空难纪录之——椋鸟撞落另一架伊莱克特拉

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椋鸟撞落另一架伊莱克特拉

在Tell City上空折翼空难的7个月后，又一场伊莱克特拉的灾难玷污了这种高性能涡轮螺旋桨飞机的声誉，现在它已经成为全美的批评对象。这一次的运营商是东方航空公司，另一个老牌的国内航班运营商，也是伊莱克特拉的启动客户。

1960年10月4日下午，洛克希德-伊莱克特拉（注册号N5533）从纽约起飞后在波士顿洛根国际机场着陆。经过补充燃料和服务，它将在下午5点30分离开波士顿，经费城、夏洛特和格林维尔飞往亚特兰大。

负责驾驶的是59岁的冠蒂斯-菲茨（Curtis Fitts）机长，他自1934年以来一直是东方航空的飞行员，拥有超过23,000小时的飞行时间，并且是1952年一次坠机的幸存者。那次，一架东方航空的洛克希德星座客机在迈阿密着陆时滑出跑道，机头朝下，撞向跑道。菲茨机长从飞机残骸中帮助乘客离开飞机，但他的副机长和飞行工程师却被困了两个小时，不得不被解救出来。

菲茨的伊莱克特拉机组也代表了美国主要航空公司大型飞机上应有的经验水平。副机长马丁-卡洛维（Martin Calloway）在东方航空工作了7年，有将近6000个小时，而飞行工程师马尔科姆-霍尔（Malcolm Hall）有将近8000个小时。他也是一位经验丰富的地面工程师。两名空姐帕特里夏-戴维斯（Patricia Davies）和琼-贝里（Joan Berry）组成了机组。

在准备飞行时，机组人员提出了一个仪表飞行规则（IFR）飞行计划，在3000米的高度巡航。67名乘客--包括15名美国海军陆战队新兵、一群从波士顿开会回家的费城地区制鞋业高管以及宾夕法尼亚大学研究生院的骨科主任--登上了飞机，下午5点35分飞机从航站楼滑行。天气很好，在1800米处有几层散云，能见度为25公里，东南风为20公里风速。

滑行到09号跑道的末端，准备向东起飞，让伊莱克特拉飞过温斯洛普湾的水域，机组人员获得了航路许可，在下午5点39分，塔台允许他们起飞了。

起飞一开始是正常的，有正常的盘旋、初始爬升和起落架收回。但突然间，左舷发动机冒出一股灰色的烟雾，伊莱克特拉在恢复跑道方向前瞬间向左偏离。几秒钟后，在不到60米的高度，飞机向左猛烈摆动，仍然是机头高，下沉到大约一半的高度。陡然间机头向上，然后向左翻滚，机头下降，坠入海湾，在离岸边约200米处的停泊的游艇之间撞上了水面。

后机身断裂，乘客和他们的座位洒落在冰冷的水中，并漂浮了一小段时间。但飞机的主要部分立即消失了，把机上的大多数人都带入了海底。

有一些目击者。在波士顿港的高空，一名入境的飞行员通过无线电说：'塔台，一架伊莱克特拉刚刚掉进了水里。

39岁的斯坦利-库蒂（Stanley Cootey）来自温斯洛普，这是波士顿郊区与洛根国际机场接壤的地方，他是最早到达现场的人之一。他后来说："发生了巨大的爆炸，我从我家跑出来，离海堤大约100米。我听到人们在水中大喊求救。

同样来自温斯洛普的海军预备役指挥官唐纳德-雷根（Donald Regan）乘坐皮划艇划了出去。他发现了一大群受害者，其中许多人被严重割伤和毁容，并被航空煤油浸泡。女乘务员琼-贝里的腿被撞断，但她和她的同伴帕特里夏-戴维斯都活了下来。贝里小姐说："事情发生得太快了，没有时间去思考。'我们在空中--然后，突然，我们撞上了水面。我打开后门，跳了出去。断腿的疼痛让我昏了过去。

