空难改变航空史16-夺命电弧 瑞士航空111号班机事故研究
2014-12-26 乔善勋 航佳技术 [摘 要]瑞士航空111号班机空难是一宗于1998年9月2日凌晨发生在加拿大哈利法克斯机场附近海域的空难事件。失事班机是一架隶属于瑞士航空，编号HB-IWF的MD-11三引擎广体客机，飞机在沖入大西洋后粉碎性解体，全机229人无一生还，其中包括一名中国乘客。此事件对原本营运状况不好的瑞士航空无疑是雪上加霜，间接导致公司在2001年10月破产，并于2002年3月31日重组成为瑞士国际航空。
[关键词] 机载娱乐系统、火灾
1998年，在加拿大东部沿海，一架全球最佳航空公司的现代喷射客机在三万三千英尺高空失火，在最后的六分钟，驾驶舱的通讯中断了，接着飞机就坠入海中。起火原因不详，很多船只向在现场待命的加拿大军舰报告，他们发现了很多尸体。这场当时史上规模最大的调查结束后，瑞士航空111航班的失事原因终于大白于天下，这也是对整个航空业敲响了警钟，航空业必须防止瑞航111航班悲剧的再次出现。
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失事的HB-IWF在苏黎世，摄于1998年7月14日
1998年9月2日，晚上8点瑞士航空111号班机从纽约肯尼迪国际机场起飞前往瑞士的日内瓦国际机场。执飞此航班的飞机是产自麦克唐纳-道格拉斯MD-11（McDonnell Douglas MD-11），此为老款DC-10的现代自动化改良版。当晚8点18分，机组得到塔台的放行通知，准备起飞。为了保障安全，瑞航的飞行员都是同时推起油门起飞。瑞士航空111号起飞后很快转向东北方向的大西洋飞去，在起飞十五分钟后，瑞航111号并没有传回任何信息，这个反常的事件也给后来的调查人员带来了问题。
负责处理大西洋空中交通的是位于加拿大蒙顿（Moncton）镇的空管中心，在飞机后半小时，齐麦曼机长首次和蒙顿空管中心取得联系，并通报了自己的基本情况。在头等舱中，瑞航为了提升服务的竞争力，特意加装了个性化的娱乐系统，这在当时是非常先进的设备。乘客可以看电影、上网甚至包括赌博游戏！
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另一架瑞航MD-11的娱乐系统（摄于1998年8月）
瑞航111号航班在飞行途中，驾驶舱突然冒出烟味，通常情况下民航喷气机的空调系统都会冒出无害的烟。罗副驾驶开始检查飞机空调口附近看是不是那个地方出现了异常，他并没有发现什么问题。机长又询问了乘务员看是否客舱也出现了烟味，得到否定的答案后，他觉得应该是飞机的空调系统出现了问题，他们决定关闭空调。但驾驶员并未发现在密封的板材背后火势正在蔓延。
晚上10点13分，瑞航111号航班驾驶舱的烟雾才消失不到45秒，又传出阵阵烟味。齐麦曼机长决定按照瑞航的处理程序计划让飞机降落在最近的机场。查询了资料库中的航图和当地的天气资料后他们决定降落在波士顿。齐麦曼机长通过无线电和蒙顿空管中心取得联系，告知要紧急降落在附近的机场，并发送了“Pan Pan Pan”①的国际通用的紧急求救信号。任何情况下的紧急求救都会被当成紧急事件来处理，瑞航111号取得了优先权准备降落。瑞航111号航班和哈里法斯克（Halifax）只有66海里但和波士顿却有300海里，齐麦曼机长舍近求远，准备选择比较熟悉的机场降落。
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模拟图片：飞机距离机场示意图
塔台则建议他们降落在距离较近的哈里法斯克，发出求救信号“Panpan”后，火势依旧在蔓延，烟雾不断扩散，机组成员决定带上氧气面罩。齐麦曼机长评估完当前形势后，决定在哈里法斯克降落。通过和塔台的交流后，瑞航111号下降到2万9千英尺飞往哈里法斯，机长通知客舱乘务员做好20分钟内的准备降落工作。
