空难纪录之——灾难性的腐蚀

正文共： 6946字 2图

预计阅读时间： 18分钟

对于在伦敦希思罗机场登上一架维克斯'先锋'客机的乘客来说，十月的早晨似乎预示着他们在欧洲滑雪度假的好天气的承诺。但是，飞机尾部一个未被发现的腐蚀斑点，像任何定时炸弹一样有效地封住了他们的命运。

1971年10月2日星期一，英国欧洲航空公司从伦敦起飞的706航班的目的地是奥地利雪原上的萨尔茨贝格。该航班由G-APEC号机执飞，是该公司139架维克斯'先锋'客机中的一架。在过去的10年里，这架中程涡轮螺旋桨飞机一直在为英国欧洲航空公司服务，由四台劳斯莱斯泰恩发动机提供动力，是专门为该公司的欧洲网络设计的。

驾驶上午飞行的是40岁的埃德-普罗伯特机长，他是个已婚男人，有一个5岁的儿子，有近10,000小时的飞行经验，其中近2,000小时是在'先锋'（Vanguard）客机上。他的妻子后来说，他本应该在家里的床上睡觉，而不是在希思罗机场的跑道上排队起飞。普罗伯特机长通常的工作安排是周五晚上飞往马耳他，周一早上返回英国。但他同意驾驶这次飞行，是为了帮助一位想送儿子去寄宿学校的英国欧洲航空公司的机长同事。

普罗伯特的机组成员包括38岁的副机长J.M.戴维斯，他的飞行时间远远超过3000小时，还有一个更低级的第三飞行员，27岁的副机长B.J.巴恩斯，他的飞行时间超过2000小时，其中大部分是作为先锋机组成员积累的。在飞行甲板上的还有一名东方航空子爵客机飞行员G.帕特里奇机长，他乘坐该机是为了获得萨尔茨堡空管程序的经验。

维克斯'先锋'客机（Vickers Vanguard）

那天早上，英格兰南部和低地国家的天气很好，几乎无云，只有轻微的东南风。在伦敦地区上空有一层雾霾，使地面能见度降低到大约四公里，但在900米以上的高度，空气很清晰，在7500到9000米处有一些卷云带。

只有55名乘客--37名英国人，包括5名英国欧洲航空公司雇员、8名奥地利人、6名美国公民和4名日本人--在希思罗机场的预定起飞时间前登上了飞机，这意味着在两个小时的飞行中，在机舱内值班的4名空乘人员的工作相对轻松。先锋客机按时从航站楼出发，被允许滑行至28L跑道，最终于上午9点34分在阳光下从希思罗机场起飞，获得了 "多佛尔一号 "标准仪表离场许可。

这条航线使飞机向东南飞过Epsom 信标区，然后向东飞过Biggin Hill和Detling 甚高频全向信标（VOR），在上午9点54分，经过伦敦空管的雷达定向，先锋客机在Dover VOR上空报告，爬升到4300米。不久之后，在穿越英吉利海峡前往比利时的半路上，先锋客机的空中交通管制责任被移交给了布鲁塞尔管制中心。

机组人员用131.1Mhz呼叫布鲁塞尔空管：'早上好，布鲁塞尔，Bealine[英国欧洲航空公司的名称]706正通过5500米飞往5800米，估计在04[上午10时04分]到达Wulpen VOR。

布鲁塞尔控制中心回答说："706，萨尔茨堡绿色一号[航路]航线干净，在到达时保持平飞在5800米。

Wulpen VOR位于距比利时海岸7公里的内陆，距沿海城市Ostende西南18公里，距法国边境11公里。在上午10点05分，在经过VOR之后，机组人员再次呼叫布鲁塞尔：'布鲁塞尔Bealine 706，Wulpen 04 [上午10点04分]，我们现在平飞在5800米高度，估计到达Mackel [西佛兰德斯的下一个信标报告点，沿航道57公里] 在10 [上午10点10分]。

