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客机失事的背后

2014-08-11黄建国

中学科技 2014年6期
关键词:客机飞行员飞机

黄建国

震惊世界的2014年3月8日马来西亚客机MH370航班失联事件,让无数国人牵挂,154名活生生的中国同胞消失于茫茫的南印度洋中,世界对这一诡异的航班飞行事故提出种种猜测,到目前为止,其失联原因仍是一个未解之谜。每当飞机失事,乘客遇难,总会引起人们深深的忧虑:飞机给我们带来快捷、舒适、便利的同时,是否真的安全可靠?究竟是何原因引发飞机失事?在留下经验、教训的同时,我们又做了哪些努力和改变呢?

失事原因种种

2009年6月,法国一架载有216名乘客、12名机组人员的A330客机从巴西的机场起飞,航行3个多小时后突然坠毁于大西洋。经过历时2年多艰苦的海上搜寻、打捞,当破解了“黑匣子”后,人们才得知:飞机飞行在大西洋上空时,遭遇风暴袭击,此时,机长不在驾驶舱,副驾驶员一时惊慌,错将驾驶杆猛向后拉,瞬间飞机上仰过大,出现了可怕的失速,一头栽入海中。

1977年3月,两架波音747客机在西班牙的一个机场跑道上相撞,造成583人死亡,这也是迄今为止死伤最为惨重的一次空难。其原因既有机场塔台指挥失误,亦有驾驶员的操作出错。

1985年8月,日本一架波音747客机在日本境内撞山坠毁,导致520人丧生。据调查,恶劣的天气和客机过期服役是酿成这起事故的主要原因。

1983年9月,韩国一架载有269人的波音747客机在飞行途中因偏离航向进入苏联境内,被苏空军击落。1988年7月,美海军军舰用导弹击中一架载有290人的伊朗客机A300,机毁人亡。产生如此悲剧当属粗暴的丧失理性的人祸。此外,恐怖分子、歹徒劫机的客机失事也时有发生。美国的“9·11”事件带来的后果,至今仍在美国人的心中留下不散的阴影。

客机失事自飞机诞生以来一直就没有停止过,如同汽车撞翻、火车出轨一样也不会中止。不过,飞机的每一次失事,给人们带来的恐惧远大于一般性的交通事故,其社会影响也大得多。从无数次的失事教训中,国际民航组织的专家们总结归纳了客机失事的几大原因:

1. 驾驶员操作不当、精力不集中及判断失误是引发事故的第一位原因,约占事故总数的65%。

2. 飞机本身潜在的缺陷引起的机械、电子等故障也是频发事故的原因。

3. 飞行中遭遇的恶劣天气是客机失事的常见原因。

此外,空中管制不当,指挥失误也引发多次飞机失事。

事故统计还表明:客机在跑道滑行中出现轮胎爆破,及低速、大载荷起飞爬升时发动机功率失效引起的事故约占事故总数的35%;飞机下降或对跑道猛烈撞地着陆时,是失事的高发期,出现的故障率最高,达60%;而长时间、高空、高速的巡航飞行因飞机平稳匀速飞行,失事最少,仅占5%。

安全至上的客机设计

追究客机的安全,源头当属飞机的设计与制造。不同的飞机设计理念、不同的设计水平所制造出的飞机,其安全性差异很大。苏联设计的“图-154”曾在2006年连续多架在俄罗斯、伊朗等地坠毁,其中一架在我国的咸阳机场失事,以至于国内所有的“图-154”客机从此全部停飞。世界著名的“波音”“空客”飞机以及中国商飞公司正在设计的“C919”都是将“安全、舒适、经济、环保”作为设计宗旨,而“安全”更是首当其冲。

飞机的结构——机身、机翼均遵循成熟而先进的理论设计,能抵抗各种最严重状况下的最大载荷,还留有50%的裕度。新飞机需经过严格的地面全机静力试验、疲劳试验。涉及飞机安全最核心的飞行控制、起落架、发动机系统都采用了双套或多套保险,即多余裕设计。

现代先进客机采用了“电传操纵”,通过计算机软件控制舵面作动器。一般机上采用3台功能完全相同的计算机一起工作。若一台出现故障,仍能保证飞机正常飞行。为防止它们同时产生差错,计算机的微处理器各异,软件的编程语言也各不一样,编写与校对人员相互错开。

另外,驱动舵面的作动器也是两套的,即使一套出现卡住、断裂等情况,也能保障飞机安全返回。以往出现较多故障的起落架,除设置了多重保险外,需进行模拟真实状态下的冲击载荷、寿命、全功能试验,以确保万无一失。整个系统须达到一千万飞行小时故障少于一次,相当于全寿命无故障。

