1.16知识分子The Intellectual
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撰文 | 张天祁
当地时间2024年12月29日,一架韩国济州航空的客机在位于韩国全罗南道的务安机场着陆时,偏离跑道后撞上机场围墙。除2人获救外,机上其余179人全部遇难,这是历史上韩国国内发生的伤亡最严重的空难事故。
现场视频显示,飞机在没有放下起落架、没有展开襟翼和扰流板的情况下,以机身腹部和发动机直接接触跑道滑行,最终冲出跑道并撞击了跑道外侧的障碍物,爆炸并燃起大火。
整个事件发生在不到10分钟的时间里。当天早上8:54,该飞机开始准备降落。3分钟后,在接近跑道的过程中,机场塔台曾向客机飞行员发出鸟群冲撞警报,本打算降落的飞机选择了复飞以避免可能的危险。
8:59,在复飞过程中,飞行员发出了求救信号“MAYDAY”,并报告飞机遭遇了鸟击(bird strike)。视频显示,飞机右侧引擎出现了火光和烟雾。随后,飞行员请求转向另一条跑道进行紧急降落。空中交通管制于09:01批准了这一请求。一分钟后,飞机在接触地面时未能正常着陆,最终冲出跑道尽头并发生了爆炸[1]。
本次空难有着众多疑点。鸟击可能是导致飞机复飞并最终失控的一个因素,但起落架为何未能正常放下,引擎是否完全损坏,飞行员为何请求转向另一条跑道进行紧急降落,飞行员是否有足够的时间评估所有选项并做出最佳选择,都是需要深入探究的问题。此外,务安机场的跑道设计和周边环境的问题,最近也屡次被提及。
01 机型的设计有硬伤吗?
近年来,波音安全问题频发,波音公司飞机在设计和制造上的可靠性也受到了公众的广泛质疑。本次韩国济州航空务安机场空难过后,这种怀疑声音再度高涨。
2018年10月和2019年3月,印度尼西亚狮子航空公司和埃塞俄比亚航空公司航班分别发生空难,总计346人遇难,失事飞机均为波音737 MAX 8型客机。
后续的事故调查报告披露,两架波音737 MAX飞机失事的原因均与该机型特有的自动防失速软件“机动特性增强系统”(MCAS)的设计缺陷密切相关。当该传感器出现错误读数时,MCAS错误地判断飞机处于即将失速的状态,并自动反复下压机头以防止所谓的“失速”。飞行员无法手动恢复对飞机的控制,最终致使飞机坠毁。
两起致命空难后,全球各国纷纷停飞波音737 MAX系列飞机,直至2020年底才逐步复飞。2021年1月,美国司法部指控两名波音员工密谋欺骗美国联邦航空局(FAA)官员,在安全认证时未全面披露该机型MCAS相关信息[2]。
2024年1月5日,阿拉斯加航空公司一架波音737 MAX 9型客机在空中发生舱门脱落事故。机上六名乘客、一名乘务员受轻伤,此事将波音的负面舆论推到了高点。6月30日,美国司法部向波音提供了一份认罪协议,要求波音一周内选择抗辩或者认罪,最终波音选择认罪。
具体到本次出事的机型波音737-800。在本次韩国空难前后,还有两架同类型飞机出现了故障,12月28日,荷兰皇家航空公司的一架波音737-800在挪威因液压系统故障紧急降落。而在济州航空空难结束后一天, 该航空公司另一架波音737-800因为起落架故障返航。12月30日,韩国政府下令全面检查韩国的航空公司拥有的所有737-800机型飞机。
但综合737-800的飞行次数和安全记录来看,多位航空专家都认为这个机型安全记录良好,没有证据表明存在设计问题。
南加州大学工程学教授纳吉梅丁·梅什卡蒂(Najmedin Meshkati),曾作为FAA专家小组的一员参与对波音调查。该小组由国会指派,负责检查波音公司的安全状况并在一系列安全相关事件之后提出建议,其中包括737 Max机型的空难。小组成员为调查和报告工作了近一年,审查了波音多年的安全记录。
