【東航墜機事故】從純技術上分析與判斷

來源: 不試故藝 2022-04-03 18:35:34 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (72623 bytes)
 

 

 簡 報

 

321日,東方航空公司MU5735航班執行昆明-廣州任務時,在廣西梧州市上空失聯並墜毀。機上載有乘客123人、機組人員9人。飛機於當日1316分從昆明起飛,1417分保持巡航高度8900米進入廣州管製區。1420分,管製員發現飛機高度急劇下降,隨即多次呼叫機組,但未收到任何回複。1423分,飛機雷達信號消失,後經核實,飛機墜毀於梧州市藤縣境內。截至目前尚未發現幸存人員。

失事飛機為B737-800,編號B17912015622日引進,截至事故發生時,共飛行8986架次,總計18239小時。

 

一,飛機為何會墜毀

 

現代飛機,尤其是大型商業客機,飛機的空氣動力設計和安全控製係統都是非常可靠的。事故概率非常低,但是還是會出現飛行事故,主要由以下幾個方麵造成。

 

1,飛行員失誤(Pilot Error)

從國際民航事故率統計分析,由於飛行員失誤造成的事故占比大約50%。飛機是非常複雜的機器,需要大量的操作。由於飛行員在飛行的每一步中都要主動參與,因此有非常多出錯的機會,從飛行管理計算機係統的編程失誤,到錯誤計算必需的燃料用量。盡管這類失誤令人惋惜,但重要的是要記住:當出現災難性失誤時,飛行員是最後一道防線。

2009年1月,一架空中客車A320,從紐約市拉瓜迪亞機場起飛後不久,撞到了一群加拿大黑雁。在失去動力的情況下,機長薩倫伯格迅速將飛機從自動駕駛改為手動駕駛狀態,他利用豐富的飛行經驗和飛機操作知識,將飛機迫降在哈德孫河上,從而拯救了150名乘客。

2,機械故障(Mechanical Failure)

盡管飛機設計和製造質量日新月異,但設備故障依然在飛機事故原因中占到20%。

1989年,一片破碎的扇葉導致英倫航空一架飛往貝爾法斯特的波音737-400飛機1號發動機(左側)失去動力。艱澀難懂的使用說明部分導致了飛行員的誤判,在迷惑不解的情況下,飛行員關閉了2號發動機。失去動力之後,這架飛機很快就墜落在英國東米德蘭茲機場的27號跑道,導致47人死亡,多人受傷,包括機長和副機長。

3,天氣問題(Weather)

為了保證飛機的安全飛行,現代飛機都安裝了陀螺儀、衛星導航係統和氣象數據等電子係統,但飛機依然在風暴、大雪和霧天中十分脆弱,惡劣的天氣導致了大約10% 的空難事故。

1958年2月。當時,英國歐洲航空的一架雙引擎客機在慕尼黑-尼姆機場起飛時衝出跑道並起火燃燒。在罹難的23人中,有8名曼聯足球俱樂部的球員。這一事件也被稱為“慕尼黑空難”。後來的調查顯示,由於跑道的積雪減慢了飛機時速,使其無法達到起飛所需的速度。

4,破壞行為(Intentional Crashes)

大約10%的空難是由破壞行為導致的。

1970年9月發生的約旦道森機場劫機事件,成為航空曆史上的分水嶺,推動了對航空安全的重新審視。在全世界新聞媒體的注視下,巴勒斯坦人民陣線劫持並炸毀了三架民航飛機。還有記憶猶新的911事件。

5,其他形式的人為失誤(Other Human Mistakes)

剩餘的空難事件歸結於其他類型的人為失誤,包括航空管製員、調度員、裝貨員、燃料裝填員或維修工程師等所犯的錯誤。

1990年,英國航空一架飛機的一塊擋風玻璃飛脫,差點造成機毀人亡的事故。根據英國航空有關部門的調查,維修工程師在更換擋風玻璃時,由於睡眠不好,未能集中注意力,沒有按維修手冊使用標準的螺絲,而是找了錯誤的更細的螺絲。

二,如何從理論上理解飛機墜毀

 

飛機墜毀通常是由於飛機失速造成的,什麽叫失速,以及失速的原因?【藍天之夢】是這樣描述的:

 

失速(Sstall),是指飛機攻角(Angleof attack)增加到一定程度(臨界值)時,翼型所產生的升力(lift force)突然減小的一種狀態。

 

攻角是指飛機速度方向線在飛機對稱平麵內的投影與機翼弦線之間的夾角。飛行時,作用在機翼上的空氣動力與攻角有關。在一定攻角範圍內,增大攻角,升力係數和阻力係數都增大。為了獲得支持飛機重力的升力,飛機高速飛行時以正攻角飛行,飛機低速飛行時以較大攻角飛行。

 

當大多數機翼的攻角增加到大約18-20度時,由於角度變化太大,氣流將不再跟隨機翼的上曲率流動,這就是臨界攻角。

 

接近臨界攻角時,氣流開始從上機翼表麵的後部分離,隨著攻角增大,氣流被迫直接流回,遠離機翼頂麵區域。並且引起空氣的渦流或破裂,當達到臨界攻角時,湍流就會出現在尾部附近,迅速擴散到整個上機翼,氣流從左右機翼開始分離引起側滑,最終導致失速。

