空難里程碑：從萊特兄弟到波音B777

苗若玖

機(jī)械故障曾是空難主因

在人類(lèi)航空史的早期，機(jī)械故障或許是空難最常見(jiàn)的原因。1903年，美國(guó)人萊特兄弟發(fā)明了飛機(jī)。僅僅5年之后，萊特兄弟中的弟弟奧威爾·萊特就“發(fā)明”了空難。1908年，奧威爾駕駛一架自行研制的飛機(jī)為美軍表演，遭遇機(jī)械故障墜機(jī)，并導(dǎo)致乘機(jī)體驗(yàn)的一名美軍中尉傷重不治。這起事故，被認(rèn)為是人類(lèi)歷史上第一次出現(xiàn)乘客死亡的飛機(jī)空難。

第一次世界大戰(zhàn)后，早期的民航運(yùn)輸也曾面臨機(jī)械故障的威脅?！耙粦?zhàn)”之后參戰(zhàn)各國(guó)軍隊(duì)剩余的飛機(jī)催生了民航客運(yùn)。人們從中選出運(yùn)載量較大的機(jī)型，改造成早期客機(jī)以發(fā)揮余熱。在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，軍用飛機(jī)往往是為滿足某些戰(zhàn)術(shù)要求而犧牲部分可靠性的產(chǎn)物，因此基于軍用飛機(jī)改造的早期民航機(jī)也并不“專(zhuān)業(yè)”。

由于戰(zhàn)爭(zhēng)中積累的科研成果得到轉(zhuǎn)化，20世紀(jì)20～30年代成了民航運(yùn)輸?shù)摹包S金時(shí)期”。隨著專(zhuān)業(yè)的客機(jī)被設(shè)計(jì)出來(lái)，航空旅行也成為一種商業(yè)服務(wù)，飛機(jī)的可靠性問(wèn)題才得到重視。時(shí)至今日，現(xiàn)代民航機(jī)純粹由于機(jī)械故障導(dǎo)致的空難已經(jīng)非常少見(jiàn)。

利益之爭(zhēng)導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺陷

20世紀(jì)70年代，航空技術(shù)的進(jìn)步，使人們相信民航客運(yùn)會(huì)向著大客流和超音速這兩個(gè)方向“兩極分化”。然而，經(jīng)濟(jì)利益和政治博弈對(duì)技術(shù)的干預(yù)，也為當(dāng)年的一些先進(jìn)機(jī)型埋下了設(shè)計(jì)隱患。

在20世紀(jì)70年代初，美國(guó)波音公司的B747和道格拉斯公司的DC-10成為人類(lèi)最早的大型遠(yuǎn)程客機(jī)，并都瞄準(zhǔn)了洲際大客流運(yùn)輸市場(chǎng)。DC-10只有3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，在油耗方面有不小的優(yōu)勢(shì)，但道格拉斯公司還希望它投放市場(chǎng)的時(shí)間也別被B747落下太遠(yuǎn)。“搶工期”讓早期的DC-10留下了機(jī)尾貨艙門(mén)的設(shè)計(jì)缺陷，艙門(mén)可能在飛機(jī)爬升時(shí)失控打開(kāi)，導(dǎo)致飛機(jī)機(jī)艙爆炸性失壓。1972年和1974年，兩架DC-10遭遇了同樣的事故，讓DC-10一蹶不振，訂單遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同時(shí)代的B747。

蘇聯(lián)超音速客機(jī)圖-144的失敗，則可以歸因于其背后的“政治掛帥”。在英法決定合作研制“協(xié)和”超音速客機(jī)后，蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人赫魯曉夫責(zé)令圖波列夫設(shè)計(jì)局必須搶在英法研制成功之前制成超音速客機(jī)。但對(duì)于相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備和精密加工水平相對(duì)較低的蘇聯(lián)來(lái)說(shuō)，“爭(zhēng)第一”意味著犧牲可靠性。圖-144完成了蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)層賦予它的政治獻(xiàn)禮任務(wù)，但耗油量奇高和輸油管道、控制系統(tǒng)均不可靠的事實(shí)，讓它總共只飛了55個(gè)客運(yùn)航班就不得不退役。而在此之前，這一機(jī)型已經(jīng)發(fā)生了數(shù)起墜機(jī)事故。

