质量与安全系列:一个小垫圈引发的熊熊大火

2019-09-16 06:34乔善勋
大飞机 2019年12期
关键词:前缘组件燃油

乔善勋

2007年8月20日,中华航空一架波音737客机降落在日本那霸机场后,右翼二号发动机突然燃起大火,随后更是接连发生几次大爆炸,将机身折成三段,火势持续1小时左右才被扑灭。

幸运的是,航班乘务人员临危不惧,有序引导乘客撤离,机长和副驾驶也在发生爆炸的瞬间跳出驾驶舱。因此,此次事故无人伤亡,但到底是什么原因造成了如此严重的火灾呢?

胜利大逃亡

中华航空120号航班是从中国台湾桃园机场飞往日本冲绳那霸机场的定期航班。2007年8月20日上午,一架注册号为B18616的波音737-800飞机执飞该航班,机上共搭载了157名乘客和8名机组成员。

当天,执飞120号航班的机长是犹建国,47岁,拥有7941小时飞行经验。副驾驶是26岁的曾大为,拥有890小时飞行经验。桃园至那霸是短途航线,全程约1小时。

120号航班平稳降落在那霸机场后,飞行员按照正常程序关闭了发动机,但是靠窗坐的一名乘客却突然发现,客机右侧的发动机冒出浓烟。这时,机组成员还在执行关闭发动机后的检查单,驾驶舱中突然火警铃声大作,飞行员的耳机里随即传来右侧二号发动机火灾警告。

机长立刻提醒乘务员做好疏散工作。眼看着发动机的火势由小变大,客舱中的紧张气氛陡然升高,机长要求乘务员在火势蔓延到油箱之前将乘客疏散完毕,否则后果不堪设想。

客舱中的乘务员表现出很高的职业素养,他们要求大家保持安静,先不要管个人物品和行李,引导乘客有序撤离。这是一场和死神的赛跑。浓烟和大火逐渐涌入客舱内,客舱温度开始升高,有些舷窗在燃烧中破裂。飞机积压的热量越来越大,随时都有可能发生爆炸。

犹建国经过再三确认客舱并无留存乘客后,和副驾驶曾大为一起跳出了驾驶舱。他们刚跳出驾驶舱的窗户,客机中段就发生了第一次大爆炸,随后引发的大火和浓烟更为猛烈,连续的爆炸让机身折为三段。机身尾部在大火中变形,断裂在地面上。令人驚奇的是,机上165人在短短的几分钟内,成功上演了一场胜利大逃亡。

所有人都纳闷:为什么120号航班在发动机关闭后还会发生如此严重的事故?

被刺破的油箱

事故调查组由中国台湾的相关行政部门、中华航空、美国波音和通用电气公司的人员组成。

调查人员的首要任务是找到客机的黑匣子。他们担心在经历了熊熊大火的炙烤后,黑匣子中的数据能否保持完整。与此同时,调查人员也通过走访目击证人,搜寻此次事故的佐证。机组成员回忆称,飞机的着火点在机轮处。一般情况下,客机的机轮处发生火灾,原因有以下几种:轮胎漏气导致橡胶起火、刹车碟过热点燃液压油等。

调查人员开始检查客机右侧的机轮组,燃烧后的残骸并不能直接判定起火点,但是可以排除起落架舱这个选项,这和飞行员提供的线索并不相符。目击证人仅提供了飞机右侧燃烧的证词,但是具体位置仍无法判定。

调查人员随即将目光转向烧焦的线路。1998年,瑞士航空111号航班发生火灾,就是因为新改装的娱乐系统发生线路短路,引起的火花点燃了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)隔热层和其他物品,大火破坏了客机的操作设备,客机最终坠毁在加拿大哈利法克斯机场附近的海域。

会不会是电气线路故障引发了大火呢?

调查人员寄希望于黑匣子所提供的信息。如果是电气线路出现问题,从黑匣子的信息中应能看出端倪。然而,解读出的数据将这个选项也排除了。

难道是发动机出了问题?这架飞机搭载的CFM-56型发动机在运营时,内部温度能达到1093摄氏度,这比火山口的岩浆温度还要高。然而,调查人员仔细检查后发现,飞机右侧的发动机,尤其是核心机部分并没有发现异常情况。

目击者提供的视频显示,120号航班的火势非常迅猛,但依然没有提供着火点的具体位置。一名在停机坪工作的机务工程师称,飞机起火前,他看到客机右边机翼的前缘有液体流出。这种液体无疑就是航空燃油。通常情况下,波音737中搭载有1.6万升燃油,这些燃油大多储藏在两个机翼中,这些燃油怎么会泄露出来呢?

