《飛機(jī)的賬本》系列。每一個(gè)設(shè)計(jì)背后,都有人在付賬。第一期拆了進(jìn)氣道——那根3米長的管子貢獻(xiàn)了63%的推力,靠激波減速,靠沖壓增壓。第二期拆了熱力牢籠——127°C的鋁合金極限、膨脹15到25厘米的機(jī)身、燃油同時(shí)充當(dāng)散熱器和配重的三位一體綁定。兩期講的都是"怎么造的"。這些天才設(shè)計(jì)是怎么讓一架飛機(jī)在兩倍音速下安全巡航了24年的。這一期,我來講它怎么沒的。
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一、57次
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協(xié)和號(hào)服役24年間,輪胎相關(guān)事故一共出現(xiàn)了57次。信號(hào)一直在響。
在2000年7月25日之前,協(xié)和號(hào)的安全記錄表面看上去確實(shí)很漂亮。
從1976年投入商業(yè)運(yùn)營到2000年,整整24年,法航和英航加起來飛了大約25.5萬個(gè)小時(shí),期間沒有摔過一架。這在商用航空的世界里算是漂亮的履歷。
但是有一組數(shù)字藏在這份履歷的里面。
從1976年到2000年,協(xié)和號(hào)機(jī)隊(duì)發(fā)生了57次有記錄的輪胎爆裂或失壓事件。
記錄的足足有57次。
這57次里,有一些是在滑行中,有一些是在起飛滑跑中。
碎片彈進(jìn)機(jī)翼蒙皮、打壞起落架艙門、打斷液壓管路、甚至是穿透了油箱。這種事一直在反復(fù)發(fā)生,一直沒停過。
為什么這個(gè)數(shù)據(jù)這么高?
因?yàn)閰f(xié)和號(hào)的起飛方式和普通的民航客機(jī)完全不同。
我在上一期寫過,協(xié)和號(hào)的三角翼在低速時(shí)升力是嚴(yán)重不足的,必須要用大迎角去"騙"更多的升力。這也意味著起飛時(shí)需要非常高的速度才能抬輪離地,起飛速度會(huì)超過400km/h。作為對(duì)比,同時(shí)期的波音747的起飛速度大約在280到310km/h。
道理也很簡(jiǎn)單,速度越高,輪胎承受的熱量和應(yīng)力越大。期間只要碾上跑道上任何一點(diǎn)碎片或者堅(jiān)硬的污染物,像金屬條、螺栓、甚至別的飛機(jī)掉下來的小零件,輪胎在這個(gè)速度下會(huì)以極高的能量爆裂。
橡膠碎片不是軟綿綿地散開,是像子彈一樣飛出去。
而協(xié)和號(hào)的油箱就在機(jī)翼里。蒙皮下面的幾厘米就是滿載的航空煤油。鋁合金蒙皮沒有任何額外的防護(hù)層。
這顆雷從畫圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的那天就埋在那里了。
最危險(xiǎn)的一次發(fā)生在1979年6月14日,華盛頓杜勒斯機(jī)場(chǎng)。
那天,一架協(xié)和號(hào)在起飛滑跑時(shí),左主起落架的兩個(gè)輪胎同時(shí)爆裂。高速飛濺的橡膠碎片直接擊穿了機(jī)翼下蒙皮,事后發(fā)現(xiàn)足足擊穿了三個(gè)油箱,切斷了多條液壓管路和電纜,還在機(jī)翼上表面撕開了一個(gè)大洞。
航空煤油立刻從破損的油箱中大量泄漏。
如果當(dāng)時(shí)起了火,那就是2000年巴黎事故的預(yù)演。飛機(jī)還在地面,但是因果鏈幾乎一模一樣:爆胎→碎片擊穿油箱→大量漏油。
那次只是運(yùn)氣好,漏油沒有被引燃。飛機(jī)帶著一身傷最終著陸了。
美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì)(NTSB)在事后發(fā)出了明確的安全警告:輪胎爆裂對(duì)協(xié)和號(hào)構(gòu)成"潛在的災(zāi)難性威脅"。
警告的核心信息很直白,油箱的蒙皮太脆弱了,需要額外的防護(hù)。
制造商收到了這份警告。
但是油箱沒有加固。
隨后輪胎繼續(xù)接著爆。1981年,又一次爆胎打壞了油箱區(qū)域的蒙皮。1993年,還是爆胎,碎片又進(jìn)了起落架艙。
24年里57次。沒有一次導(dǎo)致墜機(jī),所以從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看,它還是"安全"的。
警報(bào)信號(hào)一直在響。只是從來沒有人動(dòng)手去拔那根保險(xiǎn)絲。
