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临降落前引擎突然罢工,回顾英国航空38航班2008.1.17希思罗事故

临降落前引擎突然罢工,回顾英国航空38航班2008.1.17希思罗事故
2020年06月29日 00:00 新浪网 作者 顾氏造船厂厂长297

  坑爹的“遄达”让英国航空“有幸”成为第一家“用废”波音777的航司

临降落前引擎突然罢工,回顾英国航空38航班2008.1.17希思罗事故

  英国航空公司标识

  2008年1月17日英国当地时间中午12时10分左右,一架隶属于英国航空公司的波音777-236ER型客机(注册编号G-YMMM,2001年5月交付给英国航空公司,至事发时机龄6.6年,算是一架半新机)经过10个小时的远程飞行后飞临英国空域,该机正在执飞的是从北京首都国际机场飞往伦敦希思罗国际机场的BA038航班,飞行全程10.5小时(这条航线要飞经蒙古、西伯利亚、斯堪的纳维亚半岛,飞行高度34800英尺至40000英尺,常温在-65℃至-74℃之间)。机上一共有3名机组成员(机长和2个副驾驶轮换驾驶),13名乘务组成员和136名乘客。

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  当班执飞BA038的机长为彼得·伯基尔,副驾驶为约翰·科沃德,2人都是拥有超过6000小时的飞行经验并十多次执飞这条伦敦-北京的航线,对这条航线十分熟悉,另外还有1名不知名的第二副驾驶。他们对波音777高度自动化的操作和全玻璃化仪表操作体验赞不绝口,波音777自从问世以来的十多年间总共飞行了两百多万次,拥有十分漂亮且完美的飞行记录。对于长途航班的机组而言,大部分的时间其实他们根本不需要做什么,自动驾驶仪会根据预先设定好的航路点在自动油门的控制下自主飞行。机组在大部分时间内都是在驾驶舱内看风景,只需要在起降的时候手动操作即可。

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  空中浩劫画面:BA038航班机组

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  彼得·伯基尔机长

  彼得·伯基尔机长(以下简称“机长”):“该进近了,把肩带系上吧。”

  约翰·科沃德副驾驶(以下简称“副驾驶”):“当然当然。”

  飞机的自动终端信息服务系统(一种在繁忙的机场空域连续广播该空域的气象信息、可用跑道信息,可用进近程序等机组进近所需基本信息的自动播报系统,该系统大大减轻了空管的工作压力)向机组播报了伦敦希思罗机场的事实气候和场温,并建议他们对准37L跑道进近。

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  英国航空公司G-YMMM号波音777-236ER客机生前遗照

  副驾驶:“37L跑道进近。”

  机长:“好的,37L。现在下降高度。”

  ……

  在进近过程中飞机遭遇了一股风速20-30节的强风,导致飞机剧烈晃动了一下。不过这对有自动油门控制的波音777而言影响不值一提,完全可以应付,根本不需要机组介入。

  机长:“不是我(让飞机晃动的),是自动油门。让自动驾驶仪控制得久一点等风过去。”

  副驾驶:“好的。”

  机长:“放下起落架。”

  副驾驶:“起落架放好。”

  ……

临降落前引擎突然罢工,回顾英国航空38航班2008.1.17希思罗事故本厂长绘制的英国航空G-YMMM号波音777-238ER客机二视图

  自动终端:“1200英尺。”

  副驾驶:“(离接地)2分钟。”

  机长:“自动驾驶断开,你来驾驶。”

  副驾驶:“好的,我来驾驶。”

  机长:“飞机由你控制了吗?”

  副驾驶:“我控制了。”

  希思罗塔台:“英航38,准备从27L跑道降落。”

  机长:“许可从27L跑道降落,英航38。”

  自动终端:“500英尺。”

  机长:“飞行稳定吗?”

  副驾驶:“算稳定吧。嘿!彼得,引擎没有动力了,它(油门)没给我动力反应,怎么回事?”

  机长:“什么意思?”

  机长将油门推至TOGA,但引擎仪表依旧没有任何加速的迹象,仪表上的转速还在下降,这意味着飞机的两具罗尔斯·罗伊斯Trent 895涡轮风扇引擎正在丧失动力,依照这样的情况下去,飞机十几秒后就会坠地,而此时的客舱中的乘务组和乘客对此一无所知。

  机长:“怎么回事?”

  副驾驶:“看来两具引擎都故障了。”

  机长:“妈的,看样子我们飞不到希思罗了。”

  此时驾驶舱内响起了空速警报:“空速低,空速低!”

