旋翼離身自顧飛去,記中國民航716號機70年首都機場墜毀事故

2020-10-22 顧氏造船廠廠長

一副尋求自由的旋翼,自由的代價是10條鮮活的生命

中國民航(CAAC)飛翔紅五星標誌

1970年10月17日8時33分,一架隸屬於中國民航北京管理局第二飛行總隊第二十飛行大隊(該大隊專門負責北京管理局轄區內的農業林業藥劑噴灑以及航測等專業飛行)的直-5農/林業型直升機(註冊編號716,1964年作為基本型出廠,同年接受農/林業型的改裝後交付給北京管理局第二飛行總隊第二十飛行大隊,至事發時機齡將近6年,總使用時間不詳)從邯鄲馬頭直升機機場(1958年建成,是2007年8月8日建成通航的邯鄲機場的原址和前身)起飛,該機當天執飛的是一趟調機飛行,目的地是前往東北地區執行航空護林和急救任務。起飛時機上一共有10人,分別是左座機長(天氣標準2/2)、右座副駕駛、空中機械師以及7名林業局的工作人員。

邯鄲機場衛星圖

直-5農/林業型直升機是哈爾濱飛機製造廠(代號:122廠,今中航工業哈爾濱飛機工業集團有限責任公司的前身)按照民航專業飛行隊的需求(主要是在農業飛行、林業飛行和測繪飛行),根據蘇聯米-4СХ型直升機的相關資料專門進行的小規模改裝型,可以安裝撒布器等裝置,部分改裝零件、部件由民航部門提供。總共生產和改裝了14架,716號機就是其中的1架(直-5的故事請看本廠長一文)。

中國民航塗裝的直-5農/林業型直升機,中國飛機全書

由於直-5型直升機的最大載重航程只有520千米,因此長程調機飛行必須像高速公路進服務區那樣沿途一個機場接一個機場地降落加油,該機的第一站是北京首都機場的直升機起降區,預計降落時間是11時10分,飛行時間2小時又37分鐘。

……

一路上飛行順利,11時06分,716號機飛臨北京首都機場空域,機組和首都機場調度室取得了聯繫,調度室引導飛機前往直升機起降區降落。

退役的遠中國民航塗裝的直-5直升機,拍攝:未來的機長

11時07分,716號機飛臨預定降落區,地面上的機務人員已經就位準備迎接716號機降落,加油車也已經準備就緒,一旦飛機降落,將會開到飛機跟重新灌滿直升機的油箱。在機組的操縱下,716號機開始緩緩的、帶前傾坡度姿態的下降高度——這是典型的直升機滑跑著陸方式(直升機在高原、高溫地區,或載重量較大時,可用功率不足以允許用垂直著陸方式著陸,可以像固定翼飛機一樣進行滑跑著陸。不同於垂直著陸,滑跑著陸時,直升機在按地瞬間,不但具有垂直速度,同時還有水平速度。直升機在接地後有一個滑跑過程,可進一步利用旋翼產生一個減速的水平分力,使直升機繼續減速直至運動停止,這種方式適合直-5這類的採用輪式起落架的直升機),一切都顯得十分正常。

本廠長繪製的中國民航716號直-5直升機二視圖

但當飛機下滑到距離地面高度50~60米時,地面人員突然聽到一陣「咔啦」聲響,隨後就目瞪口呆的發現716號直升機的旋翼(四片槳葉連同鉸接結構)毫無徵兆的飛離了機體並旋轉著亂轉而去,失去主旋翼但尾槳依然在運轉的直升機驟然失去了平衡,隨後以極快的速度和機頭下沉的姿態往地面墜去。區區50米的高度根本不足以讓716號直升機機組人員和地面的人員有任何反應,飛機在失去旋翼後不到10秒就一頭墜毀在首都機場直升機起降區外的空地上,機頭先觸地、機身解體變形、尾梁折斷,隨即發生猛烈的爆炸並起火。

當地面人員趕到墜機現場時,飛機已經燒成了一堆廢鐵,機上10人全部遇難,無一生還(屍體大致還保持著乘坐的姿勢,被燒得面目全非),釀成直-5型直升機在中國民航死傷最為慘重的一起一等飛行事故。

北京首都機場老照片,老照片天天看

幸虧716號機採用的是滑跑著陸的方式,旋翼掉落時飛機距離預定降落區還有相當一段距離,因此沒有造成地面上的人員傷亡和設備損失。若是採用傳統的垂直降落方式的話,飛機飛臨預定降落區上空下降過程中旋翼突然飛離的話,失去控制的機身將直直掉在降落區內預備迎接直升機降落的人群中,直升機爆炸的火焰一旦波及準備給直升機加油的油罐車——後果將會更加的慘烈。

中國民航局組成的調查組於事故發生的當天下午進駐首都機場,著手對這起慘烈的一等飛行事故進行調查。直-5直升機的生產廠家哈爾濱飛機製造廠和活塞-7型發動機生產廠家哈爾濱東安發動機廠(代號:120廠,今中國航發哈爾濱東安發動機有限公司的前身)的技術人員也趕到現場協助調查。

根據現場目擊者的描述,飛機的主旋翼是在空中突然從機身脫離,導致飛機失去飛行姿態而迅速墜地,因此調查組就此列出了直升機以這種情況墜毀的幾種可能性:

機械故障、人為破壞、機組操縱失誤——

現場勘察表明:716號直升機的殘骸雖然已經被燒得面目全非,但經過仔細地分析,可以確定機身殘骸上的大部分損傷都是因為撞擊地面和爆炸起火而導致的;北京市公安局的刑偵技術人員和法醫對遇難者遺體進行屍檢的結果表明所有遇難者的死因都是由於起火而導致的燒傷和窒息,可以排除人為破壞原因導致飛機墜毀的可能;遇難機組成員的檔案顯示機組成員飛行技術合格,在飛行前身體狀況和精神狀態都良好,也可以排除因為機組成員瞬間失能或者操縱失誤導致飛機墜毀的可能。

本廠長繪製的中國民航716號直-5直升機細節1

本廠長繪製的中國民航716號直-5直升機細節2

120廠的技術人員通過查看現場回收的活塞-7發動機殘骸,認為雖然發動機損壞較重,但損壞基本是由於機頭觸地導致的,在觸地前發動機依然在正常運轉中,因此由於發動機故障導致墜機的可能性也被排除。

這也排除那也排除的各種排除後,調查組將懷疑重點集中在直升機的操縱系統上——

直升機的儀表面板已經完全被燒毀,所有儀表讀數都無法判讀辨認,因此無法提供調查依據;且當時716號直升機沒有裝備駕駛艙語音記錄器和飛行數據記錄器,完全無法還原飛機墜毀前的飛行數據和機組對話,調查看似走進了死胡同——

但當檢查到旋翼軸的時候調查組有了重大發現,716號直升機的旋翼主軸上出現了一個鮮明的截面斷口,經檢驗,斷口截面平整,表明該主軸是一次性折斷的,這個發現和現場目擊者關於旋翼突然飛離機身主體的證詞完全吻合。調查組由此確定是由於旋翼主軸的瞬間斷裂使旋翼槳葉和鉸接結構脫離軸轂是716號直升機墜毀的直接原因。但是旋翼主軸出廠和裝機時間表明,該部件還處在允許的使用時間範圍內,不存在超期使用而不及時更換的情況。

相關部門對斷裂的旋翼主軸進行金屬探傷測試結果表明:該主軸的斷裂處有明顯的金屬疲勞痕跡,因此主軸的斷裂原因被確定為金屬疲勞。

綜上所述,調查組得出了716號直升機首都機場墜地事故的結論:事故的直接原因是在準備降落時,旋翼軸由於金屬疲勞原因突然折斷飛離機身,導致飛機失去控制而墜毀,屬於原材料質量問題導致的一等飛行事故。

本廠長繪製的中國民航716號直-5直升機細節3

本廠長繪製的中國民航716號直-5直升機細節4


退役後的中國民航直-5直升機,拍攝:andrei

直-5直升機在生產過程中曾經多次暴露出嚴重的質量問題,在試生產的過程中由於受大躍進的影響,很多生產工藝規程被過分簡化,生產中工藝裝備選用太少,製造質量極差。完全違背了新機從試製到生產定型的規律流程。使得1960年當年計劃安排生產的60架直-5即便按照當時已經放水放到無以復加的驗收標準衡量也全部不合格,只能堆在工廠的倉庫中吃灰,整個試製被要求推倒重來。

1963年7月經過改進生產流程和標準的直-5重新試製成功並於1964年在122廠投入批量生產(716號機也就在當年被生產出來),即便是完善了品控後的「過關產品」,在交付使用後依然被這樣或者那樣的質量問題困擾。比如1965年11月交付的一批6架在轉場途中先後有5架發生質量問題被退回工廠維修,故障率高得驚人。所以716號機出現旋翼軸在規定使用期限內就出現金屬疲勞原因導致的斷裂就一點也不奇怪了。

當然,調查組也指出如果飛機在翻修過程中如果翻修操作和維護不當,也是有可能導致關鍵零部件達不到規定的使用壽命。並且特意在民航北京管理局的機務部門進行了一次大規模的排查,結果果真查出部分飛機的翻修質量確實存在這樣或者那樣影響翻修部件使用壽命的操作不規範的問題。具體到716號直升機的維修記錄上,也發現該機的部分維修項目由於缺件或者別的原因而沒有及時完成(雖然這些未完成的維修項目並不影響飛機的正常飛行)。

最後,調查組提出了以下教訓和安全建議:

1、直升機的研製單位和生產廠家必須花大力氣解決諸如旋翼軸這類對於飛行安全至關重要的零部件的原材料質量問題,在這個問題解決之前,相關零件的更換周期必須減半使用(直-5直升機旋翼軸的材料質量問題一直技術攻關到1966年才基本上被解決)。

2、民航北京管理局有些飛機、發動機和器材比較陳舊,有的翻修質量不高,國產發動機和器材在質量上亦存在一定的問題,因此,機務人員必須增強責任心,加強機務工作,提高維修質量,保證飛機、發動機處於良好狀態,不帶故障隱患上天。

3、要及時傳達機務方面的改裝和檢查項目通告,落實改裝和項目檢查按要求進行。

716號直-5農/林業型直升機性能數據

乘員:機組2人+載員11人

長度(連帶旋翼尾槳):20.015米

旋翼直徑:21米

高度:4.4米

空重:5121千克

最大起飛重量:7600千克

發動機:一臺活塞-7氣冷星形14缸活塞發動機,功率1770馬力(1250千瓦)

經濟巡航飛行速度:180千米每小時

最大載重航程:520千米

實用升限:6000米

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