二、90秒
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AF4590最后的飛行軌跡。從松剎車到墜毀,只有不到90秒。
2000年7月25日,星期二,巴黎。
戴高樂機(jī)場(chǎng)26R跑道。下午2點(diǎn)42分。
法國航空4590航班,一架協(xié)和號(hào)客機(jī),編號(hào)F-BTSC,準(zhǔn)備起飛前往紐約肯尼迪機(jī)場(chǎng)。
機(jī)上100名乘客(幾乎全是德國旅行團(tuán),準(zhǔn)備在紐約登上一艘加勒比海郵輪)、9名機(jī)組人員。
機(jī)長克里斯蒂安·馬蒂(Christian Marty),資深協(xié)和號(hào)飛行員。副駕駛讓·馬爾科(Jean Marcot)。飛行工程師吉勒·雅里迪諾(Gilles Jardinaud)。
從松剎車到墜毀,全程不到兩分鐘。
以下的數(shù)據(jù),來自駕駛艙語音記錄器(CVR)和飛行數(shù)據(jù)記錄器(FDR)。
14:42:31 機(jī)長松開剎車,四臺(tái)奧林帕斯593開加力,飛機(jī)開始加速。
此時(shí)在跑道上,距離協(xié)和號(hào)前方大約1400米處的路面上,有一樣之前遺落的、43厘米長的鈦合金磨耗條(wear strip)。
這條金屬條不屬于協(xié)和號(hào)。
五分鐘前,一架大陸航空(Continental Airlines)的DC-10從同一條跑道起飛,發(fā)動(dòng)機(jī)反推裝置外罩上一塊固定用的磨耗條脫落掉在了跑道上。
這塊金屬條本該用不銹鋼制造,但大陸航空的休斯敦維修基地用了一塊鈦鋁合金替代品,鉚釘孔也沒有按標(biāo)準(zhǔn)來鉆。
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調(diào)查人員確認(rèn):這條磨耗條來自一架幾分鐘前起飛的DC-10。
協(xié)和號(hào)的飛行員不知道跑道上有異物(FOD——跑道異物),塔臺(tái)也不知道,沒有人知道。
14:42:54.6 副駕駛報(bào)出:"100節(jié)。"
速度還在持續(xù)增加。四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)全力輸出,協(xié)和號(hào)在跑道上加速滑跑,輪胎承受著巨大的熱量和離心力。
14:43:03.6 副駕駛報(bào)出:"V1。"
V1。決斷速度。過了這個(gè)點(diǎn),就算發(fā)動(dòng)機(jī)起火也不能中斷起飛,跑道剩余長度已經(jīng)不夠剎住這架飛機(jī)了,強(qiáng)行制動(dòng)就會(huì)沖出跑道。
過了V1,按標(biāo)準(zhǔn)操作程序,唯一的選項(xiàng)就是飛起來。
V1之后,不到一秒。
左主起落架的前右輪碾上了那條43厘米的鈦合金磨耗條。
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調(diào)查人員后來的復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。在接近起飛速度時(shí),這條鈦合金磨耗條足以像刀一樣切開輪胎。
輪胎在超過300km/h的速度下被金屬條割裂。不是我們平時(shí)想的慢慢漏氣,是一瞬間炸裂。一整條輪胎在零點(diǎn)幾秒內(nèi)碎成數(shù)塊高速飛散的碎塊。
其中最大的一塊橡膠碎片重4.5公斤。它以大約140m/s的速度,相當(dāng)于510km/h,從跑道彈起,砸在了左翼的底部。
這一擊沒有直接穿透油箱壁。但接下來發(fā)生的事更嚴(yán)重。
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協(xié)和號(hào)復(fù)雜的燃油轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。燃油不僅是推進(jìn)劑,也是配平系統(tǒng)的一部分。
第二期講過,協(xié)和號(hào)的油箱就在機(jī)翼結(jié)構(gòu)里面。5號(hào)油箱在那一刻是滿的,裝滿了幾乎不可壓縮的液態(tài)航空煤油。4.5公斤的碎片以510km/h的時(shí)速砸中一個(gè)完全充滿液體的密封金屬容器,這就是水錘效應(yīng)(Hydrodynamic Ram)。
