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空港记忆:当波音747遇到火山灰



2018-09-16   作者:乔善勋  来源:航空之家   点击量:    打印本页 关闭


   “圣艾尔摩之火”是自古代船员看到的一种自然现象,它通常发生在雷雨中,例如船只桅杆顶端之类的尖状物上,会产生如火焰般的蓝白色闪光。然而执飞英国航空9号的飞行员却在空中看到这种现象。更加诡异的是客机在印度洋上空巡航时,在空中突然失去动力,4个发动机相继停车,一时间客机便遭遇生死劫,英国航空9号航班到底遭遇了什么呢?

  英国航空9号航班从伦敦希思罗机场飞往奥克兰国际机场,中途停孟买、清奈、吉隆坡、柏斯及墨尔本的国际航班。1982年6月24日,9号航班飞越印度尼西亚上空,他们还有三个小时他们将降落在西澳大利亚首府珀斯。

  图1、英国航空涂装的波音747型客机

  执行英国航9号航班的是一架波音747-236B型客机,注册编号G-BDXH。由于航程过长,9号航班在吉隆坡的时候更换了一批飞行员。

  英国航空9号航班的机组成员是机长艾瑞克‧穆迪(Eric Moody),41岁。副驾驶罗杰·凯文斯(Roger Greaves),32岁。飞行工程师巴里·特里福瑞门(BarryTownley-Freeman),40岁 。穆迪机长从16岁就开始学习滑翔机,他还是首批接受波音747驾驶训练的飞行员之一。

  副驾驶凯文斯也已担任副驾驶有6年时间,不过这一次是他首次和穆迪机长合作。英航9号航班飞越雅加达后在1万1千英尺高度巡航,穆迪机长检查了气象雷达,雷达显示接下来5百公里的天气晴好,他看到没有异常后起身去洗手间。

  由于此航段为红眼航班,许多乘客都已熟睡,大家没有注意到的是,一阵诡异的烟雾从他们头上飘过。

  图2、英国航空9号航班在空中看到了在海中才见到“圣艾尔摩之火”

  在1982年的时候,民用航班上并无禁烟令,乘客们仍可以抽香烟,不过烟雾和香烟的味道有明显不同。机组成员察觉出这股烟雾的异常浓厚,他们担心机上可能在某处升起了闷烟。飞机在万米高空失火是一件异常危险的事情,空乘人员必须马上找到起火点。

  在驾驶舱,飞行员们也察觉到了异常的变化,当日夜晚舱外一片漆黑,不过在挡风玻璃上出现了细光点,类似于“圣艾尔摩之火”得样子。

  飞机通过强大雷雨云时有时会看到这种现象,不过当日的天气并没有雷雨。三万英尺的高空一般只会看到卷云,在机舱外落地灯的照耀下,两人看到有薄云环绕飞机四周,所以他们只是感到疑惑而已。气象雷达上也没有异常情况发生,他们意识到可能会影响飞行安全,于是提示乘客扣好安全带。

  飞行员检查完天气雷达后,打开了发动机的除冰系统及客舱安全带警示灯。据机上的乘客回忆,飞机只是遇上了轻微乱流,但是能清晰的看到飞机的左翼笼罩在明亮的闪光之中。机舱内的烟雾越来越浓,空乘人员也一直没有找到烟雾的来源。机长返回驾驶舱,发现有股浓烈的硫磺味道在蔓延,他认为是某个电子设备着火了。

  图3、插画图英航9号航班闯入了火山灰中

  副驾驶凯文斯环顾四周发现1号和4号发动机都被火光所包围,所有的机组人员未曾遭遇此事,但这仅仅是事故的开始。

  飞行工程师福瑞门不断检查客机仪表数据,他也闻到了烟味,但仪表并没有显示飞机的那个部件出了问题。随着时间的推移,量变引起了质变,烟雾越来越浓,这导致驾驶舱中警钟响起。

  有些乘客望出窗外时,发现发动机尾部有不寻常的火光,如同探照灯一样亮,在发动机扇叶中亦可看到火光。客舱内的烟雾也越来越浓,还有乘客看到发动机后部喷出长达6米的火焰。

