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川航报告解读:空客引以为豪的安全体系为何失效?

2020-06-04 09:09:06 来源: 观察者网 举报
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(原标题:石豪川航3U8633调查报告解读:空客引以为豪的安全体系为何失效?)

2020年6月1日,四川航空8633航班风挡爆裂脱落事件调查报告正式发布。

自2018年5月14日事故发生,到最终版本调查报告上线,经历了整整两年。

这份报告里说了什么,两年前那个惊魂时刻到底发生了什么?笔者带各位朋友一起看一看。

事件还原——万米高空千钧一发

首先,可能与大多数朋友在听到“风挡破裂”后的第一反应不同,8633航班的风挡不是只有风挡玻璃破碎,而是连着风挡外框整体脱落。

风挡脱落后的A319客机 | 图片来源:事故调查报告SWCAAC-SIR-2018-1

执飞川航8633航班的B-6419号飞机是空中客车A319客机,属于A320大系列,其采用的风挡由法国圣戈班集团公司叙利工厂(SGS)制造,由两层8毫米化学钢化玻璃,聚氨酯层、聚乙烯层和外层的物理钢化玻璃构成。其中内部两层8毫米玻璃起结构承力作用,能够抵抗冰雹和飞鸟撞击;外层玻璃不承力,内侧敷设透明加温膜,防止风挡起雾结冰。

A320系列飞机风挡结构 | 图片来源:事故调查报告SWCAAC-SIR-2018-1

在8633航班事故中,飞机右侧风挡的两层8毫米承力玻璃在5秒内相继破裂,仅剩的外层钢化玻璃根本无法承受舱内外巨大的气压差,最终在35秒后破裂,风挡整体迅速从安装框脱落并飞出。

这是所有飞行员都不愿意面对的糟糕情况。

风挡飞出后,驾驶舱暴露在万米高空的低温缺氧环境中,而从风挡飞出到平安降落,刘传建机长全程没有戴上氧气面罩。

不是因为不想,而是刘机长根本够不到。

与大多数空中客车飞机一样,A319的机长氧气面罩在座椅的左后侧,在风挡脱落、飞行员系好肩带、左手握住操纵杆的情况下,仅靠右手是根本不可能摸到氧气面罩的。

机长位系肩带操纵侧杆时取用氧气面罩示意图 (黄圈为氧气面罩位置,由笔者添加)|图片来源:事故调查报告SWCAAC-SIR-2018-1

由于风挡脱落时,副驾驶吴诗翼几乎被吹出机舱,他的身体碰到了副驾驶一侧的操纵杆,导致飞机突然下俯,并剧烈向右滚转,因此机长立即接手控制,用左手牢牢握住了机长侧操纵杆——在副驾驶被强风吹得抬不起头,无法驾驶的情况下,机长手中的操纵杆就成为了全机的生命线。

从07:07:45到07:27:39,刘传建机长在10000英尺的高空缺氧环境中,在无法佩戴氧气面罩的情况下,足足坚持了19分54秒。

风挡飞出后,驾驶台右侧的130VU控制面板整体飞出,飞控组件FCU翘起:

翘起的FCU面板和缺失的130VU面板 | 图片来源:事故调查报告SWCAAC-SIR-2018-1

同时,飞机出现了大量故障显示:直流汇流条(DC BUS)断电、自动刹车失效、飞行指引2断开、三块扰流板失效等问题,这些关键系统的故障直接威胁飞机的着陆安全,进一步增大了刘传建机长的控制难度,也导致他必须全程把握操纵杆。

着陆后的地面检查证实,机身表面,特别是风挡脱落的右侧,存在大量划痕和点状凹坑。

机身受损区域 | 图片来源:事故调查报告SWCAAC-SIR-2018-1

然而,这并不是系统故障的原因。对驾驶舱的检查发现,副驾驶座位后面的120VU面板受损,上面有17个跳开关弹出。

石豪川航3U8633调查报告解读:空客引以为豪的安全体系为何失效?120VU面板在驾驶舱内的位置 | 图片来源:Airbus(为方便阅读笔者进行了显著标示)

120VU面板的损伤位置与驾驶舱门打开的位置是对应的,也就是说,风挡飞出后,驾驶舱门在气流推动下猛然打开,高速撞击到120VU面板,导致上面的跳开关发生“机械性”弹出——被门撞开的。

可以这样说,风挡爆裂并整体脱落,产生了一系列难以预知的严重后果,对8633航班机组和旅客的生命安全产生了极大的威胁,如果没有英雄机长,没有英雄机组,后果真的不敢想象。

但是,风挡的结构玻璃为什么会爆裂呢?

最终结论——全产业链的重大隐患

根据调查报告,风挡结构玻璃破裂最大可能原因是遭遇了局部高温,而产生高温的原因是外部水汽渗入风挡内部空腔并存留,与电加温相关的导线被长期浸泡导致绝缘性降低,最终在风挡左下部拐角处的潮湿环境中产生了持续电弧放电,大量放热。

风挡结构内水汽存留空腔 | 图片来源:事故调查报告SWCAAC-SIR-2018-1

这暴露出了空中客车飞机在设计与制造方面的一系列问题:

风挡生产中,两层结构玻璃均采用铝胶带包边,但包边内存在空腔,如果气象封严和气密封严发生破损,水汽可能在空腔内流动和聚集,为导线浸泡腐蚀和产生电弧创造环境。

风挡电加温计算机(WHC)能够对风挡加温系统的电流电压进行实时监控,但是系统对于正常工作电流范围内的潮湿环境电弧无法监测,只能放任电弧加热玻璃。

可怕的是,这些问题可能已经发生了多年。

2009年到2010年,我国有三架A320客机出现过风挡严重高温,产生了冒烟和焦糊味等情况,风挡电加温接线盒出现电弧。空客对此的应对是于2013年10月28日发布了一份服务公告。