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調(diào)查人員后來的復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。真正擊穿油箱的,不是碎片本身,而是燃油內(nèi)部形成的壓力沖擊波。
水錘效應(yīng)我們?cè)谌粘I钪锌赡苡龅竭^:
突然關(guān)上水龍頭時(shí),水管會(huì)發(fā)出"咣"的一聲悶響并劇烈震顫——管子里流動(dòng)的水突然被截停,動(dòng)能無處釋放,瞬間轉(zhuǎn)化為一道沿管壁傳播的壓力脈沖。這個(gè)脈沖的力量遠(yuǎn)大于水的正常壓力。
協(xié)和號(hào)油箱里發(fā)生的是同一件事的放大版。碎片的沖擊在密封的燃油中激起一道壓力脈沖,這道脈沖在油箱內(nèi)壁之間來回反彈,油箱底板承受的瞬時(shí)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它被設(shè)計(jì)來承受的區(qū)間范圍。
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跑道上的黑色煙跡與未燃燒燃油痕跡,事故鏈在飛機(jī)離地前就已經(jīng)開始。
一塊25cm×32cm的油箱底板被內(nèi)部壓力從里向外頂開,整塊脫離了機(jī)翼結(jié)構(gòu)——不是從外面打進(jìn)來的,是直接從里面炸出去的。
航空煤油開始以大約每秒60公斤的速率從裂口涌出。換算一下,相當(dāng)于每秒接近100升。
幾乎是瞬間,漏出來的燃油被引燃了。最可能的點(diǎn)火源是爆胎碎片同時(shí)切斷的起落架艙內(nèi)電纜,斷裂的電線產(chǎn)生了電弧。不過也有可能是高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)部件直接引燃了噴涌而出的煤油。
無論是哪種方式,一團(tuán)巨大的火焰在左翼下方顯現(xiàn)。
14:43:13 機(jī)長開始拉桿抬頭。與此同時(shí),塔臺(tái)管制員在無線電中對(duì)機(jī)組叫道:
"你后面起火了。你后面起火了。"
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塔臺(tái)最后看到的畫面。此時(shí)AF4590已經(jīng)過了V1。飛機(jī)無法中斷起飛。
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另外的目擊者片段
但飛機(jī)已經(jīng)過了V1。機(jī)組已經(jīng)無法中斷起飛。
14:43:20.4 飛行工程師雅里迪諾的聲音出現(xiàn)在CVR上:"發(fā)動(dòng)機(jī)故障……二號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)故障!"
第一期解釋過sympathetic surge,連鎖喘振:協(xié)和號(hào)同一側(cè)的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)共享一個(gè)短艙(nacelle),在速度達(dá)到1.6馬赫以上時(shí),一臺(tái)喘振會(huì)傳染另一臺(tái)。
但此時(shí)的AF4590離超音速還遠(yuǎn)著呢。這里發(fā)生的是另一種更直接的失效:大火產(chǎn)生的大量高溫燃燒廢氣裹挾著碎片,被左側(cè)的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)(1號(hào)和2號(hào))直接吸進(jìn)了進(jìn)氣道。
發(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)去的不是空氣,是滾燙的廢氣和碎片。壓氣機(jī)被燙得喘振,推力直接沒了。
14:43:22.8 駕駛艙里響起了2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的火警鈴。
