文/乔善勋
一架波音737降落在那霸机场后,突然飞机的右翼二号发动机引起燃起大火,客舱内也迅速展开疏散计划。等乘客逃离完毕后,机长和副驾驶在爆炸的瞬间跳出驾驶舱。随后客机发生了几次大爆炸,引发的大火将机身折成三段。火势持续1小时才被扑灭,到底是什么原因造成如此严重的火灾呢?
中华航空120号航班是从中国台湾桃园机场飞往日本冲绳县那霸机场的定期航班。2007年8月20日上午,一架注册号为B-18616的波音737-809执飞该航班,当天机上共搭载了157名乘客和8名机组成员。
图1、中华航空涂装的波音737型客机
120号航班的机长是犹建国,47岁,拥有7941小时飞行经验。副驾驶是26岁的曾大为,拥有890小时飞行经验。日本冲绳县位于东中国海附近,桃园至那霸也是短途航线,全程约1小时。120号航班平稳降落在那霸机场,飞行员按照正常程序关闭了发动机,但是靠窗坐的一名乘客却突然发现,客机右侧发动机冒出浓烟。机组成员还在执行关闭发动机后的检查单,驾驶舱中的火警铃声大作,耳机里也传来右侧二号发动机火灾警告。
飞行员立刻提醒乘务员做好疏散工作,飞机的发动机的火势也由小及大,客舱中的紧张气氛陡然升高。飞行员也要在火势蔓延到油箱之前将乘客疏散完毕,否则后果不堪设想。客舱中的乘务员也展现出较高的职业素养,要求大家保持安静,先不要管个人物品和行李。
飞行员允许打开舱门,乘客在乘务员的引导下有序疏散。随着时间的推移,往常舒适的客舱转瞬就能变成火海般的炼狱,这是一场和死神赛跑的竞赛。浓烟和大火逐渐涌入客舱内,里面的温度也开始升高,有些舷窗在燃烧中破裂。飞机积压的热量也越来越大,随时都有可能爆炸引发更大的火势。
图2、大火引发的冲天浓烟
犹建国经过再三确认客舱并无留存乘客后,和副驾驶曾大为一起跳出了驾驶舱。就在他们刚露出驾驶舱的窗户时,客机中段发生了第一次大爆炸,随后引发的大火和浓烟更为猛烈,连续的爆炸让机身折为三段。机身尾部被在大火燃烧中变形,断裂在地面上。令人惊奇的是,机上165人在短短的几分钟内,成功上演胜利大逃亡。
为什么120号航班在发动机关闭的情况发生如此严重的事故?
波音737是广受欢迎的窄体客机,在全球约有五千架在运营,如果安全隐患是客机设计的缺陷,就有可能酿成更为严重的事故,大家急需得知此次事故的原因。
事故调查组由中国台湾行政院飞航安全委员会、中国台湾交通部民用航空局、中华航空、美国波音和通用电气公司人员组成。在事故调查完结前,中国台湾民航局下令包括中华航空、华信航空在内的所有737-800型客机,在落地时接受特别检查。
图3、被烧成废墟的120号航班客机
调查员首要任务便是找到客机“黑匣子”,他们亦担忧数据能否经受如此恶劣的环境,而保持完整。调查员也通过走访目击证人,搜寻此次事故的佐证。机组成员回忆称飞机的着火点在机轮处,客机的机轮发生火灾的原因有以下几种,轮胎漏气导致橡胶起火,刹车碟过热点燃液压油等。
调查员开始检查客机右侧的机轮组,燃烧后的残骸并不能直接判断起火点,但是可以排除起落架舱这个选项,这和飞行员提供的线索并不相符。目击证人仅提供了飞机右侧燃烧的证词,但是具体位置仍无法判断。
调查员开始将目光对向烧焦的线路,1998年,瑞士航空111号航班发生火灾,就是因为新搭载的娱乐系统发生线路短路,引起的火花点燃了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)隔热层和其他物品,大火蔓延破坏了客机的操作设备,客机最终坠毁在加拿大哈利法克斯机场附近的海域。会不会是电气线路引发的大火呢?
图4、救火车喷洒了大量消防泡沫
调查员寄望于“黑匣子”所提供的信息,如果是飞机电路出现问题,“黑匣子”的信息能看出端倪,然而解读出的数据将这个选项也排除了。调查员将目标重新放回客机的右侧发动机上,CFM-56型发动机在运营时,内部温度能达到1093摄氏度,这比火山口的岩浆温度还要高。然而,调查员对右侧发动机,尤其是核心机部分,并没有发现异常情况。
目击者提供的视频显示120航班的火势非常迅猛,这依然没有提供着火点的具体位置。一名在停机坪工作的机务工程师称,起飞起火前,他在客机右边机翼的前缘出看到有液体流出,这种液体无疑就是航空燃油。波音737中搭载有1.6万升燃油,这些燃油大多储藏在两个机翼中,这些燃油怎么会泄露出来呢?
调查员开始研究破损的燃油系统部件,波音737-800型客机的机翼中,搭载有高压油泵。这个部件每小时可为发动机注入757升燃油,燃油被注入前都要经过一段柔性材质的油管。而这段柔性油管是整个燃油系统最薄弱的环节,在运营环境中会被撞或者击破而失效。调查员仔细查看整个油管后,也没有发现任何问题。
图5、刺破油箱的螺栓
会不会是燃油箱的问题?