作为专门研究过波音安全问题的专家,在接受《纽约时报》采访时,梅什卡蒂不认为737-800机型设计上存在安全问题,他表示涉事飞机非常安全,有着良好的安全记录。737-800 系列的起落架设计良好,并且有着可靠的历史[3]。
同济大学航空与力学学院教授、飞行器工程研究所所长沈海军向《知识分子》介绍,737系列是全世界销量最多的民用客机之一。尽管波音公司的737 Max带来了质疑,但是737-800机型的安全记录是良好的,本次空难和飞机本身的设计没有关系。
《航空知识》主编王亚男也认为,737-800在民用航空中占据半边天,安全记录很好。目前并没有证据表明737-800的设计、制造以及维护保障与最近发生的事故有直接联系,这需要通过调查得出结论。调查需要确定故障是否存在,以及故障是由外因还是内因导致的,需要在多起案例中发现相同的问题,才有证据说明是飞机设计层面的问题。
王亚男还解释,在空难调查中,首先考虑的是空难的环境因素,例如这次空难的鸟撞问题。其次是技术状态,故障是否存在,是什么原因导致故障。再次是人的状态,包括飞行员和机组的状态。一切的调查都是围绕还原当时状态,在厘清状态后再进行问责。现在公众层面首先怀疑波音的安全责任问题,波音已经变成了“嫌疑人”,这是波音近年的糟糕风评导致的。
02 鸟击、故障还是失误?
鸟击济州航空空难的诱因之一,但是如此惨烈的事故是否能完全归于鸟击,这点仍然存疑。
鸟击事件并不罕见。根据美国FAA鸟击数据库的数据,1990 年至 2019 年期间,美国民用飞机共遭到约 227005 次野生动物撞击(97%是鸟类),2019 年美国 753 个机场共遭到约 17228 次撞击[4]。
但鸟击导致机毁人亡惨剧的概率并不高。历史上死亡最多的鸟击事件要追溯到1960年美国波士顿的事件,当时飞机在起飞过程中撞上了一群欧洲椋鸟,飞机坠毁后共有62%死亡。1988 年至 2023 年,虽然鸟击事故多发,1988至2023年,美国因野生动物(包括鸟类、鹿和其他动物)与民用和军用飞机相撞的死亡人数共76人,不到本次惨剧死亡人数的一半。
“历史上鸟击导致机毁人亡,如此惨重的后果极为罕见,可以说1%都没有。”王亚男说。
王亚男介绍,从设计上看,现代航空标准要求飞机的风挡和机翼前缘具备一定的防撞强度,以减少飞鸟等外部物体撞击带来的风险。对于发动机,虽然作为动态部件难以实现完全防撞,但设计规范规定,在遭受撞击后,发动机可以损坏,但不允许发生爆炸、起火或零部件向外飞散的现象。本次事故中,虽然吸入飞鸟时发出了火光,但发动机没有燃烧,表现仍然是符合发动机防撞要求的。
此外,王亚男还提到,现代飞机设计中还考虑了单发延程飞行(ETOPS)的能力,这意味着即便两台发动机中的一台因故失效时,另一台发动机仍需能够维持飞行,确保飞机可以继续安全飞行长达两小时以上。一般来说,两台发动机同时受到鸟击损坏的可能性是极低的。
另外,虽然鸟击可能导致发动机损坏,但发动机损坏和起落架没有释放很可能是没有直接关联的两件事。王亚男认为,起落架被鸟击损坏的可能性很小。
王亚男介绍,起落架是飞机上一个特别坚固的部件,起落架的核心立柱由高强度钢制成,下面是厚实的机轮,如果它被飞鸟击到,可能会有小的损伤。但是鸟击能够让沉重的起落架损坏到无法放下来,类似的案例之前还没有出现过。
另外一种解释是,鸟类撞击破坏了起落架释放的动力系统,比如液压系统。但液压系统是在飞机的内部,鸟类撞击的飞机点一般在飞机的前部,比如驾驶舱翅膀的前缘、发动机的迎风面等,很难直接击中液压系统。
