铆钉引发日本史上最惨痛空难 1984年导致520人遇难的日本航空123号航班

  原标题:铆钉引发日本史上最惨痛空难 1984年导致520人遇难的日本航空123号航班

  日本航空123号航班是从日本东京羽田国际机场(Tokyo Haneda Airport)飞往日本大阪国际机场(Itami Osaka Intl Airport)定期航线号航班因维修不当导致飞机垂尾脱落和液压油泄露,引发飞机失控坠毁在日本群马县高天原山。日本航空使用的客机为波音定制版747SR型客机,由于采用短程高承载设计,又使用了高比例的经济舱座位,伤亡远超普通航班,空难共造成520人遇难。这亦是世界上单一客机空难死亡人数最多的一次。

  图1、日本航空涂装的波音747-146SR时值夏末,数以百万计的日本人正要返乡欢迎传统节日盂兰盆节(日本在飞鸟时代由隋唐时期的中国传入盂兰盆节,后来成为日本独特的庆祝节日),日本人对这个节日很看重,现在已发展为仅次于元旦的节日。公司通常会放假一周左右,很多在外地的日本人大部分会选择这个假期常会返回出生地和家人团聚。返乡的乘客挤满了123号航班,飞机共搭载了509名乘客和15名机组成员。

  123号航班于晚上6点12分起飞,飞往4百公里以外的工业重镇大阪。航班机长是49岁的高滨雅己(Masami Takahama),他拥有12423小时飞行经验,还是运航部门指导教官,此次趟飞行他将负责无线岁的佐佐木祐(Yutaka Sasaki),他拥有3963小时飞行时间。飞行工程师为46岁的福田博(Hiroshi Fukuda),他担任发动机部门教官,拥有9,831小时的飞行经验。

  图2、空中俯瞰羽田机场当天123号航班飞行时间不到1个小时,航班将向南飞行到海岸线左转,再一直向西南方向飞行,临到大阪的时候转弯降落。

  然而客机起飞不久后突然客舱中传来爆炸声,并伴随着爆炸性减压的现象出现,客舱的氧气面罩也自动弹出。飞行员首先怀疑是起落架舱门的问题,并向地面发送“7700”的紧急代码,告知空管员日航123号航班遇到了麻烦。

  空管中心控制室的屏幕上每架飞机都有自己独特的符号显示该机的状态和身份,123号航班下方的符号突然发生明显的变化,标示有飞行员发送了紧急信号。飞行员现在只知道机舱内发生了爆炸事件,却不明就里。因为飞机的仪表上显示不出来飞机具体的故障,飞机渐渐失去操纵,高度开始慢慢下降。

  图3、123号航班原本预计飞行的航线(蓝色)与机尾爆炸失压之后实际飞行的路线飞机主要是通过液压系统来进行控制,升降舵控制俯仰,方向舵和副翼控制转向和旋转。现代喷气客机组件都非常沉重,飞行员只可以通过液压系统操控飞行的飞行状态,因而液压管道遍布机身。

  机长马上通知塔台要求返航,飞机的控制却越来越困难。诸多不确定因素的叠加,迫使飞行员必须降低高度。地面的控制人员却不明白他们不能控制飞机,只是不解为什么没有按照他们的指挥进行180度转弯返航,反而离羽田机场渐行渐远。工程师福田博慌忙向两名飞行员汇报,他发现飞机的液压系统全部失效,但飞行员并没有向塔台通报这一紧急情况。

  飞机液压系统造成了严重问题,最后几分钟的飞行模式也让人担忧,飞机先是陡然上升,而后猛然下降1200米才被拉平,然后又开始爬升,这个循环模式一再重复。飞行员不明白为什么飞机会有如此反常的情况,但他们却无能为力。