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  本厂长绘制的英国航空G-YMMM号波音777-238ER客机细节1

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  本厂长绘制的英国航空G-YMMM号波音777-238ER客机细节2

  事后,彼得·伯基尔机长这样回忆:“于是我开始寻找迫降点,我看到(进近延长线上)的建筑物和加油站,我很清楚如果撞上那些,机上的人绝对是必死无疑。那时我感觉到肩上四条杠的重量,我是机长,我不想办法,那大家都会死。”

  由于此时高度只剩下不到400英尺(约122米),下降速率每分钟550米,可供伯基尔机长选择的空间已经所剩无几,他并没有要求副驾驶科沃德移交飞机的控制权,因为在这么低的高度交换操控权很可能会导致飞行姿态的失衡,更何况科沃德此时做得还不赖,操纵杆虽然抖得厉害,但他还是竭力地控制着飞机。伯基尔也没有选择收起起落架以延缓接地的时间,因为在希思罗机场毫无准备的情况下进行“前列腺着陆”的风险无限接近于自杀。

  那只剩下最后一条选项:抬高襟翼。这样做的好处是能减缓飞机的下降率以便让飞机在空中撑得更久一些,但副作用也很明显——阻力的减小会导致空速的增加,从而让进近空速超过标准,增加进近的风险。不抬襟翼,等于被判了“斩立决”,抬起襟翼,等于被判了“斩监候”。但在此危急关头,伯基尔别无选择,在“斩立决”和“斩监候”之间,机长选择了后者,毕竟只要能多拖上一秒钟,就有一分生的希望。

  当襟翼从30°被抬升到25°后,效果明显,飞机的下降率明显减少,最终让飞机飞过了车流繁忙的A30高速公路和人口密集的霍恩斯社区,希思罗机场27L跑道已经就在机组眼前。当飞机掠过那些民房及汽车时,曾离地最少只有6米。当时的英国首相戈登·布朗的车队正沿着A30高速公路前往希思罗机场,准备登上在机场上等候的专机前往中国进行国事访问,飞机就在他的脑袋上方6米的高度呼啸而过,把首相的扈从人员惊得够呛。

  机长:“MAYDAY!MAYDAY!MAYDAY!英航38……”

  话音未落,G-YMMM号波音777-236ER客机以右倾的姿态落在伦敦希斯罗机场27L跑道前方1000英尺左右的草坪上。飞机着陆时左侧主起落架刺穿主机翼并卡住,右侧主起落架亦严重受损且与机身分离,落在飞机数百米以外,而其中两个机轮与轮轴一同脱落。两具引擎全被压毁。机翼、引擎和机身在草地上划下几条深坑,最后于27L跑道头上停了下来。机上152人全部生还,不过有47人在降落过程中受伤。

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  伯基尔机长回忆道:“冲击力道很大,非常大。我记得撞了两下,还有声音。此时我也变成了乘客,因为飞机已经不受我的控制了,我们沿着地面滑行,我不知道接下来飞机会撞到什么。我想到我的妻儿,并向他们告别。我听见机身裂开,然后我们停了下来。停下来的时候,我很意外自己居然还活着。接着我环顾驾驶舱,更让我意外的是我们3人毫发无伤。”

  在飞机降落过程中,毫无准备的乘客突然遭遇到重重的撞地,客舱秩序顿时大乱,当飞机停下后乘客们纷纷迫不及待的解开安全带起身意欲离开,乘务组们竭力维持客舱秩序:“所有人都请坐在座位上系好安全带!”

  在乘务组的维持下,原本惊慌失措的乘客们纷纷又坐回到座位上。

  副驾驶:“APU防火开关。”

  机长:“关断。”

  副驾驶:“液压电力系统。”

  机长:“关断。”

  副驾驶:“控制开关。”

  机长:“关断。”

  副驾驶:“检查单执行完毕。”

  机长(接通客舱):“紧急情况,立即疏散。紧急情况,立即疏散。”

  乘务组接到机长的疏散指令后立即各就各位,打开了机身两侧全部的出入舱门并放下救生充气滑梯,“请各位脱下鞋子,不要拿行李,一个跟着一个,快速撤离!”所有乘客在90秒内全部撤离飞机。

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  事故的现场一片狼藉,飞机的右轮在降落的巨大冲击力下散落在一旁,发动机被整体扯落,整流罩散落一边,另一半的发动机还半埋在土里。事故造成大量的希思罗机场起降航班受到影响,甚至影响了首相布朗的专机的起飞(不过布朗在抵达中国后接受采访时还称赞英航员工的冷静专业)。