14:43:24.8 - 14:43:29.3 飛行工程師呼叫關(guān)停2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)長執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)滅火程序,直接拉出火警手柄。
左側(cè)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一臺(tái)被手動(dòng)關(guān)停。另一臺(tái),1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)——仍然在喘振中掙扎,推力時(shí)有時(shí)無。
飛機(jī)只剩右側(cè)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常工作。
與此同時(shí),還有一個(gè)問題,起落架也收不起來。
大火和碎片損壞了起落架的收放裝置。起落架像一排巨大的減速板,硬生生掛在機(jī)腹下面,產(chǎn)生著巨大的氣動(dòng)阻力。
局面當(dāng)時(shí)顯然已經(jīng)無解了。
第一期講過,協(xié)和號(hào)的三角翼在低速時(shí)依賴渦升力,需要高速度和大迎角才能維持飛行。現(xiàn)在,兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力沒了,起落架還產(chǎn)生著巨大的阻力,飛機(jī)根本無法加速。
速度就卡在了200節(jié)上不去。高度也卡在了大約60米。
200節(jié)不夠。在這個(gè)重量和阻力下,飛機(jī)需要更多速度才能維持住升力。但已經(jīng)沒有推力來加速了。
飛機(jī)既爬不動(dòng),也快不了。就這樣在一個(gè)不上不下的地方被火燒著,慢慢地、不可逆地失去能量。
不久后,1號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)徹底停轉(zhuǎn)。
大火開始燒毀左翼后緣的升降副翼控制面。第二期講過,升降副翼是協(xié)和號(hào)三角翼上負(fù)責(zé)俯仰和滾轉(zhuǎn)的核心控制面,沒有常規(guī)的水平尾翼來分擔(dān)。升降副翼一旦失效,飛機(jī)的姿態(tài)控制就名存實(shí)亡了。
飛機(jī)開始不可控地向左傾斜。翻滾角超過100度,隨后機(jī)頭下栽。
14:44:31 協(xié)和號(hào)F-BTSC,以接近垂直的姿態(tài),墜入巴黎戈內(nèi)斯鎮(zhèn)的一座名叫H?telissimo的酒店。
從松剎車到撞擊地面,整整兩分鐘。從輪胎碾上金屬條到墜毀,大約90秒。
機(jī)上100名乘客、9名機(jī)組人員全部遇難。地面4人遇難,113條人命。
協(xié)和號(hào)24年的安全記錄,在這一刻歸了零。
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AF4590最終墜毀在戴高樂機(jī)場(chǎng)西南方向數(shù)公里外。它甚至沒來得及真正開始跨洋飛行。
三、被吃掉的余量
事故發(fā)生后,法國民航事故調(diào)查局(BEA)主導(dǎo)了調(diào)查。
BEA的最終結(jié)論很明確:事故的直接原因是跑道上大陸航空DC-10遺落的鈦合金磨耗條。
金屬條切破輪胎 → 碎片擊中油箱 → 燃油泄漏起火 → 發(fā)動(dòng)機(jī)失效 → 墜毀。因果鏈干凈利落,環(huán)環(huán)相扣。
但是圍繞這個(gè)結(jié)論,從來不缺質(zhì)疑。
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調(diào)查人員后來的結(jié)構(gòu)模擬。爆胎沖擊引發(fā)的壓力波最終撕裂了油箱結(jié)構(gòu)。
因?yàn)槌四莻€(gè)金屬條之外,AF4590的起飛條件已經(jīng)處于多個(gè)異常因素的疊加之下。每一個(gè)單獨(dú)看都不是致命的,疊在一起就是一道幾乎沒有余量的鋼絲繩。
下面這五筆賬,每一筆都在悄無聲息地吃掉安全余量。
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第一筆:缺失的墊片。
事故發(fā)生前幾天,法航的維修團(tuán)隊(duì)剛剛更換了F-BTSC左主起落架的一根承力梁(bogie beam)。更換流程要求在兩個(gè)軸承襯套(bearing spacer)之間安裝一塊約30厘米的鋁制墊片,用來保證前輪組不會(huì)跑偏。