即便起落架出现问题,波音737-800起落架还是三种释放方式,正常的液压释放,备用液压系统释放,以及手动释放。一般来讲总有一种是可以完成,但是事故现场是飞机起落架完全没放下来。
沈海军补充,波音737-800起落架,尤其是起落架主体没有舱盖,只要解开锁死结构,靠重力就可以放下起落架。
“起落架可能会损坏,但是损坏到无法放下,这个是很多技术人士不能理解的。这让人怀疑飞行员是否没有尝试放下起落架。”王亚男说。
另外一种解释是,液压系统本身出现了故障,这不一定由鸟击导致。但液压系统本身的故障,会导致飞机本身很多系统的动作能力丧失,降落时用来减速的襟翼、扰流板的展开也会受阻。这也是飞机故障调查的一个重要的关注点。究竟是故障还是操作的问题,现在这两个方向都需要去关注。
沈海军则怀疑,飞机的损坏可能不仅限于发动机一处,鸟击还可能损伤了机翼的操纵面,包括襟翼和扰流板。这可能是飞机遭遇鸟击后未能继续复飞的原因之一。从飞机最终选择掉头向反方向跑道降落这一决策来看,可以推测当时情况异常紧急。
因为从机场设计和降落选择来看,飞行员最初选择的跑道应该是正常的逆风降落,但在反方向跑道降落则是难度很大顺风降落。如果飞机还有余裕控制,大概率不会这么急切地选择顺风降落,而是拉起盘旋后再选择从原跑道降落。选择了难度更大的顺风降落,表明飞机可能已经失去了部分控制能力或存在其他紧急状况,迫使他们迅速做出决定。
关于起落架未能正常放下,沈海军认为这可能是由于飞行员在紧急情况下的疏忽所致。现代飞机告警系统非常复杂,在紧急情况下,同时出现多个告警信息可能会使驾驶员难以判断问题的优先级和根源。
在这次空难中,如果飞机确实遭受了严重损伤,飞行员极有可能被多个告警信息困扰,导致难以作出正确的判断和决策。尽管飞行员可以通过检查清单来减少出错的概率,但在如此短的时间内发生的事件,使得他们几乎没有时间从容地评估所有选项并采取最合适的行动。
03 夺命的机场设计?
这次事故发生后,韩国务安机场的选址和设计也遭到大量质疑。质疑主要集中在三方面:靠近候鸟保护区的选址,跑道长度,以及跑道尽头的混凝土障碍。
务安滩涂地区是冬季许多鸭类候鸟的重要栖息地之一。据韩国《中央日报》报道。务安机场飞鸟撞击事件发生次数从2019年到今年8月共10起。据推算,在此期间往返务安机场的飞机共有11004架,发生率为0.09%。从发生率来看,这是除仁川国际机场以外的韩国14个机场中最高水平。
这似乎是机场选址有欠考虑的证据。但沈海军指出,选址时还有许多其他更重要的因素需要考虑,比如风向、季风和地势等。像候鸟这样的因素,可能只是众多考量中比较次要的一个。建设机场确实是一个权衡的过程,大家在选择时会反复考量各个备选地点,评估每个地方的利弊。
在《中央日报》的报道中,首尔大学林业科学系教授崔昌勇在承认务安机场靠近候鸟区的同时,也表示“在候鸟栖息地附近建机场的情况并不少见。”因为在冬季候鸟栖息的地区,通常有宽广的湿地或提供食物的农田,这与飞机起降的环境条件非常相似[5]。
还有声音认为,务安机场的2800米的跑道相比一些国际机场过短,跑道长度不足导致事故发生。
不过,王亚男解释,每一个规格的跑道都已经确定了它适应的机型,波音737-800在2800米跑道上降落没问题。一些特殊机场可能有4000米的跑道,但跑道没有达到4000米不意味着飞机降落不够安全。沈海军也表示,2800米的跑道已经是机场跑道中比较长的,长度不存在问题。
相比跑道的长度,更重要的问题是飞行员降落的位置。飞行员实际是从跑道的中段降落的,留下的跑道长度只有1400米左右。