齐麦曼机长要进行两项驾驶舱的烟雾检查，根据瑞航规定，这两项检查要花去飞行员20分钟时间，此时罗副驾驶驾驶飞机继续下降。瑞航111号目前的高度约为2万5千英尺高，航管员建议他们下降到3千英尺，不过副驾驶罗表示他想在8千英尺飞，直到客舱清理完毕，机长决定维持目前高度，表示飞机仍在掌握之中。空管人员也觉得瑞航111号没有出现大的问题，但觉得飞机的飞行高度过高，他决定引导瑞航111号降落在哈里法斯克机场。
哈里法斯克对于齐麦曼机长来说是一个陌生的机场，他需要借助机场的航线图进行降落。客舱的乘务长也向乘客发布广播，告诉大家飞机改变了航向。目前瑞航111号的高度让在2万英尺以上，它没办法在30海里内降落，机长决定放掉多余的燃油执行降落程序（放油是标准程序，喷气客机满载燃料时会变得很重，在降落的时候很可能断裂）。空管员一边部署地勤人员接手机场工作，一边搜集更多的资料，他先引导瑞航111号在南部的海湾上空放油，再执行降落程序。
空乘人员把客舱的灯光关闭，告诉乘客有状况发生但并没有危险，乘务员并用手电筒查看客舱有无异常情况。突然这架MD-11型飞机发出警告信息，显示是最严重的问题产生了烟雾，自动驾驶仪也失效了，更加糟糕的是，飞机上的系统装置陆续失效，几秒钟的时间便惹得驾驶舱内鸡飞狗跳。副驾驶罗宣布瑞航111号航班进入最紧急的状态，并要求马上降落。事后的30秒后，驾驶舱重新陷入一片混乱当中——驾驶舱的所有仪器都失效了，他们只能依靠备用仪器飞行。猛烈的火焰已经兵临城下，齐麦曼机长拿着灭火器奋力灭火，至此时，瑞航111号便与外界永远的失去了联系……
六分钟后，海湾畔的居民听到一声爆炸发出的巨响。
次日早晨，救援人员在海上看到了瑞航11号漂浮残骸，他们只发现了一具完好的尸体。加拿大运输安全局旋即展开加拿大史上最大规模的灾难调查，目前唯一的线索指向是瑞航111号航班驾驶舱失火，但没有人知道原因。文思·嘉登（Vic Gerden）是加拿大运输安全局的高级调查员，他表示瑞航111号航班的调查并不容易，他们要在海底55米处打捞出飞机残骸，而碎片则多达数百万片，这是一场工程量浩瀚的打捞工作，随后还有要从这些打捞上来的残骸中分析飞机失事的原因。加拿大运输安全局展开一项多阶段搜集计划，他们先派出潜水员勘察残骸的具体方位。潜水员发现飞机在海底已成为无数碎片，入秋后天气也愈发糟糕，潜水员工作的危险系数也不断攀升。接着调查组在美海军的协助下用水下载具进行更加仔细的搜寻。
幸运的是他们成功打捞上来瑞航111号航班的黑匣子，根据驾驶舱话音记录器(Cockpit Voice Recorder)和飞行数据记录器(Flight Data Recorder)的记录，调查人员发现飞机上的状态均显示正常，飞机是直到最后几分钟才出现问题。在飞行员发出“Pan Pan Pan”信息的时候，飞机的飞行数据参数均显示正常，但是在他们准备降落的时候，遇上一系列的系统故障，而黑匣子并未记录飞机最后6分钟的任何数据——也许是火势太大，破坏了线路。失去了直接证据的提供，调查员也无从得知飞机失火的原因和起火点。
1998年10月13日，调查组利用大型船只在海床上搜寻物证，飞机的更为详细的残骸被陆续捞起。首先打捞起飞机比较大的部件：发动机和起落架。剩余的则是剩下一些零星的飞机碎片，打捞工作进入了持久战阶段。他们将附近的军用仓库当成临时的实验室，以供不断增加的调查组成员使用。这个调查团的组成非常豪华包括美国国家运输安全局、波音公司、瑞士航空公司和皇家加拿大骑警队。数辆卡车的残骸被运送到临时仓库，调查员对这些残骸分门别类进行分析。