但這塊墊片沒有被按規(guī)定裝回去。
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爆胎之后,起落架系統(tǒng)承受了異常側(cè)向載荷。
后果是什么?前輪組失去了橫向上的固定,輪組在滑跑中可以偏轉(zhuǎn)最多3度——輪子歪著走,以一個(gè)微小的偏角被拖著前進(jìn)。
這個(gè)偏角帶來了額外的摩擦力。摩擦力拖慢了左側(cè)主輪的加速。我翻了大量相關(guān)資料和分析文章,在FDR數(shù)據(jù)中有一個(gè)細(xì)節(jié)很少被提及:飛機(jī)在起飛滑跑中出現(xiàn)了明顯的左偏趨勢(shì)——也就是說,左側(cè)的輪子在"拖后腿"。
這起事件的獨(dú)立調(diào)查人,包括前協(xié)和號(hào)機(jī)長馬里·肖夫(Jean-Marie Chauve),認(rèn)為這個(gè)偏轉(zhuǎn)造成了兩個(gè)后果:
一是讓飛機(jī)加速更慢,需要更長的跑道距離才能達(dá)到V1;二是讓那條被拖著走的輪胎在碾上金屬條之前就已經(jīng)承受了超出正常的應(yīng)力和溫度。
他們的推論比這更大膽,輪胎可能在碾上金屬條之前就已經(jīng)處于瀕臨破裂的狀態(tài)。那個(gè)金屬條只是補(bǔ)了最后一刀。
BEA的官方結(jié)論是:缺失的墊片對(duì)事故"沒有顯著影響"。
兩種說法,至今沒有共識(shí)。
第二筆:超重。
F-BTSC那次起飛的實(shí)際重量,比協(xié)和號(hào)的最大結(jié)構(gòu)起飛重量重了大約810公斤到一噸。
超出來的重量來自兩個(gè)地方。第一,燃油加得比航線所需的多。第二,在起飛前不久,19件未登記的行李被臨時(shí)追加裝進(jìn)了貨艙,這些行李的重量最后都沒有被計(jì)入起飛重量和重心計(jì)算中。
但多出來的這一噸,每一公斤都在減少安全余量。
意味著飛機(jī)需要更高的速度才能安全離地。意味著輪胎在整個(gè)滑跑過程中承受了超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷。意味著只要出現(xiàn)任何緊急情況,飛機(jī)的爬升能力比正常狀態(tài)表現(xiàn)會(huì)更差。
每多一公斤重量,物理給這架飛機(jī)的容錯(cuò)空間就少一點(diǎn)。
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事故調(diào)查中的重量數(shù)據(jù)。AF4590起飛時(shí)確實(shí)處于超重狀態(tài)。
第三筆:8節(jié)的順風(fēng)。
飛機(jī)滑行到跑道頭準(zhǔn)備起飛時(shí),風(fēng)向發(fā)生了變化。變成了8節(jié)的順風(fēng)。
順風(fēng)起飛在民航運(yùn)行中通常是要避免的。飛機(jī)的升力產(chǎn)生于機(jī)翼和空氣之間的相對(duì)速度,逆風(fēng)起飛時(shí),還沒加速就已經(jīng)有了一定的空速;順風(fēng)起飛時(shí),飛機(jī)的地面速度必須額外彌補(bǔ)那段風(fēng)速差。
8節(jié)順風(fēng)意味著起飛滑跑距離變長、安全余量變小。按照標(biāo)準(zhǔn)操作程序,如果風(fēng)向條件顯著變化,機(jī)組應(yīng)該重新計(jì)算起飛性能數(shù)據(jù),或者申請(qǐng)更換到逆風(fēng)方向的跑道。
當(dāng)時(shí)機(jī)組既沒有重新計(jì)算,也沒有換跑道。
如果把順風(fēng)因素納入起飛性能限制,按照協(xié)和號(hào)的性能手冊(cè),8節(jié)順風(fēng)條件下的最大允許起飛重量應(yīng)該降低約6噸。
回頭再看那個(gè)數(shù)字:飛機(jī)本就已經(jīng)超重約1噸。而順風(fēng)修正后的限重又降了約6噸。兩筆賬加在一起,F-BTSC實(shí)際上超出了當(dāng)時(shí)條件下的規(guī)定限重將近7噸。
第四筆:重心。
加多了的油、追加的行李、裝載位置,這些因素疊加在一起,讓F-BTSC的重心緊貼后限。
第二期講過協(xié)和號(hào)的配平邏輯:飛行工程師靠在17個(gè)油箱之間轉(zhuǎn)輸燃油來精確調(diào)節(jié)重心位置。這套系統(tǒng)的前提是重心在起飛時(shí)就處于一個(gè)合理的范圍內(nèi)。
