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布法罗启示录

2009-07-18顾世敏

航空知识 2009年5期
关键词:丽贝卡塔台科尔

顾世敏

3407突然失踪

美国的气象爱好者都知道这个角落——纽约州西部城市布法罗。布法罗的意思是水牛,所以华人多称“水牛城”。他是美国伊利湖东岸的一个港口城市。鉴于地处湖滨平原这一地理特征,灾难性的暴风雪是家常便饭。布法罗年平均降雪量为230厘米,美国福布斯杂志评选的该市是美国最不适宜居住的十大城市之一。但是,留在这里的人则以与暴风雪的周旋为荣。正如当地一位议员所说:如果不喜欢冬季生活,就不能在这里生存。

2009年2月12日晚,美国科尔根航空公司运营的一架加拿大庞巴迪公司产冲8-Q400支线飞机执行CJC3407航班任务,从新泽西州纽瓦克前往布法罗。机长马文·勒斯鲁,47岁;副驾驶丽贝卡·肖小姐,24岁。这一天照例是冰雪天,他们注意到机翼前缘和风挡雨刷结冰,起飞后11分钟就接通了机上除冰系统。冲8-Q400飞机使用的是螺旋桨发动机,主要采用一种叫做除冰带的技术。该技术十分成熟,源于上世纪30年代,即用橡胶制品覆盖在机翼和尾翼前缘上,内部有通过空气的气腔,通过空气增压进行扩张与收缩循环,造成外表变形,使冰层破碎,这样,高速气流就把破碎的冰层吹走。

虽然布法罗以暴风雪的凶猛著名,但机场安全记录优良。气象记录表明,12日当晚22时,CJC3407航班到达前夕,机场地面温度为零度,小雪,西凤,每小时30千米,能见度4700千米,云底高800米,没有达到关闭机场的标准,大小飞机仍然正常起落。

巡航中途,马文和丽贝卡继续讨论结冰情况。空中结冰有几个条件,一是大气温度在正负10度之内,二是存在足够的水汽即云雾环境。鉴于航线前方有浓重云雾,他们要求下降高度,交通管制给予批准,飞机从当前的4800米下降到3300米。

根据事后公布的空地通话录音,CJC3407航班在抵达布法罗机场前一切正常。塔台工作人员按正常情况处理CJC3407航班着陆时说:“科尔根3407,下降并保持高度1520米。”丽贝卡回答说:“1520米,科尔根3407。”塔台随后指示:科尔根3407,下降,右转,高度1000米。丽贝卡回答说:“右转,高度1000米,科尔根3407。”塔台接着指示:“科尔根3407,保持高度700米。”丽贝卡回答:“右转260,保持高度700米。”塔台继续指示;“科尔根3407。科尔根3407,这是布法罗塔台,能否听到?”不过,这一次,丽贝卡再也未能回复。

塔台立刻询问科尔根3407航班邻近的德尔塔航空公司1998航班飞行员:“德尔塔1998,请观察右侧是否有一架冲8飞机,高度应为700米。”德尔塔1998航班回答说没有发现。塔台担心冻雨天气的影响,德尔塔1998航班说下降时他的飞机开始结冰,此刻冰层厚度不再增加,保持在5毫米左右。塔台最后只能向所有在附近飞行的飞机通报说,地面已失去与科尔根3407航班的联系,3407航班飞机未能抵达机场。

飞行记录仪的数据证明,3407航班飞机直到坠毁前26秒钟还未出现异常,飞机自动驾驶仪处于工作状态,飞行机组忙着在茫茫黑夜中穿越低云层,连续转弯,对准跑道。这时,失速告警振杆器突然启动,提示速度过低,即将失速,自动驾驶仪自动推低机头,以便加速。这时,不知是由于飞行机组人工介入、还是失速告警后自动解除自动驾驶仪,飞机突然剧烈抬头,仰角达到了超极限的31度,造成仰角过大而滚转失速,碰上附近的居民住宅,坠毁起火,房屋内一名61岁的男子遇难,他的妻子和女儿侥幸逃生。至此。本次事故造成机上全部49人和地面1人遇难。

