。副駕駛是詹姆斯·迪拉德,49歲,累計9275飛行小時。飛行工程師艾爾弗雷德·尤多維奇,56歲,累計15000飛行小時。客機是編號N110AA的麥道DC-10,是麥克唐納-道格拉斯公司應美國航空的要求而研發的一款寬體式客機,搭載三具CF6-6K發動機,這能保證客機在短跑道上起降,它相對於747而言更具經濟型。

當天下午2點50分,191號航班得到放行指令,他們很快就來到了跑道上。奧黑爾機場天氣晴好,只是刮著強烈的西北風,風速達40公里,這天客機上共搭載了258名乘客和13名機組成員。當客機拉升時,塔台管制員發現客機左邊的發動機突然脫落,並向上越過機翼後墜落在跑道上。緊接著,客機後面拉出一條燃油和液壓油泄露形成的痕迹。

理論上講只要操作得當,DC-10客機即使失去一個發動機也能平安落地。然而,發動機的缺失嚴重損害了控制前緣襟翼的液壓線路,而且該發動機為機長的儀錶系統提供電力,當飛機失速時也會抖桿提醒飛行員。飛行員無法從駕駛艙的窗戶中看到客機的具體狀況,當時客機飛行手冊的單發緊急處理程序中,並沒有包括前緣襟翼失效的情況。

圖2、目擊者拍攝到客機傾斜的照片

客機液壓油泄露後,左翼的前緣襟翼被收回,客機向左傾斜得越來越嚴重,這導致機翼的失速速度從124節升至160節。飛行員誤以為是單發失效故障,他們按照對應程序處理,開始拉起機頭並降低速度,此舉讓客機狀態急轉直下,客機很快失控並向左傾斜達122度,最終墜毀在機場西南處的一個機庫中。

滿載燃油的客機引起了衝天火焰,雖然救援人員很快便抵達事故現場,但是他們並沒有發現倖存者。事故共造成273人遇難,還包括地面的2人。

圖3、191號航班墜地後引發了爆炸,火光衝天

空難不久後,美國運輸安全委員會(NTSB)的調查員便進駐了事故現場。調查員發現,遺失的發動機散落在32R跑道盡頭的760米處,客機墜毀後巨大的衝擊力還波及到附近的拖車公園,客機機體最終落入機場附近的一個舊機庫中。

DC-10型客機從1971年8月5日投入商業運營以來,8年時間就導致了4次致命空難,累計遇難乘客達622人。1972年6月12日,美國航空96號航班從底特律飛往布法羅,在巡航狀態中,貨艙門突然發生爆炸性減壓事故,幸好飛行員迫降成功,沒有造成嚴重後果。而兩年後的土耳其981號航班就沒有這麼幸運,它在巴黎飛往倫敦的巡航過程中發生爆炸性減壓事件,由於破壞了飛機的控制系統,事故導致346人遇難。

圖4、美國航空塗裝的DC-10型客機

191號航班空難次日,《芝加哥論壇報》頭版刊登了一張191號航班事故的照片,這也加劇了公眾對於DC-10型客機安全性的擔憂。接二連三的空難讓美國聯邦航空管理局(FAA)痛下決心,他們停飛了美國境內所有DC-10型客機,國外的DC-10型客機也被禁入美國境內,航空公司也將蒙受巨大經濟損失。

調查員需要儘快了解事故真相,這是避免類似事故發生的重要一環。他們很快便在跑道附近發現一根斷裂的螺栓,這表明是從飛機最先脫落的零部件。DC-10的發動機通過吊架固定在機翼下,而這根螺栓正是固定發動機的關鍵零部件。

然而,調查員仔細觀察後發現,這個螺栓是在撞擊跑道後才斷裂的,這並不是導致事故的主要原因。調查員將客機殘骸收集到倉庫中,仔細研究發動機斷裂的問題。發動機吊架依靠兩個螺栓和機翼固定,分別位於前端和後端,這也是客機上最堅固的地方之一。但是如果這個部件設計有缺陷,其他DC-10型客機也有掉落髮動機的潛在危險。