重心這么靠后,飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性就處于最差的狀態(tài)。一旦機(jī)頭開始上仰,糾正的力矩余量最小。而當(dāng)左翼油箱被擊穿、燃油大量泄漏后,重心會(huì)進(jìn)一步后移——因?yàn)樾孤┑舻挠蛠碜詸C(jī)翼中段,等于從天平的中間位置移走了重量,相對(duì)而言后方就更重了。
第五筆:7.6米。
FDR數(shù)據(jù)顯示,飛行工程師在飛機(jī)離地高度僅約7.6米時(shí)就關(guān)停了2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)。
協(xié)和號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)程序規(guī)定:發(fā)動(dòng)機(jī)滅火程序應(yīng)在飛機(jī)達(dá)到穩(wěn)定飛行狀態(tài)、高度至少120米以上時(shí)執(zhí)行。 7.6米剛剛離開地面。四臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中已經(jīng)有兩臺(tái)不正常工作,在這個(gè)時(shí)刻再手動(dòng)關(guān)掉一臺(tái),即便是那臺(tái)已經(jīng)在火警的,等于在飛機(jī)最脆弱的階段主動(dòng)放棄了一個(gè)推力來源。
這個(gè)操作至今仍然還有爭(zhēng)議。支持方認(rèn)為火警就是火警,拖延可能導(dǎo)致更大的災(zāi)難。反對(duì)方認(rèn)為一臺(tái)喘振的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然會(huì)間歇性地提供部分推力,在7.6米這個(gè)高度,任何一點(diǎn)推力都是救命的。
BEA在最終報(bào)告中沒有將飛行工程師的操作列為事故原因或促成因素。
歸因。
回頭看這五筆賬:缺失的墊片、超重、順風(fēng)、重心后限、過早關(guān)停發(fā)動(dòng)機(jī)。
任何一條單獨(dú)拿出來,可能都不會(huì)導(dǎo)致最后的事故。
但它們不是單獨(dú)出現(xiàn)的。它們同時(shí)存在于同一架飛機(jī)的同一次起飛中。
再加上前一架大陸航空麥道DC-10遺落在跑道上的那條金屬條。
BEA給出了事故調(diào)查意義上的直接原因鏈:金屬條→爆胎→油箱破裂→大火→墜毀。這條因果鏈在物理上成立,足以解釋墜毀本身。
但是獨(dú)立調(diào)查者和部分前協(xié)和號(hào)飛行員認(rèn)為,這條鏈只回答了"怎么墜毀的",沒有回答"為什么這架飛機(jī)在那天沒有留下任何轉(zhuǎn)機(jī)"。他們的觀點(diǎn)可以濃縮成一句話:
AF4590不是被一個(gè)金屬條毀掉的。它是被推到了懸崖邊上,那個(gè)金屬條只是最后的臨門一腳。
大陸航空成了法律上的責(zé)任方,或者說,是頂鍋人、替罪羊。2010年,巴黎一家法院判定大陸航空對(duì)事故負(fù)有刑事責(zé)任,罰款20萬歐元,大陸航空的維修工約翰·泰勒(John Taylor)被判15個(gè)月緩刑。法航的相關(guān)人員全部無罪。
兩年后,2012年,法國上訴法院推翻了全部刑事定罪。大陸航空和泰勒的刑事罪名被撤銷。但民事賠償責(zé)任維持——大陸航空仍需承擔(dān)70%的賠償。
從定罪,到翻案,再到民事責(zé)任保留。
這里我想多說一句。我之前寫過麥道系列,有些讀者看到"DC-10"三個(gè)字,可能條件反射地就把賬算到了麥道頭上。
但是這件事上必須把話說清楚:那條金屬條是大陸航空的維修問題,用了不合規(guī)的材料,鉆了不規(guī)范的鉚釘孔。DC-10反推裝置的設(shè)計(jì)本身并沒有導(dǎo)致這個(gè)磨耗條脫落。嚴(yán)肅的事故分析不是站隊(duì),是嚴(yán)格的舉證。每一筆賬該算到誰頭上,就算到誰頭上。
法律給出了它的答案。但是法律的答案和工程的答案從來不是同一件事。
在工程的邏輯里,一個(gè)系統(tǒng)的崩潰從來不會(huì)只有一個(gè)原因。它有直接原因,也有早就把安全余量一點(diǎn)點(diǎn)蠶食殆盡的背景。