  这时,客机四号发动机加速转动后功率下降逐渐熄火,机长马上关闭了发动机。紧接着,2号发动机也失去动力,当机长准备执行第2个发动机关闭程序的时候,1、3号发动机亦突然相继停止运作。

  四具正常的发动机在一分半钟之内陆续停车,飞机的情况急转直下。

  图4、事发前9号航班的客舱照片

  雅加达时间20点44分,穆迪机长宣布客机进入紧急状态。副驾驶凯文斯向雅加达空管中心通报:客机所有的4具发动机停车,飞机高度不断下降。三次“Mayday”呼叫宣告英国航空9号航班进入危机状态,飞行高度旋即降至3万6千英尺以下。

  印尼的航管员由于语言问题无法正确了解英航9号航班的实际情况。凯文斯说4具发动机同时熄火,雅加达航管中心还一直以为是客机的第4号发动机罢工。最后直到附近的一架航班转达求救信号,空管员才完全了解状况。

  这架波音747变成了一架滑翔机,在无动力的情况下,波音747下降1公里可以滑行15公里的距离。这意味着以9号航班当时的高度约11280米,他们距离海面只有169公里距离可用。飞行员知道波音747还从未有过4具发动机全部熄火的情况,他们必须马上找出原因,否则他们距离坠机只是时间问题。

  按照这样的推算9号航班还有不到半小时,飞机将会在印尼以南的海面上坠毁。飞行员在日常训练中有发动机空中停车的训练科目,他们会在模拟机上练习这项程序,但实际情况却与之大相径庭。

  图5、从太空俯瞰火山灰飘散的样子

  在模拟机中4具发动机全部停车时,自动驾驶仪会自动关闭,但英航9号航班的自动驾驶仪仍然在工作,飞行员也感到很困惑,为何遭遇到的情况和受训情况不一致。

  情况十万火急,飞行员没有时间去弄清楚自动驾驶仪为何没有关闭,他们试图再次启动发动机,重新启动发动机的标准程序需要耗时三分钟。飞机已经在坠落,飞行员只有大约不到10次的重启次数,时间就将耗尽。

  重启程序一再失败,穆迪机长决定返航。他决定将客机开到距离自己最近的雅加达哈利姆机场,但是在飞机的发动机不能重新启动的前提下,他们也没有足够的滑翔距离。

  副驾驶凯文斯同雅加达空管中心联系要求返航,但是雅加达的雷达根本显示不了英航9号航班的位置,他们只能输入紧急识别信号用以对接信息。现在飞行员要将飞机飞到无法在雷达上发现他们的机场。

  没有了发动机的轰鸣声,客舱内一片寂静。没有机长广播,乘客们只能盲目猜测。乘务员也在尽力的安抚乘客,并告知这只是小问题,机长有能力解决,尽管这时乘务员心里也没底。

  机长要求折返雅加达,并控制飞机开始向左调头。飞机一路下滑,机上的仪表更一个接一个失灵,飞行员只有把飞机的速度保持在250-270节的速度才有生还的可能,空速表的损坏让英航9号航班雪上加霜。

  飞行员不知道飞机的确切速度,但穆迪机长必须让飞机保持适当的速度才最有可能成功重启发动机。为了调整飞机速度,穆迪机长关闭了自动驾驶系统,接着他慢慢的拉起机头以降低飞机的飞行速度,接着又放下机头以提高时速。

  图6、英航9号航班闯入火山灰的样子

  上下起伏的飞行姿态让机舱内的乘客更加的惊慌。发动机除了能提供电力支持,还能令机舱保持在加压状态,飞机持续急速下降,加压空气快速流出,舱内的含氧量也逐渐减少,导致乘客开始咳嗽不已。

  飞行员准备带上氧气面罩,但副驾驶凯文斯的面罩出现了故障,面罩和供氧管分开了。穆迪机长不得不让飞机急速下降,这样他们才能到达一个含氧量相对充沛的高度,飞机在1分钟之内下降了6千英尺的高度。

