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MU5735 失事分析

(2022-03-30 16:55:55) 下一個

東航MU5735客機2022年3月21日下午從昆明飛往廣州途中,墜落廣西梧州藤縣琅南鎮莫埌村附近山穀。失事客機為波音737-800 (NG係列),發動機為CFM56-8;機齡6.8年,出航飛行約9000次,飛行時數約19000小時。

事發時載有132人,其中旅客123人、機組9人。所有人員遇難。對此致以深切的哀悼。

事發當天,筆者帶著沉重的心情從FLIGHTRADAR24下載飛行數據,經過必要的計算處理後,畫出了飛行航跡的三視圖,據此對事發原因做了定性分析,得出若幹推測結論。現簡述如下。

A。 飛行狀態的描述

當飛機進入廣西藤縣境內時,飛機已經離開起飛機場約850公裏(總行程1000餘公裏)。飛機處於正常的巡航狀態下,其巡航海拔高度為8871米(29100英尺),地速為每小時846公裏(457節),飛機為平飛狀態,飛行方向為東偏南15度。

當飛機巡航至大約廣西藤縣大新村與花衝上空時,飛機突然出現異常。此時飛機的緯經度度為(23.35744度,110.89615度),如前所述,海拔高度為8871米。為描述方便,我們稱此點為始發點。之後的飛行可以描述如下:

1. 飛機突然左轉,機頭水平方向偏轉至東偏北約15度方向(轉了約30度角;用時約5秒鍾,大約是人對突發事件的反應時間。),同時向下俯衝。俯衝角在10秒鍾內從26度迅增至38度。下落速度從每小時382公裏增至每小時552公裏。此間下落垂直距離為2088米。當機頭東偏北之後(距始發點5秒時刻),俯衝的同時,機頭迅速轉向西南方向(必駕駛員操作而為,意順勢使飛機飛出此時的偏航狀態)。

2. 自始發點約15秒時刻,飛機開始加速,繼續向西南俯衝。下降速度開始減少(飛機加速使升力提高的結果)。

3. 在距始發點約20秒時刻,俯衝機頭在水平方向轉向南略偏西,下降速度減至每小時412公裏。

4. 在距始發點約46秒時刻,飛機開始脫離下降狀態而進入平飛狀態。此時飛機已經下落6479米(海拔高度2392米)。但平飛速度增至1130公裏。大約0.9馬赫 。需要說明的是馬赫一般用氣流相對飛機的速度來描述。但二者不會相差很大。這已經進入聲障範圍。有報道介紹,村民聽到飛機像雷一樣的聲音,和看到飛機拉“白煙”。這很可能是此時的聲爆(SONIC BOOM)與在聲障附近由於空氣的極度壓縮而形成的霧狀水凝結(像白煙)。

5. 在距始發點約1分零6秒的時刻,飛機從此前的最低點回升大約500米(此時平飛了大約20秒)。但此後又開始墜落。當在海拔大約1公裏時,不再向地麵發送飛行信息。此時機頭在水平方向為東北方向,機頭俯衝角約40度。

為了簡化,對飛機的姿態不做深入分析。但在飛機俯衝階段,伴有桶滾等極限運動。

B。事故原因推測

根據在始發點的異常情況(機頭瞬間左轉,俯衝,減速;左轉由飛機左旋導致,左旋由機身向左傾斜導致。左傾:右翼高於左翼)。在所有控製麵上,隻有左翼的折斷才能瞬間造成這三種狀態的同時發生。至於折斷多少不明。但是估計飛機此時失去的升力不小於或接近50%。

據估算,如果在此時機翼折斷,殘骸應該在事發點東偏南13度前方的5公裏處,或在此處附近的一個區域裏(不考慮風的影響,如知道當時的風速與風向,應據當時的風向與風速做適當修正)。注:事發點 緯度為23.35744度,經度為110.89615度。

在飛機短暫回升之後又進入俯衝墜落的可能原因是飛機又發生了接續破壞。這種破壞的原因很可能是飛機高速運動的結果(接近音速)。飛行器所受的空氣阻力在接近音速運行的狀態下,空氣阻力劇增,使飛機載荷增大超過其承受能力,加之初始時候的破壞和之後的劇烈運動,這些綜合因素使飛機結構進一步破壞。