 

由於升力的損失和阻力的增加,剩餘升力不足以撐起飛機,飛機圍繞垂直軸旋轉,並且不停的損失高度。因此隻要超過臨界攻角,就會發生失速。

 

我們在上飛行課時,教練講:AFH將失速分為impendingstall和full stall。也就是臨界失速和完全失速。

 

-臨界失速時飛機抖動、抖杆、警報;

-完全失速則會有非指令性的機頭下掉和滾轉。

 

例如飛機左滾失速,飛行員右壓杆企圖改平,此時左邊副翼向下,左機翼會因增加攻角超過失速攻角而完全失速,導致飛機進一步左滾。所以失速改出,在橫滾操作前需先進行俯仰調整,即減小攻角。

 

三,東航B1791航班下墜的特征

 

下圖是在Flightradar24.com網上下載的實時航班飛行狀態圖(瑞典互聯網服務商)

 

 

Flightradar24.com在事故發生後發布了詳細數據:

 

-飛機出發11分鍾後爬升至2.91萬英尺(8870)。

 

-到14:20急降至7425英尺(2263),然後回複至8600英尺(2621),繼而再次急降。

 

-該網站最後記錄到MU5735航班的廣播式自動相關監視(ADS-B)信息是在14:22:35,當時飛機高度為3225英尺(982)。

 

下圖是該網站提供的MU5735最後150秒的下墜狀態圖:高度、地麵相對速度、垂直下墜速度。

 

 

 

以上信息每個人都可以在網上查閱實時谘詢。

中國民航局安全辦主任朱濤星期二晚公布:客機13:16從昆明起飛,14:17保持巡航高度8900米進入廣州管製區(廣州飛航情報區)。至14:20,管製員發現飛機高度急劇下降,多次呼叫機組,但未收到任何回應,14:23飛機雷達信號消失,其後證實墜毀。

歸納起來:

-飛機突然下墜沒有發出77007500代碼(緊急情況或被劫持)

-飛機呈直線下墜,而不是螺旋或逐漸滑翔落地。

-從飛機下墜過程中的圖片看,飛機外形完好,沒有出現受損跡象。

-飛機14:20開始,從8870米迅速下降到2263米(下降了6670米),之後又突然上升到2621米(上升358米),之後又急速下降到982米,此時的時間為14:22:35。一共155秒

-8870米-982米=7888米+(358X2)=8604米。飛機從8870米下降至982米,一共7888米,加上期間上升又下降的358米X2=716米。在155秒內,飛機在空中一共下降-上升-下降了8604米。飛機在空中失速墜落(含短暫上升)55.5米/秒。

-自由落體速度的計算公式是v=gt。其中g是重力加速度為9.8m/s,t是指自由落體的時間。所以在不考慮空氣阻力的前提下,如果以秒為時間單位,自由落體初始速度是9.8m/s,而後隨時間增加,速度會每秒增加9.8m/s。自由落體加上空氣阻力,大約的平均下降速度是50米/秒。MU5735航班下降速度就像自由落體(飛機那麽大的機身和機翼,空氣阻力非常大)。

四,分析與判斷

 

根據本人學習飛行和了解的航空知識分析如下:

 

-現代飛機都有自動駕駛係統(Auto Pilot System),飛機起飛進入巡航階段,飛行員會使飛機進入自動駕駛狀態。

 

-自動駕駛一般有最少三套以上電腦進行管理。電腦係統根據飛行數據和飛機各個機件的傳感器來控製飛行,如果出現問題(例如氣流),電腦會發出嗶嗶的響聲,各個電腦係統尋找到最合適的方式自動調整飛行姿態。

 

-如果飛機發生故障,電腦會發出警告,類似救護車的響聲,紅燈會不斷閃爍,甚至會解除自動駕駛。機長會立即啟動手動駕駛模式,並且根據各種提示,了解是什麽問題,如通信係統、液壓係統、電子顯示係統等,飛機上不止一個係統,可以更換備份係統來實施安全駕駛。

 

-如果飛機是直線下降,那麽可能是動力係統出了問題,一般不可能兩台引擎同時出問題,如果一台出問題,可以使用方向舵來恢複飛機的平衡,而且自動駕駛也可以接管操作。

 

-即使兩個引擎失效,飛機失速,波音737那麽大的機身和機翼,完全可以滑翔,最起碼會出現螺旋現像。

 

-MU5735航班直線墜落很難實現,因為飛機本身在空中有很大的升力。除非像二戰德軍斯圖卡俯衝轟炸機那樣急速下降,飛行員要推杆到底,用身體死死壓住才可能實現。

 

究竟什麽原因,導致MU5735 航班飛機,在155秒內,以每秒55.5米的速度墜落了8604米?已經超越本人學過的淺薄航空知識。隻能耐心等候黑匣子給出的答案。

 

遙望星空,望雲追月,願逝者安息。

 

本文於3月22日發在我的個人公眾號上已經過去10天了,但是仍然沒有得到飛機墜毀的調查報告。有朋友問,從你專業角度如何看飛機失事的原因,為此將我在10天前寫的文章貼到【文學城】,供朋友們參考,也許有點幫助。




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