大量的小船涌向现场，11名幸存者--其中一人后来死亡--被拉进小船，同时还有一些尸体。在接下来的几个小时里，潜水员从水中打捞出其他受害者。

调查

当夜幕降临时，在伊莱克特拉开始爬升的09号跑道左侧发现了大量的鸟类尸体。在130米长、65米宽的区域内，散落着大约80只椋鸟的尸体，它们在不久前刚死亡。

与此同时，在事故现场，一艘美国海岸警卫队的船只接替了志愿救援人员的工作，在整个黑暗的时间里守卫着撞击区，并在低空盘旋的直升机的探照灯下尽力打捞残骸。第二天早上，海军开始了全面的打捞行动，断裂的机身和尾部被海岸警卫队的浮标上的重型起重设备从水中吊起。

一些目击者讲述了伊莱克特拉在沿着2140米的跑道跑了大约800米后升空，在大约10米的高度平飞了100米左右，然后爬升。在起落架收回后，一些目击者看到1号发动机冒出一股灰色的烟雾，而其他目击者看到2号发动机起火。

他们将飞机的速度描述为 "非常慢"，看到它向左偏移，然后在短暂的爬升过程中恢复到原来的方向。两人给它拍了照片，第一张照片显示伊莱克特拉在40米的高度朝向090°M。它在跑道上约2000米处，但向北偏移约400米。机身角度约为9°，向左倾斜了8.5°。第二张照片是在一秒钟后拍摄的，显示飞机处于相同的高度和相同的方向，但机身角度和倾斜度都增加到14°。

目击者说，伊莱克特拉随后做了一个看起来像 "转弯"的动作，机头姿态增加，左翼几乎垂直下降。然后机头迅速下降，飞机撞入水中时，仍然在向左滚动。从开始起飞到撞击只过了48秒。

三名在15号跑道降落的飞行员在最后进场时，对伊莱克特拉的起飞情况一览无余。他们密切关注着它，因为伊莱克特拉在降落前必须离开09-15号跑道的交叉口。他们第一次看到伊莱克是在它经过十字交叉口的时候，当时他们的飞机在120米高度左右。伊莱克特拉已经升空，在穿过跑道末端之前就开始左转。它的机头也过度抬高了。在经过15号跑道后不久，伊莱克特拉的2号机舱就冒出了一股烟或火焰。

伊莱克特拉的10名幸存者中，有9人证实了所有这些证人的观察。坐在休息室左边的两位空姐在起飞后不久就感觉到了震动，两人都回忆说，当他们意识到飞机有问题的时候，发动机突然爆炸了。两人都感觉到了飞机在急剧的向左转，其中一人听到了发动机不同步的声音。

四名幸存的乘客说，在升空后不久，飞机向左急速平转。一位坐在右侧舯部的乘客说，左侧的一个引擎喷出了火焰。另一位坐在机舱后部的人回忆说，在起飞后不久，有一个轻微的颠簸，与起落架收回的情况不同。他从右侧舷窗向外看去，看到一团 "黑糊糊的东西 "穿过螺旋桨弧线，越过了发动机机舱。坐在空姐对面的休息室里的一位前军事飞行员说，起飞后不久，左侧的发动机发生了变化。他意识到左侧和右侧发动机声音的不同，并估计滑行转弯发生在起飞后5到7秒。

调查人员确定伊莱克特拉几乎是垂直撞击水面，但在向左滚动时略微左翼先着地，四个引擎都被撕掉了。起落架已经收回，襟翼在起飞时对称设置。没有任何控制、液压或电气故障的证据，机体的所有损坏都是伊莱克特拉坠入海湾的结果。这架飞机的总重量远远低于其最大重量，而且其负载分布合理。这架伊莱克特拉的机龄不到16个月，只飞行了3500小时。