導致左翼折斷的原因諸多。其中可能的原因是飛機遇到湍流引起喘振(FLUTTER)。有一種湍流稱為晴空湍流。這種湍流肉眼與氣象雷達均不能探測。這種湍流一般在高空的JET STEAM區域裏(固定的區域裏),風的主要走向像海中巨浪一樣上下翻滾。當飛機突然飛進晴空湍流區時。強勁的湍流可使機艙內沒有固定的物體上下顛簸甩至天花板上(例如不係安全帶的乘客或放置地麵的行李),重者可使飛機結構破壞。這種湍流容易發生在星羅棋布的群山地帶,海拔在7000米到12000米高空不等(JET STREAM裏),多發生在午後或傍晚(地熱開始上升),易於發生在冬季。這次航班飛行基本符合這些條件。當遇到這種湍流後,機翼有可能發生喘振,喘振是一種不穩定的振動,振幅會瞬間越來越大。如果機翼結構此時存在有裂紋, 當其振動振幅達到一個臨界值後會突然失穩斷裂。

根據飛行航跡的分析,不見有人為故意行為的跡象,相反,飛行員在事發之後,所有的操作結果都有利於挽救飛機脫離險境。

需要說明的是,任何事情的發生都是有多種可能的原因的,到底是哪個可能性確實發生了,後驗判斷的結果是所能得到數據與信息的函數,隨著新的數據的出現(例如對黑匣子數據的分析,對殘骸的分析,與對目擊者的采訪等),目前的結論有可能得到進一步核實或者需要修正,這是根因查找的正常過程。

事故根因的調查是個複雜而嚴肅的過程。任何一個機毀人亡的事故,其調查結果都會對航空安全有某種促進,在今後飛行器的設計,製造,維修,管理,飛行操作中都會留下烙印。希望各個責任方從人類飛行安全的高度,以事實為根據,用科學的方法找出真正的根因,給逝者以尊嚴,給生者以慰籍。

此外,雖然航空事件後果是不可想象的,但從宏觀來看,飛行是一種安全的交通方式。目前航空安全紀錄一般在每1-2百萬飛行次數,會發生一次致命事故(每天飛行一次,需要2700-5400年累積至1-2百萬飛行次數)。

最後,向132位遇難人員致哀,願他們的在天之靈安息。

         圖一: 飛行出現異常之後的航跡水平圖(從地麵向天空看)

          圖二: 飛行出現異常之後的飛行高度變化圖(從東向西看)

             圖三: 飛行出現異常之後的飛行高度變化圖(從南向北看)

 

         圖四: 飛行出現異常之後的飛行數據(水平相對地麵速度,高度變化速率,高度)

 

 

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評論
Firefox01 回複 悄悄話 這裏發個沒有證實的消息:東航,你們還想製造多少次空難才讓雲航自由?
https://bbs.wenxuecity.com/bbs/mychina/1064178.html. 作為參考。一切以今後調查組的公開結論為準。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 'Firefox01' 的評論 : 這兩點都無據可疑。可以進一步說說為什麽是疑點。。。
Firefox01 回複 悄悄話 現在有兩大疑點需要證據來證實:1、Pickle Fork問題引發的機械故障,2、飛行小時數幾萬、是機長師傅的飛行員為何是副駕駛。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 :
1。在始發時刻以及後麵,對是否兩個發動機都工作目前不清。需要對數據做動力分析有可能得出一定的判斷。但FDR數據會給出更準確的結論(注意,黑匣子不會有機翼是否斷的直接證據。)。我做的是運動分析,沒時間和必要做動力分析了。如果是部分折斷,發動機不工作的可能性小。如果從根部折斷,例如pickle fork的原因,發動機會和機翼一起脫落(發動機懸掛在機翼下靠近機身處)。
由於飛機是俯衝,飛機的重力(70,80噸)飛行方向有分量,和發動機推力一起推動飛機。達到0.9M得不出兩個發動機是否工作或不工作的結論。
2。可以說自始發點到飛機回升之間是人控。之後不清。

3。飛行員是否無暇還是不能說話(例如通訊設備不工作了)不知道。但是有人據此認為是人為故意不說話不成立。
4。之後的接續破壞是個合理推測。具體是右翼還是哪裏破壞不清楚(根據已有數據得不出結論,因為此後飛機不再傳輸飛行數據了。可能通訊設備在劇烈的抖動狀況下失靈或脫落了。