发动机的失灵直接威胁飞机的安全,特别是飞机大载荷、低速爬升,需要发动机最大的功率时。现在,先进客机采用两台大功率、大推力的涡轮风扇发动机,万一其中一台遇上了鸟撞或机械故障而停车,另一台发动机仍可借助巨大的方向舵维持飞机正常飞行,即使两台都失效,机上还备有蓄电池、冲压空气发电机提供能源带动主舵面偏转,使得飞机安全返回。

与军用飞机强调性能不同,客机须遵循安全“适航条例”原则。它是飞机安全的根本,贯穿于设计始终,并涉及制造、试验、试飞等诸多方面。上千条适航条例中,分门别类地规定了应该如何做,不应该出现什么。只有达到了条例中所有要求,飞机才能获得适航证,才有资质准入市场。其间,国家适航当局人员也会深入基层,全程、全方位监控。

为获得适航证,新研制的客机承受着巨大的挑战。我国新支线客机——“ARJ21”自2008年首飞以来,4架飞机繁忙飞行在国内外,进行了4000多小时飞行试验,还不包括大量的地面“铁鸟试验”,目前仍在适航验证中,其中不乏风险极高的“飞机失速”“大侧风”“高寒低温”试飞。

征服一个个险峰

面对一次次客机坠毁,飞机设计师、飞行员无时无刻不在为防止飞机失事而绞尽脑汁。可喜的是,往日难以逾越的阻碍中有不少已经被攻破。

频发在客机进场和降落时的撞山、坠海事件,因飞行员事前往往不知情,大难临头时则为时已晚。目前,一种装在飞机上的“近地警告系统”可在撞山之前通过语音和灯光信号向飞行员报警。该系统中的核心计算机巧妙利用机上分布的飞机迎角、速度、加速度、高度等传感器,与事先存储在计算机内的上述参数的极限值进行比较。一旦发现飞行数据超出极限值时,会提前20秒发出语音、灯光、喇叭报警,以让驾驶员有足够的时间采取措施,化险为夷。

针对两机空中相撞,一种机载的“交通警戒与避撞系统”可以向邻近的飞机发出询问信号,很快收到对方的回答后,快速计算出相邻飞机的飞行方向、速度与相隔距离,及时采取行动,避免两机相撞的潜在危险。

因恶劣天气而酿成的飞机失事屡见不鲜,特别是一种令人谈虎色变的“风切变”。它来袭时,风速风向突然改变,造成气流时而急剧上升,时而骤然下降。尤其“低空风切变”,早年因无法预知预报,常常给正起飞和进场的飞机带来灾难性后果。

然而,近年来,“风切变”引发的事故已大大减少。一方面得益于“风切变”之谜得以破解,驾驶员经专业培训了解它的形成与变化,并通过在飞行模拟器上反复训练,掌握飞出“风切变”的本领;另一方面,飞机上安装“专用风切变预警系统”,能提早预测、预报风切变动向,还有越来越多的机场安装了探测风切变专用雷达,预先通告客机驾驶员。

飞行员是客机飞行的驾驭者。他们的一举一动关系着飞行安全,他们熟练的飞行本领及尽心尽职,是飞行安全的保障。现已规定凡从事民航航线的飞行员需有1500小时的飞行时间和至少250小时作为机长的经历。驾驭一种新客机前,他们需在飞行模拟器上完成各种状况下的起飞、降落和机动、恶劣气候及危险科目飞行,且具备应急处理能力。另外,他们还需通过飞行、导航通信、气象等多专业知识笔试及心理、智力测试。

客机失事会

越来越少

不断创新发展的飞机设计、新型设备的发明,正在为客机飞行更好地保驾护航。密布世界各地机场的空中交通管制系统,采用了更先进的全球精确定位、导航系统、无线电通信系统,指引和跟踪飞机沿预定的航迹飞行;监控、探测飞机和系统事故征兆的飞机诊断系统也将面世,它可向飞行员提前预警故障原因及发生部位,帮助机务人员及时更换损伤的零部件。

先进的可复现飞行事故的模拟器的应用,有效提高飞行员解除故障的能力,增强了抗御风险的信心。这些行之有效的措施,使近年来客机失事率逐年下降。

但是,随着旅游业的繁荣,乘飞机的人数越来越多,机场拥挤,航班架次密集,民航事故仍不可避免。特别是由驾驶员操作引发的飞机事故率有上升趋势,值得高度警惕。

客机飞行安全,任重而道远!

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