所有四台引擎和螺旋桨都被找到了。1号螺旋桨已经完全脱落，发动机也关闭了，但其他发动机在撞击时都处于动力状态。

在所有四台发动机的不同部分都发现了异物。从1号、2号和4号发动机中取出的异物含有鸟类组织和椋鸟的羽毛。在1号发动机中的异物比2号和4号发动机中的异物要多得多，而且在为发动机的发电机和油冷却器提供冷却空气的机舱空气进气口中发现了一些羽毛。在3号发动机中没有发现鸟类的残骸。

1号的紧急关闭手柄被拉开。这个手柄是给螺旋桨顺桨用的，关闭了油箱的截止阀，并关闭了发动机的燃料输送。

* * *

发动机制造商的试验表明，当鸟类被吞入时，会出现大量的动力中断和尾喷管的火焰喷放。

在联邦航空局的主持下，洛克希德公司在伯班克的风洞中进行的另一项测试计划，在事故发生时，正在研究涡轮发动机鸟类吞入的问题。这个项目现在寻求与波士顿事故有关的数据，伊莱克特拉发动机被安装了一个改良的进气管，以允许控制鸟类的进入。然后在不同的功率设置和风洞速度下，将各种数量的椋鸟射入发动机中。

结果发现，在75%的起飞和巡航功率设置下，单只鸟的吞入产生的影响可以忽略不计。两只鸟的吞入使发动机的输出在起飞功率下减少10%，在恢复后的巡航功率下减少15%。

在起飞功率下吞入四只椋鸟，导致发动机的输出功率下降到50%以下，持续1到3秒，恢复后功率损失15%。三次试验中的一次还产生了自动顺桨信号。六只鸟在恢复后使轴马力下降了23%，在一个例子中，发动机未能恢复。在另一次测试中，有四秒钟的时间里动力不足50%。在最后一次四鸟测试中，发动机熄火重启，然后在7秒后产生了50%的动力。在所有情况下都可能发生自动顺桨。

在所有进行的三次测试中，在起飞动力下吞入的八只椋鸟都产生了自动顺桨的信号。在其中的两次测试中，发动机未能恢复，一次测试因振动和超温而不得不终止。

分析

发动机中的鸟类残骸和跑道上的鸟类尸体表明，伊莱克特拉的1号、2号和4号发动机在飞机起飞时遇到了一大群椋鸟，并将其吞入。除了可能的结构性损坏外，鸟类的吞入阻碍了进气量，降低了压缩机的效率，并扭曲了气体路径。测试表明，发动机的效率可能恶化到无法提供推进力，或无法进行无振动运行。吞入超过三只椋鸟可能会触发螺旋桨的自动顺桨系统，导致发动机熄火，或在几秒钟内大幅降低功率输出。同时摄入8只或更多的椋鸟后，发动机不可能恢复。

伊莱克特拉的1号螺旋桨很可能是自动顺桨的。但由于任何一个螺旋桨的自动顺桨都会使系统失灵，其他的螺旋桨都没有切换到顺桨位置。1号螺旋桨的自动顺桨也表明这台发动机是第一个受到鸟类影响的，而且它至少吞入了4只鸟。

调查人员认为2号发动机吞入了大约6只鸟，结果它的动力输出受到了最不利的影响。伊莱克特拉的性能下降，加上它向左偏航，表明左侧有动力中断。此外，目击者看到火焰来自左翼的发动机，有几个人说是来自2号发动机的尾喷管。从尾管喷出的火焰表明了发动机的重新点火，很明显，2号发动机在吞入鸟类后熄火，但重新点火并恢复了动力。但在长达6到7秒的时间里，它的动力不足50%。

很明显，4号发动机吞入的鸟类比1号和2号发动机少，其动力损失也最不严重。飞机的左侧遇到的椋鸟比较多，飞行路线表明动力相当不对称，大部分动力在右侧。没有证据表明3号发动机吞入了鸟类。

为了研究伊莱克特拉在比认证要求更严格的多发动机故障条件下的可控性，洛克希德飞机公司进行了一系列的飞行试验。他们试图确定在一台或两台发动机失效的情况下，在不同的倾斜角度下的Vmc，并定义最大的不对称功率，在恒定的低空速下可以保持一个方向。