调查人员开始研究破损的燃油系统部件。储藏在机翼中的燃油被注入发动机前要经过一段柔性材质的油管。这段柔性油管是整个燃油系统中最薄弱的环节,很有可能因外力撞击而破裂。然而,调查人员仔细查看了整条油管后,没有发现任何问题。

会不会是油箱出了问题?飞机的油箱由铝合金材料制成,在设计之初就考虑到日后要经受长久的考验,具有很高的安全系数。调查人员使用内视镜探入油箱内部一看究竟,内视镜可以在狭小的空间内操作。一副惊人的画面解开了120号航班漏油的秘密:一根螺栓刺破了油箱!这个部分恰巧是机务工程师描述的漏油的地方。

小小的垫圈

2000年7月25日,法国航空的一架协和式超声速客机从巴黎戴高乐国际机场起飞时,碾压到了跑道上的一根金属条,轮胎在强烈的压力下爆胎,一块4.5千克的轮胎碎片高速撞击机翼,导致燃油泄漏并引发了震惊世界的空难事件。

难道中华航空120号航班重蹈覆辙?

调查人员决定将机翼切割开进行研究。他们通过查阅737飞机的机翼结构图发现,这枚螺钉来自下止挡组件,该组件是机翼前缘缝翼的一个组成部分。客机每次起飞和降落时,都要放出襟翼和前缘缝翼,下止挡组件位于缝翼滑轨的顶端,它可以限制前缘缝翼的移动范围,用以固定缝翼的最大伸展长度。调查员发现,刺破120号航班油箱的螺栓并不是跑道上的遗留物,而是来自客机本身。

调查人员开始查阅波音737的检修通告,其中对下止挡组件的事故通报就有两起。之前已有案例显示,该部件脱落后造成了轻微的燃油泄漏。波音公司对此非常重视,专门发布了关于下止挡组件的修复程序。难道是这架飞机没有按照程序修复?

120号航班的维修记录显示,在事发前已经按照维修程序进行了修复。调查人员决定对下止挡组件再进行一次系统检查。他们将螺栓逐个拆解后,发现其中的一个垫圈不翼而飞。难道是这个不起眼的垫圈酿成了大祸?

经过仔细搜寻,调查人员终于在机翼前缘部分找到了这个垫圈。但这又为调查员带来了更大的疑惑:本来固定在螺栓中的垫圈怎么会擅自移动位置?遗失的为什么不是螺帽?这个看似不可能发生的事情,在现实世界中却出现了。

事故调查组决定前往中华航空公司总部,要求维修技师重现修复下止挡组件的工作流程。一名技师重复了整个修复过程,调查员发现,技师在视线范围很狭小的地方工作,所以他基本依靠手感进行操作。这次修复演示暴露出很多问题,比如一个垫圈不经意间就从技师手中滑落下来、技师很难保证所有零件都严格按照维修手册执行修复程序。120号航班事故表明,这架客机的下止档垫圈在地面进行维护的时候就已经脱落了。

调查人员还有最后的疑问:下止挡组件上的螺帽已经安裝在螺栓上,仅缺少一个垫圈就能掉出去吗?他们决定测试下止挡组件在缺失垫圈的情况下会如何表现。飞机制造商在设计零部件时,每个零件都有其特定的功能,缺少一个都会引发连锁反应。调查人员发现,这个直径1.04厘米的垫圈是固定下止挡组件的关键零件,缺失了垫圈,整个部件就会失效。

那么,这个部件是如何击穿了油箱呢?调查员认为,其根源在于前缘缝翼的结构设计:飞机设计师在研发客机时,会在前缘缝翼的位置设置一个轨道室,用以容纳缝翼滑动时的导轨。然而,轨道室的空间非常狭小,仅刚好能容纳下导轨,如果有外来异物掉进轨道室中,就会导致次生灾害的发生。

120号航班事故在事发六周前的维修车间已经埋下了伏笔,一名技师没有将垫圈安装到位,导致螺栓随时有脱落的可能。客机起降时,前缘缝翼的频繁运动也加剧了事态的严重性。

2007年8月20日,120号航班降落在那霸机场时,伸出的缝翼成为“压倒骆驼的最后一根稻草”。当时,下止挡组件从导轨上震落,收起的缝翼导轨压迫下止挡组件刺破了轨道室,燃油也随着破裂口流出。当飞机在地面滑行时,泄露出来的燃油被吹得四处飘散,尚处高温的刹车碟片和尾喷管也沾染了燃油。

当客机停稳后,燃油直接淌在炙热的尾喷管上并开始燃烧,火势蔓延的速度十分惊人,很快沿着油管一路蔓延至左侧的一号发动机,于是就有了后续的三次大爆炸。

120号航班事故后,美国联邦航空局(FAA)向全球两千多架第三代737飞机的运营商发布了维修通报,发现至少有23架客机存在止档螺栓松脱的现象。FAA旋即将737的检测要求提升至最高,即原本24日之内进行目视检查的要求,提升至10日之内以内视镜进行彻底检查。

日本国土交通厅认为,第三代波音737的设计存在漏洞,上一代客机即便忘记装垫圈,下止挡组件也不会松脱。该部分设计的主要问题是前缘襟翼中止档螺帽太小,且预留的空间也不足,在维修时存在很大的困难。在听取了各方面意见后,波音公司重新设计了下止挡组件,以防止类似事件再次发生。

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