  客机内舱压的下降和急速俯冲带来另外一个负面效应,客舱的氧气面罩都跳了出来,乘客按照空姐的示范带上面罩,但氧气面罩的氧气供应又出现故障。

  空乘人员试图通过机舱广播设备向乘客们解释当前的境况,但是机上的广播设备也无法正常使用,乘务长只好拿出扩音器提醒大家氧气面罩的正确使用方式。

  图7、加隆贡火山喷发的样子

  套用国足的一句话:随着时间的流逝,留给穆迪机长的机会不多了。

  在飞机和雅加达机场中间,有座山横跨在爪哇岛上,而飞机要至少飞到3千5百米高度才有希望躲避撞山的危险。如果无法及时重启发动机,他只能驾驶飞机转向,然后想办法降落在大海上。

  副驾驶凯文斯终于修好了氧气面罩,腾出手来继续重启发动机程序,他和飞机工程师福瑞门缩短了重启发动机的标准程序,以换来更多的重启次数。

  穆迪机长故作镇静的开始播放机长广播,告诉空乘人员和乘客,飞机出了点小问题,4具发动机全部熄火,他们正在尽全力控制飞机恢复正常,请大家不要过于担心。

  乘客们明白这是安慰大家的话,大多数人已经做了最坏的打算。英国航空9号航班能躲过劫难吗?

  飞机距离山体越来越近,机组人员仍在尝试重启发动机,突然4号发动机恢复正常工作,发动机做功的声音带给整个客机的人以希望。

  不过危机仍未解除,穆迪机长知道单单1具发动机并不足以驱动一架747客机避开高山。飞机飞行高度降到4千米以下的时,千钧一发之际,又有1具发动机起死回生。不久后,最后2具发动机也恢复正常运转。

  原本失去动力的飞机满血复活,英航9号航班死里逃生。

  副驾驶凯文斯带着劫后余生的欣喜向雅加达空管中心通报信息:飞机恢复正常,4具发动机全部重新启动。

  图8、飞越火山灰后的客机插画图

  这次当地空管员听懂了他们的对话,并要求英航9号航班备降雅加达哈利姆机场。

  机长广播再次响起,乘客们听到机长用轻松的口吻通报情况的时候,他们悬着的心也可以落地了,机舱内也迸发出欢呼和掌声。

  飞机预计15分钟后落地,穆迪机长让飞机开始爬升,以拉开和下方山体之间的距离。

  但就在飞机爬升之际,飞机舱外又重现“圣艾尔摩之火”。

  飞机在1万5千英尺的高度,奇怪的火光再次环绕在飞机周围,飞行员急忙操控飞机开始下降,飞机的2号发动机又开始颤抖,这是故障的前兆。

  图9、扫描电镜下的火山灰

  穆迪机长当机立断开始执行关闭发动机程序,副驾驶凯文斯紧急通知雅加达空管中心,自己的高度从1万5千英尺降至1万2千英尺。当前飞机只有3具发动机正常工作,飞机在最后的近进过程中,凯文斯发现有水气吸附在风挡玻璃上,让能见度变得很差,打开吹风器(类似于汽车的除雾器)但也不见成效。

  风挡玻璃也严重受损,穆迪机长从驾驶舱的侧面观察能看到一些机外的情况,但从正面看却是一片模糊。

  英航9号航班准备降落的时候,听到一则坏消息:雅加达空管中心告知他们哈利姆机场的着陆引导系统不能正常使用。显示跑道中间标线左、右两侧的下滑道定位器可以使用,但提供降落状态相关信息的下滑道指示器失灵了,飞行员必须以手动方式降落飞机。

  关键时刻彰显英雄本色,穆迪机长操纵飞机,副驾驶凯文斯负责喊出飞机应该保持的距离和高度,穆迪机长通过凯文斯提供的数据调整下降速度。“200(英尺)、100、50、30……”,随着数字的递减,英国航空9号航班平安落地。

  图10、降落在机场的英国航空9号航班

  9号航班的事故原因成为大家亟需了解的重点,没有起火点,为什么客舱内冒出那么多浓烟?

  4具发动机为何同时停车?

  还有更为神奇的“圣艾尔摩之火”现象,怎么会发生在干燥的天空?