在1号螺旋桨有羽毛，其他三台发动机有3,800马力的情况下，Vmc从右倾5°的200公里到左倾5°的250公里。在1号螺旋桨被顺桨，2号螺旋桨被顺桨，3号和4号发动机各输出3800马力的情况下，Vmc在右倾5°时为230公里时速，左倾5°时高达285公里。

其他测试表明，为了在左侧两台发动机不工作的情况下保持方向控制，两台右侧发动机的总功率输出超不过一台发动机的最大功率。

进一步的研究确定，与小半径平转相关的过度偏航会产生阻力，需要异常的大功率来防止空速迅速恶化。在200公里的时速，10°的倾斜度和600米的转弯半径，所需的动力将超过可用的范围。伊莱克特拉从起飞方向向东北方向平转的半径不到600米。

根据目击者拍摄的两张照片计算，第一张照片拍摄时的空速为220公里，第二张为190公里。在两张照片之间的一秒间隔内，飞机正以每秒28公里的速度下降，接近失速，在第二张照片时，在飞机的重量、襟翼伸展的姿态下，已经低于其200公里的失速速度。

极端的偏航角也会导致机身屏蔽一个机翼的气流，而倾斜滑行转弯会减少被屏蔽机翼产生的升力。再加上未受保护的机翼上滑流增加而产生的额外升力，这就产生了滚动趋势。这种情况通常可以通过相反的副翼和方向舵来对抗，但在低空速时，可能会达到一个临界值，即滚动的趋势变得比控制面的对抗效果更大。

为了探索伊莱克特拉机组所面临的困难，调查人员设计了一系列的模拟器测试。由合格的伊莱克特拉飞行员进行 "飞行"，他们证明了飞行员突然面临的控制问题很可能是无法克服的。

从开始起飞到撞击的总时间只有47.5秒，伊莱克特拉在空中停留了大约27.5秒。很明显，飞机在升空后6秒左右撞击了鸟类，因此，如果允许一秒钟的进气中断，发动机将需要另外6秒的时间来恢复动力。这样一来，在撞击前只剩下14.5秒，而其中的3秒将飞机无法控制地坠入海湾，机组人员可用于纠正飞行的时间确实非常短暂。

根据所有的证据，调查人员得出结论，在升空后约7秒，1号、2号和4号发动机吸入了足够数量的鸟类，导致动力损失，2号和4号发动机在6秒后恢复。但他们认为，灾难的关键在于随后迅速发生的一系列关键事件。

1号螺旋桨自动顺桨而不是内侧螺旋桨的事实是不幸的，因为它增加了接下来的动力不对称性。2号发动机的熄火，加上4号发动机的部分动力损失，使飞机处于左侧无动力而右侧有大量动力的状态。由于4号发动机在2号发动机重新点火前恢复了全部动力，加剧了向左的严重偏航。

高偏航角产生了巨大的阻力，以至于2号发动机的恢复无法阻止空速的迅速下降。尽管2号发动机的恢复减少了动力的不对称性，但它不能补偿两台右侧发动机所产生的大功率。在这种不对称的情况下，继续产生偏航和向左翻滚，再加上偏航导致的翻滚影响，以及飞机迅速接近失速，控制效果迅速恶化。结果，飞机进一步向左翻滚，失速，并进入旋转状态。

鸟类可能还击中了挡风玻璃，并堵塞了空速管进气口。鸟类撞击的噪音，能见度的降低，以及可能失去的空速指示，都会使处于危急情况下的飞行员高度分心。

调查人员认为，一个非常复杂的紧急情况突然降临到机组人员身上，没有足够的时间和高度来采取行动恢复控制。

对于洛克希德公司、全世界的伊莱克特拉公司以及广大的旅行者来说，至少有一点是满意的，即调查没有发现任何可能导致事故发生的结构性故障或机械故障的迹象。

调查结果中最突出的是建议联邦航空局启动一项研究计划，以提高涡轮发动机对鸟类吞入的耐受性，并研究如何防止鸟类进入涡轮发动机。