质量与安全系列:被污染的航油

2021-02-21 08:38乔善勋
大飞机 2021年1期
关键词:滤芯机长燃油

乔善勋

燃油被称为飞机的“粮食”,一旦被外界污染,轻则影响飞机飞行,重则导致事故发生。国泰航空780号(CX780)航班事故就是一个典型案例。

国泰航空780号航班是从印度尼西亚东爪哇省泗水朱安達国际机场飞往香港国际机场的定期航班。2010年4月13日,CX780号航班临近降落时,飞行员突然发现无法改变油门控制,最终飞机以正常着陆速度的两倍落地,幸运的是飞机最后仅受到轻微损伤。

当日执飞CX780号航班的机型为空客A330-342,搭载两具罗罗遄达772-60涡扇发动机。该飞机的注册号为B-HLL,于1988年11月4日首飞,在11月25日被交付给国泰航空。

CX780号航班的机长是马尔科姆·沃特斯,35岁,是国泰航空最年轻的机长之一,累计有7756飞行小时经验,其中A330型为2601小时。副驾驶是戴维·海霍,37岁,曾在澳大利亚皇家空军服役,累计有4050飞行小时经验,其中A330型为1171小时。

准备降落时失去动力

当日早晨8点24分,CX780号航班从朱安达国际机场起飞,半小时后已在1.2万米高空巡航。突然驾驶舱电子飞行仪表系统(ECAM)显示了“ENG 2 CTL SYS FAULT(2号发动机故障)”的消息。飞行员立即和地面维护控制部门联系,交流了关于发动机异常的问题。由于发动机其他参数正常,航班得以继续飞往香港。

12点43分,CX780号航班开始准备降落程序,当时距离香港国际机场东南处约203公里。ECAM又显示“ENG 1 CTL SYS FAULT(1号发动机故障)”和“ENG 2 STALL(2号发动机失速)”。飞行员也感受到机身不正常地震动。沃特斯将2号油门杆拉回慢车位置。这样操作的效果很明显,震动消失了。但是这也带来推力不足的副作用,因此飞行员将1号发动机推力加大,以补偿2号发动机推力不足的问题。

沃特斯机长向香港管制员通报CX780航班处于“PANPAN”紧急状态,这是仅次于“MAYDAY”的次级紧急状态。CX780航班现在只有一台发动机正常工作,他们需要尽快降落,此时客机距离香港机场还有185公里。管制员立刻通知香港国际机场的消防队在跑道旁待命。

沃特斯机长通过电话让客舱服务员检查2号发动机的状况。他接手飞行后发现2号发动机已停车,于是开始做单发降落的准备工作。通常情况下,单发降落并不会有大问题,这也是飞行员在模拟机中常见的复训科目。

CX780航班距离机场约83公里时,ECAM又发出“ ENG 1 STALL”信号,这表示1号发动机也失速了!这是飞行员最不愿意看到的场景,双发失效让飞机陷入了非常危险的境地。

此时CX780航班高度约2438米,但是下降率高达396米/分钟。如果飞行员不能在空中重启发动机,他们只能无动力滑翔,五六分钟后就会碰到海面了。

副驾驶海霍开始执行海上迫降检查单。沃特斯机长则重新尝试调节油门,他推动两个油门杆,但发动机没有任何反应。

海霍向香港机场管制员通报了“MAYDAY”信息,并告知CX780号航班双发同时失效。“MAYDAY”意味着航班遇到了十万火急的险情,驾驶舱中的气氛也陡然紧张起来。海霍再度尝试重启发动机,但发动机依旧无动于衷。

飞机在海面上迫降充满了风险。1996年11月23日,埃塞俄比亚航空961号航班从亚的斯亚贝巴博乐国际机场飞往内罗毕乔莫·肯雅塔国际机场途中被劫持,执飞的波音767型客机在临近科摩罗莫罗尼的印度洋上空燃油耗尽,飞机在海面上迫降时机翼断裂,机身断成三截,导致125人遇难,仅50人生还。

不过,也有飞机在水面迫降的成功案例。2009年1月15日,全美航空1549号航班从纽约拉瓜迪亚机场刚起飞,发动机便遭雁群撞击,导致双发失效。幸运的是客机在萨利机长的操纵下,安全地迫降在哈迪逊河道中。此案例也被称为“史上最成功的水面迫降”。

然而海面和河道环境迥然不同。CX780号航班下洋面的海浪高达1~2米,这会给迫降航班带来毁灭性的灾难。随着飞机高度的不断下降,留给飞行员的时间不多了。

像航天飞机一样着陆

沃特斯机长手动操纵飞机,避开云层的干扰,在海面上寻找迫降点。此时沃特斯灵机一动,他决定缓慢推动油门杆。不可思议的事情发生了,1号发动机推力在缓慢增加,最后稳定在74%,2号发动机也保持在17%,这足以让客机飞到香港了。

沃特斯机长担心发动机再度失效,决定采取保险方案,在1676米高度时逐渐减小发动机推力,这样飞机即便无动力滑翔也能进场了。

CX780号航班很快便飞到了香港国际机场附近,由于发动机推力太小,他们没有复飞的机会。CX780号航班的降落只能成功,失败意味着灾难。沃特斯通过机长广播向乘客通报了这一情况。副驾驶海霍放出了飞机的襟翼和起落架,为最后的降落做准备。