这被证明是 "先锋 "客机的最后一次正常通话。五分钟后，在10点09分46秒后，在没有任何警告的情况下，两个机组人员的声音几乎同时疯狂地传来：'我们要坠毁了......706......我们正在下降。

随后，这两个声音发出了一连串的求救信号，在零碎和混乱的传输中，伴随着螺旋桨的呼啸声和越来越大的空气动力噪音，可以听出'我们正在垂直下降'和'Bealine 706...失去控制'这句话。

在接下来的54秒里，随着通话的继续，还出现了呼吸声和清脆的声音，'没有方向舵'的字样，其他微弱和听不清的语言，最后是'啊......这就是它！'

然后通话突然停止，此后，布鲁塞尔控制中心给先锋客机的一些通话仍然没有得到回应。

* * *

这时，在西佛兰德省的卡内格姆和阿尔塞勒村及其周围的一些农民，就在连接蒂尔特和德恩泽镇的公路北面，听到他们头顶上有一种高亢的呜呜声，而且音量在不断增大。

抬头看向晴朗的天空，他们惊讶地看到一架大型四引擎飞机正在尖叫着高速俯冲。当它垂直向地面俯冲时，他们看到飞机正围绕其纵轴慢慢向右旋转。

在他们的注视下，几乎无法相信自己的眼睛，飞机可怕的坠落继续不受控制，最后它以巨大的冲击力坠落到一片空地上，靠近一条小溪穿过蒂尔特-德恩泽公路的地方。在它坠落的过程中发生了巨大的爆炸，金属碎片散落在半径约300米的各个方向。其中一块残骸击中了一辆刚好在路上经过的汽车，使其中一名乘客受了轻伤。

农民Walter Maertens看到了坠机的发生。'我抬头看了看天空，'他说。我听到一架飞机在低空飞行。当我看到它的机头朝下坠落时，我开始跑。飞机撞上了田野，并在一声巨响中爆炸了。

赶到坠机现场的当地人发现他们完全无能为力。除了散落在一个深的撞击坑周围的大量零碎残骸外，飞机似乎没有留下什么。火焰在坑内猛烈地燃烧着，有一股强烈的煤油燃烧的味道。

当地消防队的Josef van Overschelde医生在撞击几分钟后赶到现场，他说他发现了散落在数百米范围内的人类遗骸和残骸。我到达时，残骸的主要部分正在燃烧，'他说。'机上的人已经被压碎和烧毁了。不可能有生还者。

调查

比利时航空管理局的调查员在上午晚些时候到达事故现场，随后，来自伦敦的三名英国空难调查员也尽快赶到。

他们发现先锋客机坠毁在一片平坦的草地上，底层为软粘土，靠近一条小溪，边上有一排树木。巨大的冲击力撞出了一个深约6米的主坑，由于飞机处于几乎垂直的俯冲状态，机翼在坑的两边分别撞出了冲击沟，因此整架飞机的正面都深深地印在了柔软的地面上。在主撞击坑周围散布着解体的结构碎片，而主要来自机身和机翼的零碎残骸，大部分是由无数的飞机蒙皮碎片组成的，分布在四周。机翼、发动机和大部分机身的残骸，都处于解体状态，被嵌入柔软的地面。

火灾在撞击中爆发。有证据表明，在撞击坑内有严重的燃烧，在散落的残骸中也有局部的火灾损害，在飞机撞击地面时，燃烧的燃料从解体的机翼油箱中流出，使火势蔓延。机身，包括驾驶舱和客舱，几乎完全破碎。剩下的几块碎片主要来自于机尾，包括一部分机身下部结构，后部压力舱壁连接在上面。

撞击时，起落架和襟翼都在收回状态，所有四台引擎都处于动力状态。驾驶舱里的设备和结构碎片被确认，包括中央控制台的残骸，但没有任何有用的证据可以确定任何其他控制装置的位置。所有的舱门、舱盖和加压机身上的部件也被确认，确定它们在飞机坠毁时是在原位的。残骸中没有任何东西表明炸弹爆炸导致了事故的发生。