“如果飞行员当时把着接地点再往后拉一拉,那可用于滑行的空间就可能足够大,甚至有希望利用这个摩擦力在跑道上停下来。”王亚男说,“很遗憾,明明这架飞机接地的时候,飞机没有解体损毁,已经在地上开始滑行了,这个起点是好的”。
飞机在冲出跑道尽头后,撞上了混凝土障碍物随即爆炸。王亚男指出,跑道尽头的障碍物,极大影响了这次迫降的成功率。
建造这个混凝土结构是为了升高仪表着陆系统(ILS)航向信标,信标的作用是引导飞机沿跑道轴线飞行,能够在天气不佳时引导飞机着陆。但以混凝土建造这个航向信标台,并不是合适的做法。
英国航空专家大卫·利尔蒙特对天空新闻(Sky News)表示,将定位器固定在如此坚固的墙上,且如此靠近跑道,是反常且不安全的做法。这种结构的存在“简直就是犯罪”。
中国《民用机场飞行区技术标准》规定。“跑道端安全区内为保证飞行安全所必需的,或出于飞机安全目的需要安放在此的设备设施,应符合易折性要求.....在跑道端安全区范围内,应采取措施消除结构直立面”也就是说,航向信标最好不露出地面太多,而且采用轻质材料,在受到冲撞时会立刻断裂变形尽量不损害机体。
《卫报》的一篇分析文章中,澳大利亚莫纳什大学商学院的格雷格-班博(Greg Bamber)教授表示,由于跑道附近的建筑物存在撞机风险,国际标准建议至少要有90米的净空区(安全区),理想的则是240米[6]。
韩国国土交通部航空政策室官员最初表示,务安机场跑道端有199米的安全区,航向信标位于跑道外250米外。从距离上看是符合相关规定的。随后,国土交通部官员又略微调整了说法,表示将调查务安机场的定位系统是否应该使用更容易碎裂的轻质材料[7]。
王亚男解释,这条跑道既然能投入使用,可能在韩国来讲还是符合设计规范的。但是至少在对于应急处置方面,这样的跑道极为不利。
比较理想的跑道,跑道的尽头应该是缓冲带,缓冲带可以采用特殊材料铺设,一旦飞机遇险冲出跑道,这些材料能够像泡沫塑料一样破碎,从而增加飞机的摩擦力,帮助其尽快停下,同时避免对机体造成严重损伤。缓冲带的关键在于地势要平坦,不能有太大的起伏。特别是,跑道尽头绝对不能设置抬升的围墙或其他类似的结构。“但从这次韩国空难来讲,这些条件都不具备。”
参考文献:
1.Mercer, G. D. a. D. (2024, December 31).Jeju Air: What we know about the South Korea plane crash.https://www.bbc.com/news/articles/ckgzprprlyeo
2.程程. (2024, July 9). 就737 MAX坠机事故认罪,“有案底”的波音何去何从?第一财经.
3.The New York Times. (2024, December 29).Boeing 737-800, a Precursor to the 737 Max, Is Used Widely.
4.FAA. (2025). Frequently Asked Questions and Answers.
5.中央日报.(2024, December 30).【直击务安】务安机场撞鸟事故率全国第一,曾有“设置驱鸟措施”警告.
6.The Guardian. (2024, December 31). Final tragedy: Experts debate role of concrete barriers and runway design in South Korean plane crash.
7.韩联社. (2024, December 31). 南韓土部:務安機場跑道末端安全區設施合規.