超期服役存在安全隱患

北京奧運(yùn)會(huì)前后，老舊的法國(guó)“快帆”噴氣式客機(jī)，仍然在非洲一些國(guó)家使用。飛過(guò)將近半個(gè)世紀(jì)的“快帆”，是“老古董飛機(jī)”超期服役的一個(gè)極端例子。而在世界上很多經(jīng)濟(jì)落后或遭遇政治封鎖的國(guó)家，民航使用二手飛機(jī)、過(guò)時(shí)飛機(jī)或讓飛機(jī)超期服役的案例并不少見(jiàn)。它們的航空客運(yùn)主力，可能包括了在很多航空客運(yùn)發(fā)達(dá)國(guó)家早已淘汰的波音B707、B727，道格拉斯DC-8、DC-9和伊爾-62等機(jī)型。

使用老舊飛機(jī)有諸多安全隱患。如果飛機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)壽命的起落次數(shù)和飛行里程，其可靠性無(wú)疑會(huì)降低很多。另外，在飛機(jī)停產(chǎn)若干年后，其全新備件也會(huì)越來(lái)越難獲得，這使航空公司不得不使用其他飛機(jī)上拆下來(lái)的舊零件，或者使用第三方廠商提供的代用品，這些行為同樣使飛機(jī)存在安全隱患。

再者，隨著航空技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)可能導(dǎo)致飛機(jī)墜毀因素的認(rèn)識(shí)會(huì)越發(fā)深刻，并體現(xiàn)在新飛機(jī)的設(shè)計(jì)方面。反過(guò)來(lái)說(shuō)，老式飛機(jī)在設(shè)計(jì)之時(shí)，很可能沒(méi)有考慮到一些在當(dāng)時(shí)還不為人所知的空難原因，而且自身的設(shè)備落后也會(huì)讓它們?nèi)狈?duì)一些突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)能力。

自然因素挑戰(zhàn)航空安全

飛行中最危險(xiǎn)的階段，是飛機(jī)剛剛起飛和準(zhǔn)備降落之時(shí)。在這兩個(gè)階段，飛行的速度不高，穩(wěn)定性也不佳，很容易受到風(fēng)切變和側(cè)風(fēng)等氣象因素的影響。

極強(qiáng)的側(cè)風(fēng)也有可能對(duì)飛機(jī)的飛行安全構(gòu)成威脅。在強(qiáng)側(cè)風(fēng)天氣里，幾十噸乃至更重的飛機(jī)，在降落前一刻也會(huì)像紙飛機(jī)一樣被吹得偏離跑道中心，必須執(zhí)行特殊的進(jìn)場(chǎng)程序方能落地。如果飛行員操作失誤，后果將不堪設(shè)想。

除了風(fēng)和氣流，飛機(jī)也會(huì)面臨濃霧、雷電、太陽(yáng)風(fēng)暴和火山爆發(fā)等自然因素的威脅。它們會(huì)從不同方面干擾飛行，比如雷暴和太陽(yáng)風(fēng)暴可能會(huì)干擾飛機(jī)電子設(shè)備，而火山爆發(fā)產(chǎn)生的火山灰則會(huì)損毀飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。

暴力行為引發(fā)航空意外

自20世紀(jì)30年代至今，為了政治、錢(qián)財(cái)或其他聽(tīng)起來(lái)冠冕堂皇的理由，針對(duì)民航客機(jī)的暴力行為層出不窮，許許多多傷亡慘重的空難也隨之發(fā)生。

2001年9月11日，4架遭遇恐怖分子劫持的民航客機(jī)，撞擊了美國(guó)紐約世貿(mào)中心雙子塔和美國(guó)國(guó)防部五角大樓等建筑?！?·11事件”的恐怖襲擊案件總共造成3201人死亡。