  东京空管中心的督导员也来到了空管中心,当他得知飞机失控的消息后,指挥123号航班直飞128公里外的名古屋机场进行迫降。如果要降落在名古屋,飞机一定要马上降低飞行高度。机长却决意返航羽田机场,因为羽田的跑道长度更适合747迫降。客舱也乱成了一锅粥,客机所处高度的空气相当稀薄,乘客连呼吸都变得异常困难,假如没有氧气面罩很快便会失去意识。

  图4、123号航班垂直尾翼遭损坏的示意图爆炸发生5分钟后,空服员终于接通了驾驶舱的电话并告知了客舱的情况。空服员告诉福田博爆炸发生在飞机后部,可能来自货舱。他们现在需要飞机尽快下降高度,避免乘客陷入无意识状态,副驾驶询问机长需不需要下降高度时,机长却没有作出任何回应,此时驾驶舱的人可能进入了脑缺氧的状态。

  在这样的高空状态,血液中的含氧量开始下降,先是判断力受损直至完全失去意识。福田博通过空服员通线位置的氧气面罩失效,空服人员只用氧气瓶给乘客补充氧气。驾驶舱里的情况也不妙,机长和其他成员似乎仍处于迷惑状态。

  福田博提醒机长现在需要马上下降高度,并提示警醒我们最好带上氧气面罩。机长虽然做出肯定的回答,但却没有执行。没有人知道其中原因,也许是举棋不定,也许是缺氧开始蒙蔽他的判断力。

  此时位于东京的日本航空航务部门已经获知了紧急通知,但他们和塔台人员一样感到困惑,他们只知道机上五百多人命悬一线。地面人员通过无线舱门已经毁坏,空管人员发出要求返航的信息。福田博则回复飞机正在紧急下降,稍后再联络,并请求继续监控飞机的动态情况。

  图5、受损的客机如果机舱门脱落,意味着空气外泄,机舱内发生爆炸性减压。乘客可能被吸出空中数公里之外。不过还有更糟糕的事情,如果机舱门脱落打中飞机的尾翼,会造成飞机尾翼的损坏。

  飞机尾翼保持着飞行稳定,上面的方向舵和升降舵能让飞机俯仰或是左右移动。如果尾翼受损,再好的飞行员也无力回天。日航客机遭受困境的消息几乎同时在东京传开,日本电视台也已暂停了普通的节目改为现场直播。

  有人看到这架受损的客机飞过头顶,这段影像以直播的形式出现在了繁华的东京街头。123号航班的飞行路线异常曲折,此时接近横田的美国空军基地的美国航管人员无意间听到了该机与东京航管中心的对话,他想要忙帮提供横田跑道用以降落,疲于应付危机的飞行员并未作出回应。

  图6、乘客用相机拍下的当时机舱内的情景123号航班的飞行员已经没办法正常控制飞机,他们测试油门的反应,希望能让飞机加速或减速,也就是说飞机的速度在掌握之中。飞行员还在试验中发现,如果飞机俯冲时将油门向前推,此时是加速,就能让飞机停止俯冲并扬起机头。若在飞机爬升时收回油门则为减速,机头就会向下开始俯冲,这和驾驶正常的操作相反。

  这时他们能开始操控飞机平稳飞行,而不是像过山车一样疯狂飞行。紧接着开始了第二个试验,增加飞机左侧发动机推力,就能让飞机缓慢右转。飞行员在客机的加减速中乱了阵脚。

  他们决定放下起落架,以降低飞机的速度,提升飞机的稳定性。但这一操作并未奏效。波音747基于安全的需求,除了在液压系统之外还有独立的电力系统,以便在紧急状况下放下起落架。只要发动机还在运行,他们就有电力。起落架造成的风阻能够缓冲飞机的俯仰运动,不过这也破坏了原来单边发动机加速所能提供的方向控制。在接近日本最高峰富士山的时候,飞机突然右转,马上进入疯狂的俯冲线、事发地群山环绕