空中结冰是杀手

空中结冰是当前民航飞行中最危险的杀手之一,但也是一种寻常现象。经过多年的深入研究,航空界已有充足手段应对。同时,美国运输安全委员会NTSB一直把空中结冰列为最危险的飞行条件之一,最近一次关于结冰的安全通告发布于2008年12月,再次提醒驾驶员在来临的冬季飞行中要特别当心结冰影响和处理办法,并重申一旦发现结冰现象,就要立刻启动除冰系统。此外,只要机翼前缘结冰超过6毫米,就会对气动特性产生明显影响,飞行人员千万不可因冰层尚薄就掉以轻心,过分自信自己的操作能力。

在当代民航进入喷气时代50多年后的今天,民航飞行员越来越依赖飞机上的除冰系统和自动飞行系统,容易丧失对结冰影响所应有的基本警觉。即便在使用传统橡胶带除冰技术的飞机例如冲8飞机上,飞行机组也习惯于等待冰层积累到一定程度后才开始除冰。

橡胶除冰带的膨胀与压缩是间歇性的,许多飞机的除冰还需要飞行员手动操作,如果橡胶带膨胀期间相对较长,仍有可能形成新的冰层。当橡胶带收缩时,新冰层犹如一个拱桥那样高悬着,无法破除。这种结冰现象称之为“结冰搭桥”。这也是许多飞行员不愿尽快启动气压除冰系统的一个原因。

NTSB再次强调指出,“结冰搭桥”问题有其理论基础,但在现实飞行环境中极少发生,至少到目前为止还未发现一起飞行事故与“结冰搭桥”现象直接相关。

机翼结冰破坏了预定的气流流场,导致升力减小、阻力增加,操作特性恶化,降低了襟翼等辅助装置的效能。更危险的情况还不在于此,而在于尾翼这个飞行机组无法看见的部位,加上尾翼面积通常较小,结冰时间比主翼更早,结冰速度更快。有经验的飞行员通常认为尾翼结冰厚度是主翼结冰厚度的3至6倍,他们只要看见主翼结冰,就相信尾翼可能已经严重结冰。

尾翼的气动作用与主翼相反,才能起到平衡飞机的作用。同理,如果尾翼因结冰而失速,所需要的操作纠正动作与主翼失速纠正操作恰好相反。一旦飞行人员未能正确识别,就会造成悲剧性的操作效果。

当代飞机普遍采用自动飞行系统,在飞机结冰初期,自动飞行系统逐步补偿气动特性的变化,直到无法补偿时才突然发出警报,并将飞机的驾驶权交给飞行人员。飞行人员往往因此而措手不及,采取鲁莽的补偿行动,加上对具体情况的失察,一旦决策失误,行动不当,就会诱发更严重的气动特性变化,甚至诱发深失速。尤其在起飞下降阶段,飞机高度和速度的裕度相当有限,一旦操作失误,基本上就没有挽回的机会了。

鉴于这种情况,NTSB建议航空公司要求飞行人员在结冰环境中采取人工飞行操作,由人实际感觉飞机的特性变化,使自己处于结冰情况的状态意识中,以便准确决策,及时行动。

如果飞行机组等待结冰形成后再开始除冰,务必要密切观察飞机的速度变化;如果飞行机组继续使用自动飞行系统,最好解除自动飞行系统的操作限制,以便自动系统能最大限度地补偿气动特性变化。为保障自动飞行的平稳性,当代民航机对自动飞行的操作设计添加了许多操作限制。

一旦结冰,由于气动特性变化,飞机

对操作反应开始变得。奇怪”起来,因此,要避免大的机动飞行动作,例如转弯。

对于小型飞机而言,结冰不仅会造成气动特性恶化,还会因为结冰而增加重量,这可能是更危险的情形。

结冰是一个渐进的过程,所以,一旦结冰,无需惊慌,只要积极正确地采取行动,就能确保飞行安全。如果无法彻底除冰,尽可能快地申请离开结冰区域,例如改变飞行高度,改变飞行航向,改变飞行目的地等。

民航试航体系的反思

一般认为涡轮螺旋桨飞机可比相同级别的喷气式飞机节约30%~40%的燃油消耗,尤其在短途航线上更具有竞争性。冲8-Q400于2000年投入运营,典型布局74座,使用普惠PW150A涡轮螺旋桨发动机,为城市之间的快速穿梭飞行服务进行了降噪改进设计,Q400中的Q就是英文“安静”的意思。当前这种飞机已销售300架,全球范围内有30多家用户,包括在北美寒冷地带如加拿大和美国安克雷奇等运行时都具有良好的安全记录。庞巴迪公司还在开发典型布局90座的大型涡轮螺旋桨客机。