然而，人们发现，当飞机坠毁时，两个尾翼的外三分之二和左翼升降舵，以及整个右翼升降舵，都从飞机上消失了。在离主要残骸区几公里的地方发现了左右两边水平尾翼和升降舵的主要碎片，它们在地面的分布与飞机失去控制时的航向和风向一致。根据分离零部件的位置和风向数据绘制的风向漂移图表明，所有这些部件都是在不低于5500米的高度与飞机分离的。

先锋客机配备了一个六参数的Plessey-Daval飞行数据记录器，安装在机尾尾锥中。飞行数据记录器的磁带从地面上散落的残骸中被找到。虽然外壳受到了一些撞击的损害，但磁带并没有暴露在火中。

记录仪的数据打印显示，飞机符合管制中心的指示，在记录仪停止工作前6.25分钟，在大约5800米的高度平飞。在这短暂的巡航期间，空速从390公里增加到460公里，在记录的最后一分钟里，空速一直保持在这个速度。在这段时间里，没有发现异常的俯仰角或滚转角或加速度水平，自动驾驶仪的副翼和升降舵通道也被激活。记录结束时，飞机在5770米的高度上稳定地巡航飞行。

记录的航向和空速数据被用来绘制飞机的地面轨迹图，显示飞行记录器在飞机离坠机地点以西约3公里处突然停止。在记录的最后半秒，记录信号的特征变得非常不正常。即便如此，剩余的记录数据仍然有效，并显示没有偏离之前确定的飞行路线。在记录结束时，自动驾驶仪、升降舵和副翼通道仍在使用。

为了确定这种记录信号衰减的确切性质，调查组进行了一系列的实验室测试。他们发现，只有当从处理单元到记录仪本身的电源和数据供应按特定顺序中断时，才会出现这种信号衰减。这首先需要分离伺服数据信号，然后是115V电源。同时，在这些分离过程中，实际传输飞行数据的两根线必须保持完整。在先锋客机上，传输这些电力供应和信号的电缆绕组穿过后部压力舱壁。对回收的线环的检查表明，伺服和电源线的分离是在那里发生的，其方式与要求的顺序一致。

在调查人员完成了对事故现场残骸的检查后，一些不太完整的碎片被带到了比利时政府在哈伦的航空管理研究机构进行更详细的检查。任何试图 "重建 "驾驶舱和客舱的尝试都是不可能的，因为它们遭受了毁灭性的破坏，但是这种类型的调查对于碎片较少的后机身和副翼是可能的。

随着调查的进行，尾翼部分的 "重建 "表明，所有遭受的破坏都与飞机在撞击时的近乎垂直的姿态相一致。尾翼和方向舵被严重压碎和破裂，机身背部结构也是如此。连接后部压力舱壁的机身框架被分成三块，舱壁本身也被挤压并撕裂成许多碎片。坠毁时，尾锥和它的通道板是连接在一起的，并在原位。后部货舱后的机身上的飞行控制链路没有显示出飞行中的缺陷或故障的证据。

但是，两架尾翼的蒙皮、翼肋和支柱结构显示出一种不能归因于任何外力的分离。两架飞机的上层蒙皮都被抬起，在后部和前部支柱之间分离，要么是铆钉分离，要么是埋头铆钉被拉断。上层蒙皮的分离似乎起源于后支柱，蒙皮上的铆钉印表明，在支柱发生任何变形之前，蒙皮已经发生了移动。在中间隔板区域的蒙皮下表面也发现了类似的证据。在尾翼根部，上层蒙皮已经从结构上剥落和撕裂了。

尾翼和升降舵与飞机的分离似乎是从上层蒙皮的分离开始的，然后是前部外侧支柱部分向后和向下分离，伴随着下层蒙皮和后部支柱的断裂。分离的上层蒙皮的外观强烈地表明，内部是有压力的。因此进行了测试，以确定尾翼组件在内部加压时的行为。