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  在北京首都国际机场接受采访时称赞BA038航班机组的时任英国首相戈登·布朗

  这起事故是伦敦希思罗机场38年以来最严重的航空事故,也是第一起涉及波音777客机的飞行事故,虽然G-YMMM号机的机龄只有6.6年。但由于损毁严重,负责事故调查的英国航空事故调查委员会在媒体发布会中已将飞机损害描述为“超出经济维修能力”,英国航空公司的发言人证实飞机已作报废处理,将在结束调查后被拆卸,G-YMMM号机也成为全球范围内第一架宣告全损的波音777客机。

  英国航空失事调查局(AAIB)负责对这次事故的调查:根据事故现场的勘察,飞机在距离跑道约1000英尺处降落,起落架遭到撞击并刺穿了机翼,前起落架呈坍塌状,事故数小时后调查人员便开始问询机组成员。伯基尔机长向调查人员讲述了事故发生时的情景—主要的问题在于,飞机的两个发动机同时失效,而手动操作无济于事,对于成熟的商业客机而言,双发同时失效是一个小概率事件。调查组初步断定是飞机的燃料耗尽,但经过现场勘察,在BA038航班的事故现场飞机还泄漏了大量的燃油从发动机底部的裂缝处流了出来,从而排除了燃料耗尽的可能性。

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  本厂长绘制的英国航空G-YMMM号波音777-238ER客机细节3

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  本厂长绘制的英国航空G-YMMM号波音777-238ER客机细节4

  引擎空中停车的故障原因有很多,调查人员用排除法开始调查。

  调查组提取了飞机残骸中不同部位的剩余燃油样本(甚至包括了燃油管路里的残余燃油),通过相关文件调查人员得知这批燃油来自韩国,通过邮轮和燃油管道输送到北京机场,最后加注到英航38航班的飞机里。通过其余批次的燃油进行品质对比后认为BA038航班的油品非常优秀,因而排除了因为燃油质量问题导致飞机失事的可能性。

  随着调查的继续,调查组在飞机的油箱里发现几样诡异的东西,其中一件是一把红色的刮刀,这些东西可能是6.6年前建造飞机时的遗留物,不过这些东西并不影响飞行安全。飞行数据记录器译码显示引擎故障不久,飞机每分钟的下降率就超过了1800英尺,这是一个很危险的下降角度。作为紧急应对,伯基尔机长冒险抬升了襟翼,这增加了飞机的升力,让飞机向前多飞了几英里,成功的避过了A30高速公路和霍恩斯社区。如果不这么做飞机极有可能撞上降落引导系统,造成更为可怕的结果。由于机组临危不乱的出色表现,受到了调查组和英国各界的高度赞扬。

  调查组继续译码飞行数据记录器,证明没有任何数据显示飞机的航电系统出现任何故障。梳理完飞行数据记录器中的数据后,调查组拼凑出事故发生时的经过——BA038航班在最后进近途中发生重大故障,在高度720英尺时右侧2号引擎停摆,7秒后左侧1号引擎也停止运行。自动驾驶仪操纵油门试图增加更多的推力,但是两具引擎没做出任何回应。

  飞机从北京起飞后,要穿越整个西伯利亚上空,这块不毛之地的上空温度可低至零下74℃,在这样的严寒环境,必须时刻注意燃料的温度。燃料结冰后会产生蜡,温度降的越低,产生的蜡质会越多,直至燃料凝结无法流动。机舱内有燃料温度指示器,飞行员也时刻关注着燃油的温度,不能让燃油降到零下34℃。在飞机飞越西伯利亚空域后,随着气温显著升高,燃油温度对飞行的影响应该也随之消失。

  调查组设想:是否是因为在极寒条件下油管内的结冰导致的油管阻塞导致引擎停摆。但这几乎是一项不可能完成的任务:在事故发生后,就算有冰早已融成了水。

  事发后3个月,调查组携带燃料系统右边的油管样本飞赴美国西雅图波音总部做测试,调查组必须搞清楚三件事:第一,足量的冰堆积在油管内部。第二,冰可能突然脱落。第三,证明脱落的冰堵塞了燃油交换器的接口。

  在测试中,波音公司的技术人员以各种方法控制油管周围的环境,包括干冰、冷燃油还有热空气,模拟飞机在飞行时油管所处的环境。每结束一次燃油冷却实验测试人员都会看看油管里有没有存冰,燃油温度在零下30℃的时候在油管里产生的冰很少,并不足以堵塞燃油热交换器的接口。调查人员得知,BA038航班的机组在飞行过程中一直在监控飞机的燃油温度,机组证实燃油温度一直没有低于-30℃过。

