對飛機來說,空速管可能就是會引起效應的「蝴蝶」

2020-08-23 航空知識

空速管也被稱作皮托管、總壓管、總-靜壓管,是飛機上最重要的感應器之一。它能夠測量周邊氣流的總壓(也稱全壓)和靜壓,並將數據傳送給飛機的計算機和飛行儀表裝置。

多起看似匪夷所思的空難,與空速管故障有關係。

空難復盤

1996年2月6日,伯根航空301號執飛從多米尼加共和國的普拉塔港到德國法蘭克福,途徑加德蘭和德國柏林的特許航班。因為原定班機出現了機械故障,所以臨時換用了一架已在機場停駐了3周的波音757-225。

這趟伯根航空301號的機長是艾哈邁德·埃德姆(Ahmet Erdem),經驗豐富,光757型就累計飛行了1875小時。副駕駛是艾庫克·傑今(Aykut Gergin),僅飛過71小時的757型客機。

晚上11點03分,301號航班獲準從08跑道起飛。起飛過程中機長發現他面前的空速指示器(ASI)與副駕駛的不一樣。但很奇怪,他並未按程序中止起飛。

到達預定高度後,機組成員開啟了自動駕駛模式,讓飛機繼續爬升。然而電腦幾乎立刻發出警告,提示飛機速度過快。與此同時,副駕駛面前的空速表顯示飛機速度過慢。

自相矛盾的警報信息,讓機組成員困惑不已。機長決定通過拉起機鼻來減速。很快駕駛艙又響起了失速警報的聲音。

失速警報導致機長的操縱杆不停震顫,姿態偏差指示器顯示飛機迎角過大;在距海平面7000多英尺的位置,飛機又急速向右側滾。於是機組成員決定讓機鼻下俯,以減小飛機迎角。

此時飛機已接近失控,聖多明哥航管卻未發覺異常。很快,伯根航空301號航班從雷達屏消失了。飛機在起飛5分鐘後摔進海裡,機上無一生還。

事故調查

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這是波音757投入商業航班運營後,發生的首次空難。搜救人員趕到失事海域,根據經驗判斷,認為飛機是以極大的速度墜入海中,且在巨大的衝擊力下解體了。

調查組很快接收到了黑匣子的信號,由此推斷飛機殘骸在海面下7200英尺的地方。這種深度,給打撈工作帶來了非常大的困難。

調查人員首先整理了能夠打撈到的殘骸,發現飛機墜海前,乘客得到過預警。

根據後續打撈上來的黑匣子數據,專家們發現,飛機剛切換為自動駕駛模式,就開始機鼻上仰,直至迎角達到了15°。與此同時,飛機空速遠超出應有的速度。

再查當時駕駛艙的聲音記錄,他們得知在地面滑跑階段,機長發現了自己面前的空速表有故障,但沒有中止起飛。

飛機進入爬升,機長與副駕駛的空速表顯示差異愈加大了。這說明,與機長面前空速表相連的空速管應該出現了堵塞。地面滑跑時,因堵塞物,空速管內流過的氣流壓力就會變小,顯示為速度較低。

爬升時,同樣因堵塞物,空速管內的氣體無法順利流出。而因高度變化較大,被堵的氣體會膨脹,顯示為速度較高。

這支被堵塞的空速管,不僅會將數據傳遞給機長面前的空速表,還會輸入飛機計算機,用於計算當前飛機相對地面的速度。

所以一切換自動駕駛模式,飛機計算機立刻根據錯誤的空速輸入,發出了指令——讓機鼻上仰至最大容許值。

機鼻上仰,直接導致飛機減速,於是操縱系統又發出了失速警告。

機長面對自相矛盾的兩個警告,選擇相信了錯誤的那個。從機長決定減油門的那一刻起,伯根航空301號航班的命運已經註定。

接下來,他們發現當天執飛班機進行過臨時替換。通過詢問,調查人員獲知了一個驚人的事實:飛機曾在機場停駐過3周,而維修人員確定在此期間空速管上沒有任何遮蔽物。

就是那條著名的「飛行前取下」遮蔽物。因為停駐期間未有效遮蔽空速管開口,所以一隻泥蜂在裡頭築了巢。一個不起眼的疏失,最終奪走了近200條人命。

事故影響

301號航班事故後,專家邀請經驗豐富的機長們參加一個測試:在駕駛艙出現多個自相矛盾警報時,機組成員能否做出準確判斷。結果是不能。為此波音公司改進了駕駛艙的告警系統。

波音757上有3個空速管,卻強制計算機接入與機長面前空速表相連的。空難發生後,這一強制機制改成了,機組成員可任意指定接入其中一個空速管;且當3個空速管數據偏差過大時,駕駛艙會發出警報。

根據黑匣子信息,曾有一次避免空難的機會。當時副駕駛已經發現正確的操作是操縱飛機俯衝,以減小迎角。終因自己資歷尚淺等考慮,副駕駛選擇了遵守機長的命令。這一點,讓人重新思考了機組成員的決策方式。

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    亞馬孫雨林的一隻蝴蝶振動兩下翅膀,會引發美國德克薩斯州的一場龍捲風?1963年美國的氣象學家洛倫茲提出了一個名詞,將類似「蝴蝶引起龍捲風」的現象稱為「蝴蝶效應」,用來比喻初始條件的一些小偏差會帶來結果的巨大改變,其他如馬蹄鐵掌上丟失了一個釘子,會讓一個國家走向滅亡;秋天一片飄落的桑葉,會點燃七國混戰的戰火等等,都是「蝴蝶效應」的例子。
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