香港国际机场相当繁忙,2019年货邮吞吐量超过481万吨,排名全球第一,旅客吞吐量超过7154万人次。机场拥有2条3800米长的平行跑道,分别是07R/25L和07L/25R。

飞行员和机场管制员沟通后,获准可以使用机场任一跑道降落。沃特斯机长操纵客机飞入五边,进入最后的降落程序。突然驾驶舱中传来“超速”警报声,这表示飞机的速度太快了,超出了飞机安全降落的上限。这个现象让沃特斯非常不解,他之前已经将油门杆拉回慢车位置了。

沃特斯机长扫了一眼仪表,吓出一身冷汗,1号发动机的输出还保持在74%。一波刚平,一波又起。飞行员刚处理完发动机失速问题,又要面临超速问题。飞行员只能祈祷客机在冲出跑道前停下来。

CX780号航班降落的速度太快,导致机载电脑判定飞机不是在降落,它激活了近地警报系统。沃特斯机长决定忽略警报,专注于降落程序。

当地时间13点43分,CX780号航班以426公里时速降落在07L跑道上,这个速度远高于A330-300展开襟翼的速度上限和轮胎的速度等级。香港民航处相关人员形容CX780号航班着陆时就像航天飞机着陆一样快。

飞机着陆后,沃特斯机长启动紧急刹车系统和反推器,他将刹车踏板踩到底。副驾驶海霍发现只有1号发动机的反推器能正常使用。客机在跑道上滑行了2682米才最终停下来。

此时CX780号航班并未完全脱离危险,主起落架的8个轮胎,有5个泄气,而且刹车部件的温度接近1000摄氏度,有随时起火的可能性。沃特斯机长立刻要求乘务员放出充气滑梯帮助乘客逃生。

早已待命的消防员立刻赶到给机轮洒水降温。最终,机组成员和乘客均安全撤离,乘客在撤离中有57人受轻伤。

海水是“元凶”

香港民航处接手了调查工作,英国航空事故调查局亦派员协助调查。调查员了解到,客机的两个发动机同时失速的情况非常罕见。CX780号航班事故的背后或另有隐情。由于客机受损较轻,工程师很快便取出了“黑匣子”。

飞行数据记录仪可以保存359种参数,调查员很快便从数据中发现了异常情况:油门杆移动了,但是燃油流量却没有发生变化。飞机起飞不久,机载电脑便检测到燃油系统发生异常,燃油计量阀发生故障。燃油计量阀的功能是将燃油输入发动机,它由圆筒和可移动活塞组成,当飞行员推动油门杆时,燃油计量阀可以控制燃油流量的大小。

调查员将客机的燃油计量阀送回罗罗进行研究。罗罗的工程师在燃油计量阀内壁提取到很多颗粒很小的白色粉末。在显微镜下,这些粉末呈现球状。调查员还在油箱中提取到相同的颗粒物。这些物质堵塞了燃油计量阀,导致整个阀门就被卡住了。

调查员通过X射线进行荧光光谱分析后,发现这些颗粒物属于高吸水树脂(SAP)材料。当粉末和水接触后,会形成凝胶状物质。此类有机化合物吸水性很好,而加油车正是使用这种粉末防止水分进入飞机油箱。

加油车从地下油库中吸出燃油,并通过车上的滤芯过滤后,再输送到飞机油箱中。如果水进入了燃油中,滤芯中的粉末就会吸收水分形成凝胶。但是这种材料只可能出现在滤芯中,它怎么会进入飞机油箱里呢?

调查员将加油车输油管中的滤芯带回实验室,他们发现其中一根滤芯塌陷了。调查员对滤芯样本进行拆解分析,发现里面居然含有盐分,这意味着燃油被海水污染了。

他们将滤芯浸泡在和加油车同样压力环境中的海水中,测试结果显示当燃油和海水通过滤芯时,滤芯就会呈塌陷状,而且滤芯中同样会出现在CX780号航班上检测到的颗粒物。

海水是导致CX780号航班出现险情的“元凶”!

香港民航处发布最终调查报告,指出CX780号航班事故的原因是飞机在印尼加油时,加注燃油的管线受到海水污染。事发前几日,印尼泗水机场的燃油储存槽和输油管道刚进行了改造,但是当地的设备并不完善,机场和海洋距离过近,导致海水污染了输油管道,继而损坏了滤芯并释放出颗粒物。

調查员推测,颗粒物堵塞了燃油计量阀,燃油无法顺畅进入发动机,导致飞行员无法控制油门大小。飞行员能够恢复1号发动机的推力,最主要的原因还是1号发动机的燃油计量阀没有被完全堵死。CX780号航班能够平安降落,完全依赖于机组成员精湛的驾驶技艺。

CX780号航班事故后,航空业改进了对燃油的处理方法。生产滤芯的制造商同样改进了滤芯的工艺,以防止滤芯的坍塌导致燃油被污染。

为了表彰CX780号航班机组的英雄表现,2014年3月,航空公司飞行员协会国际联合会(IFALPA)授予马尔科姆·沃特斯机长和戴维·海霍该组织的最高荣誉——北极星奖(Polaris Award)。

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