在查根因上,最重要的是初始事件與原因,以後都是連鎖反應。杜絕類似事情再次發生需要根除造成初始事件的原因。

關於搜索工作,目前的報道隻說了在墜毀地點,沒有看到報道說在其它地點也搜索了。村民發現的條狀金屬片在墜毀地點的西南,很難想象是初始地點的脫落物。對此請參考圖一。

手機回複非常不方便。隻顯示部分文字。
白釘 回複 悄悄話 看來您也認為: 1)兩個發動機都工作(不然不可能平飛時達到1130公裏/時,0.9馬赫; 2)飛機始終人控。
您的猜測: 左翼先折斷掉落,飛行員挽救改正飛行狀態時無暇發出緊急信號和應答,最後階段為保持升力飛機時速過大造成右翼也損壞。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 : 如有興趣,可見本博客"思維的擴展。。。"一文
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 : 為什麽沒找到是個good question. 我在博客的另一個小文中討論了這個問題。因為搜尋的工作集中在墜毀現場,而始發地離這裏有段距離。對於左翼的落點我有估算。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 'henry996' 的評論 : 謝謝來訪和光臨!
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 : 分析的關鍵是把原始數據畫出航跡,從原始數據到航跡圖不是很直觀的事情,需要對原始數據做一定的處理才能畫出來。是最初1,2,3天做的。在微信上發過。文學城編輯功能費時間,寫出來需要找到時間來寫。我是一個普通的人,沒有權威消息,全靠以事實數據為根據,根據科學原理來分析。開始看圖畫出來之後就把你說的疑點排除了。始發點之後的航跡不支持你的疑點。
白釘 回複 悄悄話 左翼折斷掉下的部分很大,為什麽沒找到?飛機上三個人都沒回應是個疑點。這事發生有段時間了,您是不是聽到點‘權威’消息,要麽順著自己的邏輯思維單向分析。
henry996 回複 悄悄話 謝謝專業的分析!
大醬風度 回複 悄悄話 回複 'localappleseed' 的評論 : 同意。這些圖都是在機場等機期間做的,比較倉促,後來都paste成picture了。變很麻煩。廣義理解吧,真正的描述在文字裏。謝謝!
localappleseed 回複 悄悄話 圖中用了Stall這個專指失速,這次事故沒有失速的證據。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 : 同時,當時整個飛機急劇抖動
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 : 也不是突然拉平上升。飛機紮下來之後,從航跡上推測,飛行員采取大回旋的方式使飛機上升,像飛機空中表演的那種動作,同時加速,飛機翻過身平飛之後爬升了約500米,然後又掉下去了(有第二次破壞,就是報道中老鄉在水田裏發現的機翼包皮)。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '白釘' 的評論 :
開始降速是飛機機翼折斷的結果,打個比方(不一定非常貼切),有點像汽車丟了一個車輪一樣。

至於飛行員沒向地麵聯係或回答,這要從當時的實際情況來看。當時飛機急劇俯衝,在空中翻滾,此時,無論從心理上身體上與時間上飛行員已經失去了說話的能力或顧不上說話了。和一個汽車從陡峭的山坡上往下翻滾一樣,駕駛員說不了話。人在極端情況下和平時的心理狀態與身體狀態不一樣。
白釘 回複 悄悄話 從距始發點到1分零6秒的時刻之間,為什麽飛機速度降低許多,然後突然才加速拉平上升?
這麽長時間為什麽不發出緊急信號並且三個駕駛員對地控台和鄰機的呼叫無反應?
大醬風度 回複 悄悄話 回複 '江郎山閑話' 的評論 : 謝謝光臨!
江郎山閑話 回複 悄悄話 比較專業的分析。謝謝你。
大醬風度 回複 悄悄話 注: 為了準確起見,此文數字與圖表較多。希望讀者能耐心細心讀其內容,弄清圖表的意義與重要數字背後的意義。謝謝!
大醬風度 回複 悄悄話 回複 'FollowNature' 的評論,

實事求是,此論不成立。pickle fork設計壽命是9萬次飛行次數。2018年在一些飛機上發現裂紋後,波音與FAA的要求是已經有起降次數2萬2千6百次數以上的飛機才需要檢測(不需要馬上檢測,在1000飛行次數內必須檢測完畢。檢測一次花時間約1小時)。這個飛機失事前前飛行次數約9000。
Firefox01 回複 悄悄話 分析指向“節省時間和費用,自己創造條件自己維修Pickle Fork”問題。
大醬風度 回複 悄悄話 回複 'FollowNature' 的評論 : 謝謝你的光臨!
FollowNature 回複 悄悄話 專業分析。謝謝你。
登錄後才可評論.