  飞机停放好之后,机组成员马上翻阅相关文件,他们想知道这些诡异的事情是不是由于自己的错误操作造成的。

  机组成员发现这架波音747客机受损严重,他们在飞机外面观察到驾驶舱风挡玻璃遭受了严重的刮伤。飞机尾部的油漆也脱落了,机体的金属裸露在外面,但依靠这些推断不出来事故的原因。

  事故调查组在哈利姆机场将飞机的3具发动拆卸下来,用货运飞机送回罗尔斯·罗伊斯公司进行拆解检修。剩余的任务由罗·罗公司的前工程师麦克姆·葛雷本负责。

  葛雷本看到拆解后的发动机后也表示很震惊,发动机的内部大部分遭受了严重的刮伤磨损,里面塞满了粉尘、石头和沙子。

  图11、火山灰堆积在涡轮定子叶片上

  调查员经过详细的研究调查之后,他们发现这些碎屑的成分居然是火山灰!

  印度尼西亚是一个火山活动频繁的国家,当地有130多座活火山记录,加隆贡火山曾在1982年4月、5月、6月喷发的格外强烈,火山的大规模喷发也给当地造成了严重伤害,迫使火山周边六万余人背井离乡。

  在英航9号航班经过火山附近的晚上。有一座火山正在活动,释放出的火山灰涌至15000尺高空后,风将火山灰吹向西南方向,刚好经过英航9号航班的机线上。

  火山灰和烟囱以及森林大火留下的灰尘不同的是,它不是柔性的物质,而是由坚硬的岩石和矿物质磨成的细小颗粒组成的,这些物质非常的粗糙形状也不尽相同,如果用显微镜来看会发现火山灰有尖锐的棱角。

  飞机以时速800公里的速度飞入火山灰中,火山灰经过高速运动后会极大的磨损发动机的部件。

  由于高空中空气非常干燥,这样摩擦起电会产生所谓的“圣艾尔摩之火”现象,起电作用也会干扰机组和空管中心的无线电通话。

  图12、艾瑞克‧穆迪机长

  发动机吸入破碎的火山灰,被吹入机舱内部,所以乘客会吸入带有硫磺味的空气。

  接着调查人员开始研究火山灰对发动机的影响程度,涡轮风扇在运行过程中会吸入大量空气,紧接着发动机压缩机会加压空气,高压空气与燃油混合后开始燃烧,这种会产生巨大的力量推动飞机飞行。

  火山灰进入温度高达2千摄氏度的燃烧室后开始融化,火山灰的熔点大约在1千3百度到1千4百度之间。形成液态的火山灰会更加的深入发动机内部,而温度下降到熔点之下后又变成一种粘稠的物质,积累到一定量后便会堵塞住发动机。

  进入到发动机的气流收到干扰,发动机内部燃油过多而氧气供给不足,燃烧不完全时会产生回火现象,从而导致发动机空中停车。

  正是一种惊人的化学作用挽救了英航9号航班,发动机停车后,温度开始下降,导致融化后的火山灰开始掉落,当有一定数量的火山灰掉落后,发动机也得以有时间恢复运作,机组成员们拼命尝试重启发动机也得以见效。

  图13、修复好的747客机又重返天空

  调查组发布了灾难的调查报告后,航空公司也将学到的东西纳入到飞行员的培训中去。飞行员知道飞入火山灰云层的特征有:机舱内出现的硫磺味、机舱内有越来多的灰尘、夜晚见还能看到飞机前缘因摩擦引发的“圣艾尔摩之火”现象。

  英航9号航班的也带来一项重要的改进,用来探测水汽的天气雷达无法显示干燥的火山灰,令机员无法得知状况,这点促使航线经过火山的国际航空公司更多的联系研究火山的地质学家,以避免此类事故的发生。

 

  当事的747客机经过完全整修后,又重返英航机队,一直飞到2004年。现在的英国航空9号班机改由伦敦飞往曼谷,并启用新的波音777-236ER客机。事故之后该航班机组员和乘客组成“加隆冈滑翔俱乐部”,至今他们仍保持密切联系。

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