调查小组对长达250公里的飞机线路进行检视，他们发现其中有一个证据证实火灾是由电弧引发的。从金属上的焦痕来看，起火点就位于副驾驶舱后方。而通过检查飞机的配线图后，调查员发现引发火灾的元凶就是头等舱的娱乐系统。当时的娱乐系统最大的缺陷就是在运行的时候耗费大量的电，从而产生大量的热，并使客舱的温度大幅提升，而这个设备并未安装过载保护和冷却装置。调查员认为机长在关闭客舱灯光的时候并未切断客舱娱乐系统的电源，这些“耗电大户”仍在运转，从而导致娱乐系统的过热现象。
瑞士航空公司决定立刻停止了旗下所有飞机的娱乐系统运行，但运输安全局确认为真相并未水落石出。调查员认为飞机的娱乐系统的问题还不足以造成瑞航111号航班失事，运输安全局决定用残骸重建这架MD-11型飞机。他们从重建的模型中看到隐藏的火苗是如何从驾驶舱一直烧到头等舱厨房的，有些金属曾受到593摄氏度高温的破坏，有人认为这场灾难也许是由驾驶员造成的，有些专家认为正副驾驶墨守成规的程序操作是害死他们的原因，比如要耗费20分钟的检查程序，这大大延长的自救时间。
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模拟图片：瑞航111号火势蔓延示意图
调查员梳理完作业时间表后发现，瑞航111号航班根本没有足够的时间降落在哈里法斯克机场。调查组还未找到真正的起火原因，只知道火势蔓延的非常迅猛，事故的调查仍需继续。重启调查则在一年后的9月份开始，运输安全局租用一艘先进的荷兰打捞船——荷兰皇后号，打捞船上配备了一个巨型抽取系统，它能打捞起瑞航111号在海床上最小的碎片，海水连同淤泥和残骸，一起被抽到打捞船的中央货舱，再抽到附近海岸上的特制水槽中，放完海水后，调查员又发现了更多的机身残骸，又是一番工程量浩大的工作。经过长达长达数周的分析检验，调查人员终于在这堆残骸中发现了新的证据，他们找到一段有问题的电线。
MD-11型客机的填充用的绝缘层在民航界广泛应用，而且也已通过航空界的可燃性测试，受测材料必须在短时间内自行熄灭。调查员突然决定改变调查方向，开始研究助长火势的可燃物。这次终于找到了答案，在驾驶舱后方的密闭空间内，一段电线产生了电弧，电弧引燃了绝缘物质，而绝然物又引燃了其他材料比如塑料。飞行员并不知道火势蔓延的多快，在他们发布紧急信号“PanPanPan”后的是十四分钟，大火就已经摧毁了整个驾驶舱的电子设备，“黑匣子”也随即失去了作用。调查人员从遗留的痕迹中，能想象出飞行员在在所有仪器都失灵做最后的努力，最终瑞士航空111号以350G的冲击力撞上水面。
运输安全局花费4年半耗资4千万美金用以调查事件，这也是加拿大史上规模最大的灾难调查。他们做出一项很重要的结论，民航机上决不能使用易燃材料。经历这次劫难之后，瑞士航空决定移除所有飞机的易燃绝缘物，他们也对检查程序进行了更改，缩短了飞机失火时飞行员作出决定的反应时间。但元气大伤的瑞士航空却再也没有回过来劲儿，于2001年10月宣布破产。美国联邦航空界规定在2005年之前，所有民航飞机都必须移除这种易燃的绝缘材料，这项重大的改革也是为了预防瑞航111号航班的悲剧重演。
空难改变航空史。
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电脑模拟的瑞士航空111号班机
延伸阅读：①Pan-pan（法文panne，故障的意思）在航空领域，PAN是一种表示紧急(Urgency)情况的求救信号，一般为三次连续呼叫（"PanPan PanPan PanPan"）其紧急程度仅次于"Mayday(遇险状态)"。
Andre Barro Bernaro Vaillot， National Geographic Channel . Canada： Cineflix Company，2003.
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