  出乎调查组意料的是,在后续试验中,燃料中如果含有水,水就会结冰形成冰晶。温度降到-20℃时,燃料内的冰晶无法附着在油管内部,在-20℃到-8℃时,冰晶就会形成并聚集在一起黏结在油管内部。最终,调查组证实了在-20℃到-8℃时,油管内的冰晶会累积,并且累积量超过调查组的预料,但这些累积量也不足以造成油管的阻塞。事故调查陷入僵局。

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  油管内积压的冰晶,航空之家

  最终在事发10个月后的2008年11月26日调查迎来了转机。一架隶属于达美航空公司、执飞上海浦东国际机场至哈兹菲尔德-杰克逊亚特兰大国际机场的DL186航班的波音777(同样使用罗尔斯·罗伊斯Trent 895涡轮风扇引擎)在美国本土39000英尺的高空遭遇了同样的麻烦。这架飞机的引擎也没有任何征兆的停摆了,最终在机组驾机降低高度后成功重启了引擎并安全降落在亚特兰大机场。这起事故引起了BA038航班希思罗事故调查员的注意,他们迅速前往亚特兰大机场寻找相同问题的证据。但经过了数百次的试验、花费了数百万美元的调查费用后却依然没能证明冰晶会堵住油管或者燃油热交换器,随着时间的推移,来自公众对调查进度的不满舆论给调查组带来了很大的压力,他们必须尽快找出真相。

  调查组追溯了BA038航班飞行的每一刻的状态表现——飞机从北京起飞后逐渐爬升,稳定巡航后并渐渐下降,燃油温度随之升降。冰也逐渐累积在油管内部,冰并不具备威胁性,但如果脱落就会产生危险。调查组通过燃油流量的调查:发现多数情况下流量是稳定的。自动驾驶会让发动机长时间维持低动力的巡航状态,接近跑道的时候才会要求提高发动机转数。另外BA038航班在进近希思罗机场的过程中遭遇了比较严重的乱流,自动油门对此做出了燃油量的调整,当时的燃油量高达每小时13000磅。调查组在这种条件下做了最后一次试验,发现在飞机的油门流量增加后,有很多冰晶聚集在燃油交换器的表面(这些冰晶是在飞机飞越西伯利亚时由油料中的水分凝结的),形成油管深处的冰晶,严重的限制了流入引擎的燃油量,直接导致了引擎的推力降低直到最终停摆罢工。

临降落前引擎突然罢工,回顾英国航空38航班2008.1.17希思罗事故

  积压在燃油热交换器上的冰晶,航空之家

  标准的应对措施是让飞机的引擎油门收至怠速状态数秒,燃油系统就会自动清除燃油热交换器表面的积冰。但BA038航班当时的飞行高度过低,就算机组清楚这种应对措施,但高度已经不允许机组这么做。

  调查结果出炉后,罗尔斯·罗伊斯公司迅速做出回应,重新设计了燃油热交换器,他们移除了燃油热交换器表面突出的换气口,让表面变得更加平坦,这样即使结冰,冰晶也不会直接掉入燃油热交换器表面,不影响正常的燃油输送。

  波音公司也更改了配备罗尔斯·罗伊斯Trent 895涡轮风扇引擎的波音777的飞行手册,将“不应在‘燃油温度低于-10°C的高空’持续飞行逾三小时”改为“不应在‘燃油温度低于-10°C的高空’持续飞行逾两小时”。并且建议在极地飞行的航班上使用含水量更少的燃油以降低冰晶凝结的可能性。

  2009年11月,10名原BA038航班的美国乘客在伊利诺伊州对波音公司发起诉讼,状告波音公司的飞机“有设计缺陷,给乘客带来危险,而波音没有能够尽到防范义务”。此诉讼以波音公司赔偿每位原告100万美元的庭外和解(私了)而告终。

  英国航空BA038航班希思罗事故被收入加拿大空难纪录片《空中浩劫》第十季第二集《希思罗之迷》

  G-YMMM号机性能数据

  机型:波音777-238ER

  设计商:波音飞机公司

  乘员:2+1人+载员305人(标准)

  长度:63.7米

  翼展:60.9米

  高度:18.5米

  空重:142900千克

  最大起飞重量:297560千克

  发动机:两台罗尔斯·罗伊斯Trent 895涡轮风扇发动机,单台推力415千牛

  经济巡航飞行速度:905千米每小时

  实用升限:13140米

  最大载重航程:10740千米

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