57次爆胎、不設(shè)防的油箱、缺失的墊片、超重、順風(fēng)、重心后限,這些全是背景。金屬條是臨門一腳。
它們整整齊齊地排著隊(duì)等著,等一個(gè)同時(shí)到場(chǎng)的契機(jī)。
四、復(fù)飛、9.11與終曲
事故之后,協(xié)和號(hào)全部停飛。法英兩國民航當(dāng)局暫停了協(xié)和號(hào)的適航許可。
要讓這架飛機(jī)重新飛起來,必須從根上修補(bǔ)那條在24年間一直存在的致命短板:油箱沒有防護(hù)。
英法兩國的民航當(dāng)局在2001年9月發(fā)布了三項(xiàng)強(qiáng)制改裝指令。總花費(fèi):1700萬英鎊。
第一項(xiàng):凱夫拉(Kevlar)油箱內(nèi)襯。
在最容易受到跑道碎片沖擊的油箱下表面,安裝柔性凱夫拉防彈內(nèi)襯。凱夫拉是防彈衣的材料。設(shè)計(jì)邏輯是:即便鋁合金蒙皮再次被碎片或水錘效應(yīng)擊穿,凱夫拉內(nèi)襯仍然能保持完整或大幅限制燃油的泄漏速率——就算油箱被打破,燃油也只會(huì)慢慢滲出來,不會(huì)像之前那樣瞬間噴涌。
這個(gè)改裝的意義在于承認(rèn)了一件事:蒙皮本身擋不住高速碎片。從開飛到事故前的24年里一直擋不住。現(xiàn)在終于加了一層防護(hù)內(nèi)襯。
第二項(xiàng):NZG防爆輪胎。
米其林專門開發(fā)了一種新型的子午線輪胎,近零膨脹(Near Zero Growth, NZG)結(jié)構(gòu)。NZG輪胎的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)讓它幾乎不會(huì)整條爆開。
即便被切割或刺穿,它的碎裂方式也和舊輪胎完全不同:舊輪胎爆裂時(shí)會(huì)產(chǎn)生大塊的重碎片(4590事故中那塊重4.5公斤);NZG輪胎的碎片更小、更輕、動(dòng)能更低,不足以引發(fā)水錘效應(yīng)。
輪胎從根源上被重新設(shè)計(jì)了。
第三項(xiàng):電氣線束屏蔽。
起落架艙內(nèi)的電纜用不銹鋼編織護(hù)套(braided stainless steel sleeve)包裹,防止碎片打斷電線產(chǎn)生電弧,消除了最可能的點(diǎn)火源。
三項(xiàng)改裝完成后,協(xié)和號(hào)獲準(zhǔn)復(fù)飛。
2001年11月7日,英航的協(xié)和號(hào)重新投入商業(yè)運(yùn)營。
但就在復(fù)飛的兩個(gè)月前,世界風(fēng)云也驟變了。
2001年9月11日之后,全球航空客運(yùn)量斷崖式下跌。跨大西洋的商務(wù)客流,協(xié)和號(hào)的核心客群,幾乎一下蒸發(fā)了。恐懼、安檢升級(jí)、經(jīng)濟(jì)衰退,三重打擊同時(shí)的到來。
協(xié)和號(hào)一共就100個(gè)座位,每張票還要一萬多美元。它的商業(yè)模式建立在一個(gè)非常窄的賽道上:永遠(yuǎn)有足夠多的人愿意花這個(gè)價(jià)錢,就為了3個(gè)半小時(shí)到紐約。
9.11打破了這個(gè)假設(shè)。上座率暴跌,航線虧損的趨勢(shì)無法逆轉(zhuǎn)。
與此同時(shí),另一筆賬也在找上門來。
協(xié)和號(hào)是1960年代設(shè)計(jì)、1976年投入服務(wù)的飛機(jī)。到2003年,最年輕的一架也已經(jīng)服役了27年。
鋁合金蒙皮經(jīng)歷了上萬次從常溫到127°C的熱疲勞循環(huán)。機(jī)翼上在事故前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了微裂紋,2000年7月事故前幾天,英航旗下的7架協(xié)和號(hào),每一架的機(jī)翼上都查出了細(xì)小的疲勞裂紋。
液壓系統(tǒng)的滑動(dòng)膨脹接頭密封件在反復(fù)的熱脹冷縮中老化,4000 psi的高壓液壓油滲漏越來越頻繁。1998到1999年的11個(gè)月里,內(nèi)部記錄顯示了130起各類故障報(bào)告,液壓泄漏、發(fā)動(dòng)機(jī)問題、空調(diào)系統(tǒng)煙霧告警。
維修成本在攀升,零部件的供應(yīng)在萎縮。
壓垮駱駝的最后一根稻草是空客拒絕繼續(xù)為協(xié)和號(hào)的老化機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)部件提供技術(shù)支持。