而从1997年12月到2009年11月,空客A320/A330/A340共发生过6起风挡双层结构玻璃破裂事件,电弧放电产生的局部过热是主要肇因之一,其中两起事故更是直接发现了水汽入侵证据。

风挡制造商SGS在2018年8月到2019年5月对返修的A320系列风挡进行检查,结果是298块风挡中有31块存在水汽侵入接线盒的情况。

而对风挡的绝缘性进行抽样检测发现,不同风挡的绝缘性差异较大,且毫无规律可寻。在四川航空A320机队的测试中,风挡绝缘电阻最小13兆欧,最大1550兆欧,差了两个数量级。SGS对于9块返修风挡进行绝缘耐压测试,其中一块直接被击穿。

空中客车公司没有风挡绝缘性测试的标准方法。

你以为这就是全部?

风挡飞出时,由于机舱气压差极大,驾驶舱门的电磁锁按照CDLS(驾驶舱门系统控制器)指令自动断电解锁,并被气流猛然冲开。

这种设计本意是为了确保在破裂减压时飞机结构不被损坏,但在8633航班的案例中,却导致了副驾驶身后120VU面板上17个跳开关被“撞开”,飞机功能严重受损。

空客公司从A320开始,抛弃了传统的中置驾驶杆,大胆采用了侧杆操纵,这种先进的设计却在这样一个紧急场合导致机长的左手不能离开侧杆,也就不能转身拿出氧气面罩。

风挡飞出,驾驶舱减压,副驾驶险些被吸出舱外并碰到驾驶杆,飞机自动驾驶断开并开始俯冲滚转,机长马上接手稳定飞机;

驾驶舱门被冲开,17个跳开关意外断开,飞机功能受损,机长必须保持手动飞行,紧握侧杆,无法戴氧气面罩;

副驾驶直接受到迎面高速气流冲击,同时地处高海拔山区,机长不能像正常程序一样高速下降到10000英尺,导致缺氧时间大幅度延长……

各种不利因素一环一环交织在一起,导致空客引以为豪的安全体系在2018年5月14日的万米高空失效了。

沧海横流方显英雄本色,系统失效时能够依靠的只有英雄机长。

但航空安全必须是建立在系统上的,不能依靠英雄的神勇表现,空中客车公司就没有考虑过风挡飞出会产生什么后果吗?

这也是整件事情里最细思极恐,被明确写入调查报告的:

“在A319飞机取证时,JAR25修正案11的ACJ25.775(d)未明确要求考虑风挡加温系统失效对风挡结构完整的影响,A319飞机风挡结构符合性验证时未考虑。”

从空中客车公司,到欧洲航空安全局EASA,在对A319飞机进行适航性审定时完全没有考虑过这些,适航认定文件也没有明确要求。

根子在这呢。

A319客机 | 图片来源:AVIONEWS

中国民航——积极有为的安全调查

通过前文描述,我们能够很清楚地看到,对于8633航班事故,中国民航进行了极为扎实细致的调查。公开版本的调查报告,由长达131页的正文和14份试验报告构成,调查组不仅调查了大量历史数据,还联合公安部消防局天津火灾物证鉴定中心等国内外机构对物证进行了严格的鉴定,甚至对风挡飞出也进行了复现试验。

最终,针对在8633航班上发生的系统失效,我国也给出了详尽的安全建议:对空中客车公司,建议其对风挡的设计、制造、故障探测等方面进行大量改进,并研究对驾驶舱门撞击跳开关面板的影响。对于欧洲航空安全局,建议对适航标准进行改进。对于中国民航局和航空公司,也提出了针对性的危机处置建议。

这是中国民航耗时最长的事故调查之一,其最终调查报告的有效性甚至超越了国外许多机毁人亡的重大空难。

找到系统漏洞,永远是最重要的。

中国是民航大国,中国民航的安全性在国际上享有盛誉,这与高水平的机组成员和严格的安全规定密不可分。

因此,在中国民航安全系统中,我们更多看到的是对小型通用航空日常事故的调查报告,类似8633航班的严重事故征候并不常见。

居安当思危。

笔者和许多朋友都喜欢看《空中浩劫》,里面最为人熟知的当属NTSB——美国国家运输安全委员会。

只要涉及美国制造的客机出了事故,或者装配美国发动机的客机出了事故,甚至机上有美国公民,NTSB都会如期“上线”,进行安全调查。

除了早期美国航空安全状况确实堪忧以外,这背后折射出的是美国航空产品行销全球的盛况。

电视节目《空中浩劫》 | 图片来源:Discovery频道

随着国产大飞机的投入使用,我们自己的航空安全调查机构也要做好充足的准备,必须积极有为,主动出击。

这绝不是说“国产大飞机不安全”,而是中国民航走出去必然要迈出的一步——就像美国NTSB、法国BEA一样。

在737max连环坠机事故中,波音敢于在发现问题的情况下继续“小修小补”,糊弄世界,无非就是仗着美国在适航性认证和事故调查领域的垄断地位和强大话语权。直到中国民航壮士断腕,在全球率先停飞737max,这种情况才出现了些许松动。

事实一再证明,只有建设一支精干的航空安全调查队伍,建立一个强大的航空安全调查体系,我们才能不受制于人,不听命于人,在事故调查中客观公正地发出中国声音,为世界航空安全贡献力量。

读过8633航班的调查报告后,笔者深信,这关键的一步,中国民航已经迈了出去。

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netease 本文来源:观察者网 作者:石豪 责任编辑:黄家第_NNB6466
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