为此，对另一架英国欧洲航空公司的先锋客机进行了改装，以测试在高机舱压差下模拟后部压力舱壁破裂的效果。这包括在隔板上安装一个适当横截面积的金属瓣阀。据计算，G-APEC号机尾翼组件失效时机舱内的压差为0.40公斤/平方厘米，为了接近后部压力隔板突然失效时可能作用于飞机尾翼的载荷，决定在地面上使用0.44公斤/平方厘米的机舱压差来模拟5800米高度的隔板失效。

测试包括将机舱压差增加到0.44公斤/平方厘米，然后打开阀门来模拟舱壁故障。在0.12秒内，尾锥的压力差达到了0.39公斤/平方厘米的最大值，0.03秒后，尾翼内达到了0.29公斤/平方厘米。此时，右外侧的水平尾翼突然出现了压力波动，因为严重的扭曲破坏了其上皮。最严重的损坏是在尾翼的翼梁上，在升降舵的铰链肋上，铆钉头拉破了蒙皮。蒙皮在中央和后部支柱之间也发生了变形。在内部，夹板与弦杆之间的铆钉出现了广泛的故障。

为了确定在飞行中可能发生的结构性损坏或故障导致尾翼结构的内部加压，还对被压碎和撕裂的后部压力舱壁进行了 "重建"。

先锋客机的机身结构在后部压力隔板所连接的框架处包括一个带有倍增器的机身蒙皮接头，后部压力隔板本身，其外围粘接有一个倍增器板，以及机身框架本身。因此，整个接头由六层金属铆接而成。压力舱壁以圆顶的形式向后延伸，由铝合金板搭建而成，在连接处有双层板。整个框架连接处在精加工涂料上涂有大量的聚硫密封剂，没有留下未处理的边缘，但涂层没有延伸到覆盖机身外皮双层板的边缘。

重建工作确定了腐蚀发生在压力舱壁的底部，在与它的前部粘合的外围双层板的下面。在48厘米的距离内，大约在中心线附近，粘合剂被完全剥离，舱壁金属被腐蚀掉了。从每一侧的腐蚀区域的两端开始，裂缝向上和向外延伸，然后向上和向内延伸，穿过隔板的下部中心板，终止于中央枢纽配件。裂缝将包含电气设备和飞行控制装置的接头和密封件的舱壁下部四分之一与其余部分分开，除了中央枢纽接头处的大约15厘米的金属。

仔细检查腐蚀区域两侧的裂缝的断裂面，发现它们最初是逐渐发展的，可能是在飞机的14个以上的加压周期中。然而，当裂缝扩展到大约60毫米时，达到了一个临界点，压力舱壁的整体结构强度不再能够承受机舱压力差，在这种气压下，裂缝突然发展，有效地突破了舱壁，使压力扩展到尾锥，然后进入尾翼。除了撞击损坏外，舱壁上的所有裂缝都是在飞机撞击地面之前发生的。

当从机身框架上拆下隔板的残骸时，发现了第二个腐蚀区域。该区域位于右下方连接机身框架和机身结构的径向支撑部件的支架上和下方。但是腐蚀还没有发展到在舱壁或框架结构中出现任何裂缝的程度。

在后舱壁本身或框架连接处没有发现其他腐蚀区域，从表面上看，也没有任何污染液体的证据。但是在紧挨着这个舱壁框架的机身框架上，有一系列的 "潮汐痕迹"，表明至少有12次液体被困于舱壁后部和这个框架之间，深度达数十厘米。

先锋客机的维护记录也显示，在飞机最近的服役期内，曾多次在尾锥中发现液体积聚。自上次大检查以来，在将近9个月的时间里，有8条记录表明尾锥中存在水、冰或液压油，尾锥的密封性需要注意。在这之前不久，有一条记录显示后部厕所有液体溢出。在事故发生前6个月，又有一条关于后部厕所马桶渗水的记录。

