
中国航空发动机集团简介、直属单位与主营业务
2022年04年24日
航空产业网 2019-09-03
空难事件再现
1988年4月28日的一个下午,Aloha航空243航班,由昵称为Queen Liliuokalani的波音737-200客机(注册号N73711)执飞。
Aloha航空历史照片(已在2008年倒闭)
夏威夷群岛位处北纬19°至29°之间,北回归线穿过本群岛。呈现西北-东南方向向排列。其中面积最大的岛为最东南的夏威夷岛(习惯称为 Big Island ,即“大岛”),而人口最多的是作为州首府檀香山所在的欧胡岛。夏威夷群岛属于夏威夷-天皇海山链的其中一部分,这些火山岛是由地壳运动产生,越往东南越年轻。所以大岛至今还常有火山爆发。
本次航班是从大岛Hilo机场前往欧胡岛檀香山的航班。机上有5名机组成员和89名乘客。机长是罗伯特·舍恩斯海默,有8500小时飞行经验(其中737飞机为6700小时)。副驾驶汤普金斯也具有丰富经验。此外,美国联邦航空管理局的1名空中交管员作为观察员也在飞机上。
飞机在13点25分起飞并于13点48分爬升至 7300米。这时机体的前机身部分却突然破裂,巨大的舱内外压力差瞬间将飞机前机身的上半部整个掀开!一名当时站在公务舱区乘务员当场从飞机上坠落。且因吸入碎片,一侧发动机停车!但是在英勇的机组的努力下,还是安全地将飞机降落在茂宜岛上。使其他94名乘客幸免于难,其中幸存者中有65人受伤,其中8人伤势严重。
空难直接原因
飞机的破损位置
这架737的前机身(业内称为机身43段)上部几乎完全破损。事故的直接原因是一道疲劳裂缝。事故发生后,一名乘客报告说,当她登上飞机时,她看到一个沿机身的纵向裂缝(位于沿着一排铆钉中,位于舱门和发动机罩之间的中间位置)。但乘客在起飞前并没有向机组报告。其实,这是个危险信号,老龄飞机上出现此类裂缝被称为“广布疲劳损伤”(WFD)。
737飞机在设计上,相邻的两块机身蒙皮有约7.6cm的重叠部分。在737CL的早期飞机上(直到第291架),重叠的蒙皮是用粘合剂“冷胶接”粘合在一起的。虽然用三排铆钉固定,机身加压负载的时候设计上是通过粘合剂粘合而不是通过铆钉承受载荷。
该设计使用冷粘合剂,即粘合剂在室温下固化,使用前需要冷藏。这项工艺制造难度较大,粘附性不稳定且易腐蚀。蒙皮间一旦发生剥离,剥离区域在温润的太平洋水汽下由于吸湿使用而会加速腐蚀和剥离。
此时,铆钉就成了承受剪切力唯一部位,铆钉的边缘有如刀锋一样作用到蒙皮上。多年的数万次起降后,蒙皮易产生裂纹。
此架飞机是生产序列号第152架的早期737飞机,已经有19年的机龄和89090次起降 ,已超过其设计寿命的75000次。
其实冷胶接设计的737在1972年就已经停产。292架后的737机型,重新设计的搭接接头增加了接头总厚度,允许铆钉传递加压负荷。在两块蒙皮的搭接部分采用了加强板,并且更改工艺为热胶接。减轻了应力集中的现象,大幅度提高了结构性能。
航空产业网根据FAA资料做成
即便如此,事故也本来可以被避免,因为波音公司针对此情况已经给出了相应的建议。Aloha航空的维修计划使用了1.5万飞行小时的D检(可以理解为“大修”)间隔,与波音建议的2万飞行小时间隔相比,这似乎是合理的。然而,由于在夏威夷岛屿间的航程异常短,飞行周期的累计速度是波音公司建议时所考虑的速度的两倍(在耐压机身结构中,疲劳裂纹的开始和随后的裂纹扩展速率主要是飞行循环的累积,而不是飞行时间)!
当Aloha航空公司维修计划被FAA批准时,这一情况并未得到充分考虑。一般大修通常需要几周时间。但Aloha航空却将其拆分为52个单独的工作包。可见,航空公司管理层对这种高龄飞机的检修频率和彻底程度也明显不当。同时,FAA在事故报告中也反省了自身的监管责任。
可以看出,一次事故的产生通常是多个因素共同作用的结果。这也是为什么一次重大航空事故经常需要历经数年审慎的调查才能给出最终结论。
空难的深远影响
此次事故在航空产业史上有重要的地位。1988年的Aloha航空事故之前,航空业界曾使用过设计使用目标(DSO/DSG)、75%的(DSO/DSG)、20年等不同说法来定义“老龄飞机”,但这不是适航当局强制的参数 ,仅作为一个参考。这次事故使老龄飞机的使用和监管第一次“有法可依”。
1988年事故对法规的影响,资料来自FAA
1991年,美国国会颁布了老龄飞机安全法案(Aging Aircraft Satety Act,AASA),要求FAA制定相应的规章对服役时间达到或超过14年的飞机及其维修记录进行检查。为了有效预防“广布疲劳损伤 ”(WFD)的发生,FAA正式在法规中引入了有效性限制(LOV)的概念。即通过LOV,FAA第一次对飞机的使用寿命做出了强制规定。这也是业界通常将在役日历时间达到或超过14年的航空器界称为“老龄飞机”的原因。
各波音机型的“有效性限制”(LOV)
笔者2014年9月拍摄于夏威夷
海洋上的超短距飞行,对机体寿命极其不利。目前夏威夷航空有不少717执飞这些航线。717飞机(包括以前的MD-90)是一种坚固的飞机,LOV超过11万次起降。
结语
737是人类历史上最畅销的民航机型。737MAX之前的737系列机型总体上有着优良的安全记录,可以看到,安全性和可靠性是设计、制造、运营乃至监管体系的不断改进的结果。这次事故以及事后的经验与教训值得每个航空人借鉴。
*本文图片除注明外,来自FAA资料与互联网公开资料。
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