  飞机下坠的速度达到每分钟900米,两倍于正常的下降速度。事后根据飞机“黑匣子”上的记录,此时空服人员仍在设法安抚乘客,体现出来足够的职业素养。飞机摆脱俯冲状态的时候,高度已经下降了三千多米,他们的四周则是群山环绕,不过起码这个海拔高度的氧气较为充足。

  飞行员还试图做最后的努力,要求空管人员提供羽田机场的导航信息。失控的飞机继续向西北方向前进,远离了羽田机场和横田空军基地,摇摇晃晃的飞机几乎擦着山峰滑过。空管人员反复询问没有正真获得回答,以为应答器出现了问题,所以要求无线再进行联络,空管员仍没有的到任何回应。

  最后终于传来声音, 123号航班转至119.7频率进行对话,并询问飞机所在的方位。在紧张的氛围中,空管人员还弄错了飞机与羽田机场的距离。此时的羽田机场已完成了紧急预案,消防和救护车均已就位。这时飞机的飞行姿态突然急转直下,也是最严重的一次。尽管机长奋力加速企图迫使飞机脱离危险状态,飞机的下降速度仍超过5500米/分钟,最终飞机消失在了雷达屏幕上。

  日本自卫队在晚些时候到达现场,一名空军中尉驾驶直升机发现了坠机地点,并汇报行动中心观察到的初步情况。由于坠机地点都是45°的陡坡,直升机无法降落,救援人没办法第一时间抵达现场,而且直升机驾驶员目视并不准确,告知地面人员空难现场没有生命迹象。地面搜救工作随即展开,陆地救援组也没有料到会有人生还,所以在距离坠机地点68公里外的村庄驻扎过夜。

  123号航班的状态并没有糟到极点,仍有生命迹象的乘客奄奄一息躺在坠机现场。次日早晨事故坠机路线客机滑穿了树林,位置停留在了御巢鹰山顶附近,坐落在富士山以北的群山之中。飞机最终撞到了几百米外的山脊上并且发生爆炸。

  根据研究表明,人体可承受25倍于重力的G力。调查报告数据显示,飞机撞击地面时的速度造成飞机前段的乘客所承受的G力超过100倍重力。这四名伤员被紧急送往滕冈市医院,调查人员通过记录得知这四名幸存者全都坐在最后七排,这也许是生还的重要的条件。在波音747的后段,撞击力度则小得多。运气站在了他们四人一边,事后,幸存者讲了一件令人唏嘘的事情,说在她躺在山上等待救援的时候,还有更多的乘客并没有当场罹难,因为救援的不及时导致更多人的遇难。

  123号航班的遇难对全球航空业发出严重预警,就在一周前,一架印度航空的747客机坠入大西洋,造成329人遇难。123号航班则一下夺去了520条人命。舆论声音质疑波音747客机是不是真的存在设计或者质量上的问题,全球约有六百架波音747客机在运营,如果是飞机的本身问题,则会对全球航空业带来重创。

  在上世界70年代末80年代初,史立德曾代表NTSB多次前往国外进行重大空难事故调查,他非常了解与其他几个国家政府共事的敏感性,波音公司代表、日本调查人员和美国联邦航空总署的工程师共同开展此次调查。史立德抵达现场时发现当地警方已经接手调查,并将此视为犯罪现场,并密切监视他们组员的行动。调查组成员被当成了嫌疑犯,在当地待了两天才被允许进场勘察。

  现场散落的遗物表明,乘客在遇难前做着最后的努力,并写了很多遗书。调查人员把突破口放在了座舱语音记录仪上,机上的飞行工程师说到R5舱门已经被毁坏,调查人员确信此舱门已经在飞行途中脱离开来,并撞到了尾翼。损坏了飞机的外部结构,控制飞机俯仰方向的升降舵和控制飞机左右的方向舵。不过后来又有新的消息完全推翻了这个论证,证据显示舱门并未脱离机身,调查人员在残骸中找到了舱门。