這意味著制造商也撤手了。
沒有制造商支持的飛機(jī),適航證的續(xù)簽就成了一個(gè)無底洞。每一次結(jié)構(gòu)檢查、每一個(gè)關(guān)鍵部件的更換,都失去了原廠的數(shù)據(jù)兜底。
2003年,英航和法航共同宣布:協(xié)和號(hào)退役。
法國航空的最后一次商業(yè)飛行:2003年5月30日。
英國航空的最后一次商業(yè)飛行:2003年10月24日。 倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)專門搭建了看臺(tái),讓公眾目送協(xié)和號(hào)最后的降落。
而最后一次飛行,不是商飛,是回家,發(fā)生在2003年11月26日。編號(hào)Alpha Foxtrot的協(xié)和號(hào)從希思羅起飛,飛往布里斯托爾菲爾頓機(jī)場(chǎng)。菲爾頓是協(xié)和號(hào)英國部分的制造地。從哪里造出來,就回到哪里落幕,落葉歸根。
從此之后,20架協(xié)和號(hào)(只造了20架),18架保存在歐洲和北美的各個(gè)博物館里。
2003年11月26日之后,再?zèng)]有一架民航客機(jī)飛上過2馬赫。
至今也沒有。
尾聲
到目前為止,三期關(guān)于協(xié)和號(hào)的內(nèi)容寫完了。
第一期的賬,是能量。進(jìn)氣道用激波把2馬赫的空氣減速到0.5馬赫,把動(dòng)能壓縮成壓力,光這一根管子就貢獻(xiàn)了63%的凈推力,再加上尾噴管的29%,發(fā)動(dòng)機(jī)核心只出了8%的力。能量守恒從來不打折,省下來的效率,全變成了溫度。
第二期的賬,是時(shí)間和溫度。127°C的鋁板在45000飛行小時(shí)里緩慢蠕變、慢慢老化。機(jī)身每飛一次就伸長20厘米再縮回去。燃油同時(shí)充當(dāng)推力源、散熱器和配重,一損俱損。
第三期的賬,是代價(jià)。57次爆胎警告被擱置。一條43厘米的金屬條碾碎了輪胎。90秒內(nèi),油箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、控制面,一個(gè)接一個(gè)失效。113條人命。然后是停飛、改裝、復(fù)飛、9.11、再到退役。
三筆賬加在一起,就是協(xié)和號(hào)完整的賬本。
從1969年首飛到2003年退役,34年。從投入商業(yè)運(yùn)營到停飛,24年。從最后一次飛行到今天,超過22年。這22年里,沒有任何一架民航飛機(jī)再次突破過音速巡航。
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2003年11月26日,協(xié)和號(hào)最后一次飛行。從哪里起飛,最終又飛回到了那里。
協(xié)和號(hào)的進(jìn)氣道效率沒有被超越。它的推進(jìn)系統(tǒng)整體熱效率43%,至今仍是商用動(dòng)力系統(tǒng)的標(biāo)桿之一。
它是第一架使用電傳飛控(Fly-by-wire)的商用客機(jī)。它開創(chuàng)的數(shù)字式進(jìn)氣道控制、超音速巡航、燃油配平系統(tǒng),直接影響了后來的空客飛控架構(gòu)和波音777的設(shè)計(jì)。
但它也證明了一件事。
我們可以造出一架在2馬赫飛了27年的飛機(jī)。我們也可以用激波當(dāng)剎車、用鋁板抗127度、用一百噸煤油同時(shí)解決推力、散熱和配重三個(gè)問題。我們也可以把物理定律壓榨到極致。
但是代價(jià)終歸會(huì)來,有時(shí)候是一筆一筆慢慢到的維修賬單。有時(shí)候是90秒內(nèi)一次性提前結(jié)清。
「飛機(jī)的賬本」系列。寫飛機(jī),不是因?yàn)樗芸帷J且驗(yàn)樗苜F。貴的不只是錢。
協(xié)和號(hào)的三期賬本到此合上。
向物理借的每一筆錢,遲早都是要還的。
協(xié)和號(hào)系列完結(jié)。如果這三期有哪一句讓你重新看待了身邊某個(gè)"足夠安全所以不用管"的系統(tǒng),點(diǎn)贊、收藏、轉(zhuǎn)發(fā)給需要的人。關(guān)注公眾號(hào)「平流層散步著」,「飛機(jī)的賬本」專欄下一個(gè)系列見。
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