在先锋客机上，厕所排泄物是通过压力隔板后面的管道排放到大气中的。在G-APEC号机的残骸中，紧挨着 "潮汐痕迹 "的舱壁后面的排水管被类似于残骸被捞起时的干泥堵住，无法确定其撞击前的状况。但是，隔板所连接的机身框架上位于下部中心的排水孔，被发现被涂在其前部的聚硫密封剂所堵塞。在框架的后部发现了4平方厘米的表面腐蚀，距离被堵塞的排水口15厘米。

这架飞机的历史记录显示，它是由威布里奇的维克斯-阿姆斯特朗公司在1959年底制造的，但直到1961年1月才交付给英国欧洲航空公司，那时它只飞了89小时。此后，该机一直在英国欧洲航空公司连续服役，直到事故发生时，总共飞行了近21,700小时。

先锋客机的维护计划要求对后机身区域进行各种检查，包括后部压力舱壁的清洁度、状况和是否存在腐蚀，但只有在大检查时才要求清除地板以下的隔音材料。在事故发生前18个月，对G-APEC号机进行大检查时，没有报告有腐蚀。因为不可能通过视觉手段充分检查地板以下的后部压力舱壁搭接处，所以对G-APEC号机也进行了射线检查。

在调查过程中，对当时拍摄的照相板的进一步检查显示，有一块照相板的质量很差，对其覆盖的区域进行射线检查的价值不大。在事故发生后，没有对相关区域进行重复的射线照相，而这正是事故发生后发现的第二个严重腐蚀区域的地方。

分析

从先锋客机的无线电信号和飞行记录仪的读数可以看出，从希思罗机场起飞到记录仪停止工作，其运行是正常的，没有发生任何事故。在这段时间里，飞机按照计划的航线飞行，机组人员对空管的指示做出了迅速的反应。

由于飞行记录仪在巡航高度的平飞中停止了工作，而且记录仪数据所绘制的最后位置与尾翼残骸的风向漂移图之间存在合理的一致性，因此没有理由怀疑是后部压力舱壁的破裂导致了飞行记录仪的停止工作。

调查结果显示，后部压力舱壁的突然失效开始了导致事故发生的结构解体序列。来自机舱的加压空气使尾翼和副翼迅速膨胀，在尾翼表皮上形成了高差压，导致其上部蒙皮脱落。空气动力载荷随后导致尾翼和升降舵的快速断裂和分离。在巡航飞行中，水平尾翼面的损失导致飞机猛烈地俯冲，没有可能从由此产生的俯冲中恢复。

在事故发生前的几次飞行中，通过后部压力舱壁底部的小裂缝的加压空气量不足以阻止飞机的加压系统维持正常的机舱压力。

机身表皮和后部压力舱壁之间的连接处的严重腐蚀在事故发生前已经存在了一段时间。令人怀疑的是，在定期的400小时检查中，是否能从后面看到腐蚀，因为它被隐藏在接头处，而且隔板和机身结构的交汇处限制了对它的接触。

当裂缝发展到隔板上未被腐蚀的金属时，至少有一条裂缝可以从后面看到，但是从裂缝发展到这个程度到隔板最终破裂的时间相对较短，可能是14个加压周期左右。

飞机的维护计划假定舱壁周围的粘合涂料和密封将保持有效，并规定仅在相对较长的间隔时间内进行目视检查。然而，正如调查所显示的那样，在任何视觉上的迹象出现之前，粘合的双层板和压力隔板的正面之间的脱层，伴随着腐蚀，可能变得很严重。在事故发生前一段时间，对后部压力舱壁搭接处的下部进行了射线检查，用当时使用的检查技术没有发现腐蚀。压力舱壁的复杂结构增加了解释照片细节的难度。

由于没有意识到这个粘接点的问题的程度，所以没有设计出有效的技术来进行检查。然而，在事故发生后，改进了技术，同时进行了修改，以改善这种检查的效果。

在飞机上存在隐蔽区域的情况下，腐蚀更有可能随着机龄的增加而发展，因此检查技术必须在腐蚀开始时就有效地检测出任何此类腐蚀。

原因

事故是由于后部压力舱壁破裂，导致飞行中两个水平尾翼蒙皮分离，造成飞机俯冲到地面。