圖5、FAA提供的DC-10發動機和吊架示意圖

就在事故調查中,實驗室中也解析出191號航班的駕駛艙語音記錄器(CVR)信息。調查員發現客機的起飛過程一切正常,但不久後錄音設備便失效了,CVR的電正是來自掉落的發動機。錄音最後只記錄下迪拉德說的「Damn!」,整個錄音便戛然而止。調查員同樣沒有從飛行數據中提取到有價值的信息,駕駛艙中的場景也成了未解之謎。

調查員仔細觀察發動機吊架後,發現上面有金屬疲勞的痕迹,後端螺栓的頂端有明顯的裂紋出現,裂紋附近還有一處凹痕。他們還從客機的維修記錄中發現了端倪,事發前2個月,編號N110AA的DC-10型客機的左發動機曾被拆下過。調查員決定來到維修廠觀看整個維護過程。

調查員發現維修技師並未嚴格按照製造商手冊維護髮動機,他們為了節約時間和成本而跳過了某個關鍵步驟。製造商手冊顯示,技師在拆卸發動機時,應該將其從吊架上拆除,並將掛架留在機翼上,這需要拆下數百個連接點。而美國航空的技師則是將掛架和發動機一起從機翼上拆除,僅需要拆下3根螺栓,這將節省下足足200個工時!

技師將發動機和吊架重新安裝到機翼上時,由於部件沉重,使用的舉重設備精度又不達標,技師在調整安裝時,吊架的吊載點受到撞擊而受損。客機在飛行過程中,吊架上的受損點形成金屬裂紋並不斷擴大,最終導致吊架斷裂,發動機從機翼上脫落。

調查員認為,191號航班客機在維護髮動機時吊架受損,客機在起飛前已經埋下了嚴重的安全隱患。客機在接下里的飛行中,每一次起降都加重了吊架的受損程度。5月25號的飛行,成為壓垮駱駝的最後一根稻草。

圖6、191號航空墜落示意圖

調查員還發現,投機取巧的並非美國航空公司一家,其他航空公司也是如此。

現在還剩下最後一個問題,DC-10型客機依靠兩個發動機完全可以平安降落。調查員通過客機失事前的照片發現,客機右側機翼的前緣襟翼已經放出,而左側的則沒有,而且還能明顯看到液壓油在泄露。調查員推測,發動機脫落時破壞了飛機的液壓系統,左側機翼的前緣縫翼又縮了回去,導致左翼失去了升力,飛機陷入了嚴重左傾的姿態。

調查員將191號航班的參數輸入模擬機中,當他們縮回前緣縫翼的時候,飛機馬上響起失速警報的聲音,失速抖桿器也會自動響應。但是由於客機的發動機脫落,它不僅摧毀了液壓系統,還有駕駛艙報警系統的電力供應,這導致飛行員無法收到飛機失速警報信息,當飛行員按照發動機失效程序處理時,更加劇了飛機失速的程度。

圖7、191號航班事故報告

1979年12月21日,NTSB公布了191號航班事故報告,事故原因並非是客機設計問題,而是維修保養方面的缺陷。報告顯示,191號航班的飛行員並沒有操作失誤,麥道公司也沒有給DC-10型客機提供足夠的維修說明。調查員發現還有至少8架DC-10的發動機吊架存在裂痕,如果安全隱患未被消除,這些發動機隨時有可能從客機上掉下來,這些客機經過徹底的維護後,才被允許重返天空。

FAA要求製造商重新修改DC-10型客機的設計,修復後的客機即使液壓系統出現問題,伸出的前緣縫翼也不會縮回來。其次要求飛機的「黑匣子」和發動機儀錶系統由多個發動機供電,此外副駕駛也需要安裝失速抖桿器。

圖8、散落在地面的191號航班殘骸

美國航空公司因維修不規範被美國政府處以50萬美元罰金。191號航班空難對DC-10的聲譽造成巨大打擊,受空難影響,麥道股價應聲下跌超過20%。航空公司也對其頗有微詞,這導致麥道在和波音的競爭中落於下風。


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