  根据一名业余摄影师的镜头提供了另外一个线索,调查人员通过处理后的画面发现,模糊的轮廓显示出飞机的整个大的尾翼都不见了,而这正是飞机稳定飞行的核心部件。日本海军的一条舰船穿越东京南方一处海湾时,发现海上漂浮了一块飞机尾翼,飞机的另外一个核心部件也吻合了调查人员的推断。调查人员就此下论, 123号航班事故的起因来自飞机尾翼。

  调查员梳理整个证据链发现,某种情况导致客机后段顶部的坍塌,机舱发生爆炸性减压,这样的一个东西同时也扯断了飞机尾翼,同时摧毁了飞机的液压线路,造成飞机失控。爆炸、减压、失去尾翼和液压故障,调查人需要找出四个关键要素的关联之处。按照惯例,调查人员开始审视飞机的维修史,他们发现一件耐人寻味的事情,该机曾在7年前出过另外一次事故。

  飞行员降落时,由于机头拉的过高尾翼触地,摩擦蹭过跑道甚至包括后压力隔板。现代喷气客机在爬升时需要加压飞行,以保持客舱内乘客的舒适度。以波音747为例,747在地面时,机身呈椭圆形,爬升至空中加压的时候,变得较为接近圆形。飞机尾部的压力隔板就像飞机尾部的大型金属伞,其作用在于阻止加压的空气从机舱穿越尾翼而流失。

  所以压力隔板必须非常的坚固耐用,因为飞机在加压的过程中会有很大的力道,每平方吋超过8磅的压差(美制单位),这是一个相当大的压差。波音747的机尾压力隔板设计,用较少的重金属来应对压力,这种压力圆盖是典型的抗压设计。

  空难发生的7年前,日本航空找波音公司来修复受损的隔板,波音的工程师用新隔板来置换损毁的隔板。但是在123号航班的空难现场,史立德无意中发现一块机身残骸,揭开了空难的谜底,就是这块被接上的新隔板条。它当初修复的时候并没有采用正确的修复程序,仅仅用了一排铆钉来固定结合处,而正常的做法是用两排铆钉来固定。

  1985年夏末的一个夜晚,日本航空123号航班从羽田机场起飞,这是飞机从隔板维修后的第12319次飞行。按照调查人员的计算,此次维修最多能安全飞行1万次,飞机爬升至7300米时,机外的空气日益稀薄,但机舱内的空气经过加压以确保乘客的舒适度。加压的客舱以及未加压机尾的压力差,迫使使得居中的隔板延伸,也成为了压死骆驼的最后一棵稻草。

  调查员在模拟试验中发现,铆钉孔周围慢慢的出现裂痕直到最终隔板断裂。客舱的加压空气立刻在隔板上窜出一个2到3平方厘米的洞,这股压力压塌了机尾洗手间的天花板。高压空气窜进飞机尾翼,直接将其吹断,日航123号航班从起飞的那一刻起就注定了它不能安全返航。而飞行员永远也不明白他们所驾驶的飞机早已失去了尾翼,连同控制飞机最重要的液压管路一同跌入了太平洋。

  客机缺失了尾翼的稳定力量,同时无法控制方向舵和襟翼,飞行员控制不了飞机,客机在摇摆不定中跌入了失控的漩涡。机头下降时,飞机加速形成上升的力。机头再次上扬,飞机爬升直至减速。机头倾斜,再次进入下降模式,整个动作一再重复,有时飞机一次的落差就是几百米。为了更直观的表现当时飞行员的困境,调查人员用尽心思挑选出四名飞行员,模拟处理同样的情况,无人能在同样的情况下平安着陆。

  123号航班的飞行员能在空中飞行30分钟实属奇迹,而且当时的地形多为山地,这已经展示了飞行员精湛的驾驶技巧。空难事故的原因很简单——只是少用了一排铆钉。日本警方想要控告波音公司负起此次事故的刑事责任,不过检察官决定不予起诉,波音的声誉遭受重创,庆幸的是747客机本身的设计并没有缺陷,波音747继而成为史上最成功的机型之一。

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