而在中國(guó)，1990年10月2日在廣州白云機(jī)場(chǎng)發(fā)生了“10·2”劫機(jī)案。當(dāng)時(shí)屬于廈門(mén)航空公司的波音B737型B-2510號(hào)客機(jī)，在執(zhí)飛廈門(mén)至廣州航班的途中被劫持，并被要求飛往臺(tái)灣省。但在機(jī)組與劫機(jī)者周旋的過(guò)程中，飛機(jī)燃料逐漸耗盡，只得在廣州迫降。當(dāng)飛機(jī)落地時(shí)，劫機(jī)者情緒失控并開(kāi)始?xì)蝻w行員，導(dǎo)致飛機(jī)失控，連續(xù)撞擊了地面停放的一架波音B707和一架B757。這起劫持事件使128人罹難，3架飛機(jī)全部報(bào)廢。

在第二次世界大戰(zhàn)（包括中國(guó)的抗日戰(zhàn)爭(zhēng)），以及戰(zhàn)后的美蘇爭(zhēng)霸和非洲國(guó)家獨(dú)立浪潮中，都曾發(fā)生過(guò)民航客機(jī)被誤擊甚至是有意擊落的事件。

空難補(bǔ)充完善了航空理論

在超過(guò)一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，人們圍繞空難展開(kāi)的詳盡調(diào)查，揭示了史上絕大部分空難發(fā)生的原因；而這些調(diào)查結(jié)果，又成為飛機(jī)制造商改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程，以及航空公司改進(jìn)管理和飛機(jī)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。

親歷世界上第一起空難，卻最終幸存的奧威爾·萊特，在災(zāi)難之后不久便開(kāi)始思考導(dǎo)致墜機(jī)的原因，最終發(fā)現(xiàn)了螺旋槳設(shè)計(jì)方面的缺陷—當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件決定了螺旋槳經(jīng)過(guò)幾次飛行之后就可能出現(xiàn)裂紋。萊特兄弟據(jù)此改進(jìn)了設(shè)計(jì)方案，為美國(guó)軍隊(duì)生產(chǎn)了一種真正實(shí)用的飛機(jī)。

1953～1954年間“彗星”式民航客機(jī)的系列空難，則讓人類(lèi)第一次關(guān)注航空飛行中的“金屬疲勞”問(wèn)題。“彗星”是世界上第一種噴氣式民航客機(jī)，相比于第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期使用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的各類(lèi)運(yùn)輸機(jī)，它有著更快的速度和更高的飛行高度。為了彌補(bǔ)飛行高度帶來(lái)的客艙缺氧問(wèn)題，“彗星”引入了增壓客艙，以模擬低海拔的大氣壓力。但在當(dāng)時(shí)，人們對(duì)這種技術(shù)可能帶給飛機(jī)機(jī)體的影響還并不太了解，因此沿用了此前民航客機(jī)普遍使用的方形舷窗設(shè)計(jì)。于是，在一次次伴隨起飛和降落的增壓減壓過(guò)程中，“彗星”的機(jī)體出現(xiàn)了“金屬疲勞”現(xiàn)象，方形的舷窗窗框成為薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)生空中解體事故。對(duì)這一系列空難原因的調(diào)查，使得如今絕大多數(shù)大型客機(jī)都使用橢圓舷窗，并針對(duì)金屬疲勞采取測(cè)試技術(shù)，從而減少了金屬疲勞導(dǎo)致空難的概率。

2009年轟動(dòng)世界的法航AF447空難，其主要原因也是空中客車(chē)A330客機(jī)在空速管（皮托管）和電傳操作系統(tǒng)方面存在設(shè)計(jì)缺陷，這可能導(dǎo)致自動(dòng)駕駛系統(tǒng)紊亂，以及飛行員誤操作不易被發(fā)現(xiàn)。作為A330的第一起空難，AF447的悲劇讓人們猛然意識(shí)到，空中客車(chē)乃至歐洲航空界曾經(jīng)引以為榮的電傳操作系統(tǒng)并非萬(wàn)無(wú)一失。

空難往往意味著“粉身碎骨”，是人類(lèi)的黑色記憶，但空難又是人類(lèi)科技史上的一種另類(lèi)的里程碑。因?yàn)?，每一次空難之后的科學(xué)分析，都可能會(huì)填補(bǔ)航空理論上此前被忽視的缺失環(huán)節(jié)；而每一次對(duì)航空理論的補(bǔ)充完善，都意味著千千萬(wàn)萬(wàn)的生命將得到拯救。endprint