在新闻媒体报道中,所失事的飞机属于美国大陆航空公司,而实际上属于这家叫做科尔根的地方航空公司。美国航空公司之间有相当紧密的合作关系。例如,作为骨干航空公司,大陆航空公司主要经营国内外骨干航线,通过与地方航空公司的合作来拓展自己的航线范围。CJC3407就是大陆航空公司的这样一个协议合作航班,由科尔根航空公司经营。这样,大陆航空公司无需维持众多小飞机和地区航线,而科尔根这样的地方航空公司也无需建立庞大的市场销售渠道,就可获得稳定客源。

美国这类小型航空公司与我国低成本航空公司或地方航空公司的运作概念不同,例如科尔根航空公司拥有51架涡轮螺旋桨支线飞机,同时为美大陆、美联航和美合众国等多家骨干航空公司提供区域性航班衔接服务,主要优势在于运行成本低,员工薪水也只是大型航空公司的四分之一到三分之一。例如,科尔根航空公司的机长每飞行小时工资为40美元,如每月飞行75小时,则年薪3.6万美元。美国骨干航空公司机长的平均年薪为13.6万美元。

在美国,飞行员如同普通学生一样,自费学习飞行,并非国家或企业培养,学习结业后,学员倾向于到骨干航空公司工作也很正常。

2009年1月15日,美国合众国航空公司一架A320飞机起飞后遭遇鸟撞,两台发动机失去动力,机长萨伦伯格当机立断,将失去动力的大型飞机降落在河里,机上155人顺利逃生,成为民航界的英雄传奇。

但是,在美国媒体随后的现场访谈中,萨伦伯格并没有侃侃而谈自己的光辉事迹,相反,他尖锐地提出:美国民航飞行队伍的灵魂来自于历次战争所锻炼出来的美国部队飞行精华,直到1990年,美国民航飞行员还有高达90%的比例具有军事飞行背景,而萨伦伯格自己也有6年的“鬼怪”式战斗机飞行员生涯。随着年龄的增长,当前,美国民航飞行员中具有这类经历的人员比例下降到不足30%。萨伦伯格自己也接近58岁,距退休仅有2年时间。

美国民航飞行员协会对萨伦伯格的忧患意识深表赞同。该协会负责人说:军方飞行员经过严格的职业培训和技能训练,这包括强化的心理和生理素质综合培养。民航职业院校毕业的飞行员很少接受如此完整的深度飞行培训,尤其是各种意外情况的处置和逃生所需的机动飞行操作技能。因此,美国民航当前存在的问题是飞行人员资历不足、训练不足。只有依赖飞机本身的自动化来维持飞行安全。

科尔根航空公司的飞行事故仿佛立刻验证了萨伦伯格的观点,地方航空公司的人员资历引起舆论热议。不消说萨伦伯格机长拥有2万飞行小时的飞行资历,即便与萨伦伯格搭档的副驾驶斯基尔斯也高达1.6万飞行小时。年纪与斯基尔斯相仿的勒斯鲁机长仅有区区3379小时飞行经验,副驾驶丽贝卡小姐仅有2244小时的飞行经验。

“重要的是不在于飞行时间的积累,而是和谁在一起。”美国民航飞行员顾问团负责人说。“如果你待在骨干航空公司,你可以与许多富有飞行经验的飞行员在一起,耳濡目染,你可以学到很多东西,在关键时候,他们还可以帮你一把。”

根据当前的调查结果,CJC3407的飞行机组并没有违反现行规定。根据冲8-Q400飞机手册要求。只有在严重结冰的情况下才必须使用AT飞行。CJC3407航班的气象情况是轻度结冰,允许飞行员实施自动驾驶飞行。即便如此,飞行机组也及时接通了除冰系统,并按规定为自动驾驶仪设置了告警速度增量,这是在结冰环境下飞行时的规定动作,为自动飞行系统增加37千米/时的失速告警量,这个数值也是民航界应对冰雪天气飞行时惯用的失速告警提前量。CJC3407航班飞行机组未能成功降落的根本原因可能真的仅仅是经验不足,以及应变训练不足。如果最终调查结果证实如此,需要我们全面反思整个适航体系,包括民航飞行员的训练方式,不应简单指责CJC3407飞行机组有操作过失。从这个角度来说,2009年之初接连发生合众国航空公司和科尔根航空公司的这两起事故,从正反两个方面再次为美国民航业敲响了安全警钟。

责任编辑京勉

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