飞机的油箱由铝合金材质构成,工程师在设计之初就考虑到日后要经受长久的考验。调查员使用内视镜探入油箱内部一看究竟,内视镜可以在狭小的空间内操作。一副惊人的画面解开了120号航班漏油的秘密:一根螺栓刺破了油箱!这个部分恰巧是机务工程师描述漏油的地方。
2000年7月25日,法国航空4590号航班发生重大事故,一架协和式超音速客机准备从巴黎戴高乐国际机场起飞时,客机碾压到一根金属条,轮胎在强烈的压力下爆胎,一块4.5千克的轮胎碎片高速撞击飞机机翼,导致燃油泄漏并引发震惊世界的空难事件。
中华航空120号航班是否重蹈覆辙呢?
调查员决定切割开客机机翼,他们通过查阅737机翼结构图发现,这枚螺钉源自下止挡组件(downstop),下止挡组件是机翼前缘缝翼的组成部分。客机每次起飞和降落都要放出襟翼和前缘缝翼,下止挡组件位于缝翼滑轨的顶端,它可以限制前缘缝翼的移动范围,用以固定缝翼的最大伸展长度。调查员发现刺破120号航班的螺栓并非来自跑道上的遗留物,而是来自客机本身。
图6、客机的下止档部件
调查员开始翻阅波音737的检修通告,其中对下止挡组件的事故通报就有两起,之前已经有案例显示该部件脱落后造成轻微的燃油泄漏。波音公司对此事非常关注,他们还特意发布了关于下止挡组件的修复程序,例如更换5号缝翼的下止挡组件螺帽,涂上放松螺纹油等。难道是120号航班的客机没有按照程序修复?
120号航班维修记录显示,在事发前已经按照维修程序进行修复。正当调查员一筹莫展时,他们决定对下止挡组件再进行一次系统性检查。调查员将螺栓逐个拆解后,发现其中一个垫圈不翼而飞。难道正是这个不起眼的垫圈酿成了大祸?
调查员重新回到事故现场,又拆解了机翼,终于在机翼前缘部分找到了这个垫圈。但这又为调查员带来更大的疑惑,本来固定在螺栓中的垫圈怎么会遗失,为什么不是螺帽?这个看似不可能发生的事情,在现实世界中却出现了。
图7、客机机翼导轨和轨道室示意图
120号航班事故调查组决定前往位于台北的中华航空公司总部,他们要求维修技师重现修复下止挡组件的工作流程。其中一名技师重复了整个修复过程,调查员发现,技师在视线范围很狭小的地方工作,所以他基本用手依靠感觉进行操作。这次修复演示也暴露出来很多问题,比如,一个垫圈不经意间就从技师手中滑落下来,技师很难保证所有零件都严格按照维修手册进行修复程序。120号航班事故表明,这架客机的下止档垫圈在地面进行维护的时候就已经脱落了。
调查员还有最后的疑问,下止挡组件上的螺帽已经安装在螺栓上,仅缺少一个垫圈就能掉出去吗?他们决定重新测试下止挡组件在缺失垫圈的情况会如何表现。飞机制造商在设计零部件时,每个零件都有其特定的功能,缺少一个都会引发连锁效应。调查员发现,这个直径1.04厘米的垫圈是固定下止挡组件的关键零件,缺失了垫圈整个部件就会失效。120号航班事故的原因也水落石出了。
图8、客机前缘缝翼伸出示意图
调查员还有最后一个疑问,这个部件如何击穿了油箱?调查员认为是前缘缝翼的结构设计,飞机设计师在研发客机时,会在前缘缝翼的位置设置一个轨道室,这用以容纳缝翼滑动时的导轨。然而轨道室的空间非常狭小,刚好能容纳下导轨,如果稍有外来异物掉进轨道室中,就会导致次生灾害的发生。
120号航班事故在事发六周前的维修车间已经埋下伏笔,一名技师没有将垫圈安装到位,导致螺栓随时有脱落的可能。客机起降时,前缘缝翼的频繁启动也加剧了事态的严重性。
2007年8月20日,120号航班降落在那霸机场时,伸出的缝翼成为压倒骆驼的最后一根稻草,下止挡组件从导轨上震落,收起的缝翼导轨压迫下止挡组件刺破了轨道室,燃油也随着破裂口流出。当燃油在地面滑行时,发动机的所带的风将油料四处飘散,尚处高温的刹车碟片和尾喷管也沾染了燃油。
当客机停稳后,燃油直接顺淌在炙热的尾喷管上,点燃的火焰蔓延速度十分惊人,并沿油管一路蔓延至左侧的一号发动机,于是就有了后续的三次大爆炸。
图9、120号航班的机组成员
120号航班得益于空乘专业的职业素养,157名乘客在1分42秒内全部予以疏散。此次事故也让调查员聚焦于客机的维修流程,在台北的维修本意是防止螺栓的脱落,然而不严谨的维修却直接导致了灾难的发生。
120号航班事故后,联邦航空局(FAA)向全球两千多架第三代737运营商发布维修通报,至少有23架客机存在止档螺丝松脱现象,有甚者已经发生击穿油箱事件。FAA旋即将737的检测要求提升至最高,即原本24日之内进行目视检查的要求,提升至10日之内以内视镜进行彻底检查。
日本国土交通厅认为,第三代波音737的设计存在漏洞,相比前代而言是倒退的设计,前代客机即便忘记装垫圈,下止挡组件也不会松脱。前缘襟翼中止档螺帽太小是波音公司的设计缺陷,要求FAA对波音公司提出安全劝告,并指导波音修改设计,将螺帽加大处理。
图10、120号航班空难事故报告
日本运输安全委员会也提出建议,FAA督促波音公司,在为客机运营商制定维修建议时,应详细标明维修工作范围,以及合适的维修环境,预防维修错误的发生。波音公司也立刻采取行动,重新设计了下止挡组件,并确保所有类型客机均安装上改进型部件。
1.04毫米垫圈引发的一场空难。
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