傳奇:萬米高空,引擎熄火,還是多虧了老司機!
33年前的7月23日,加拿大航空一架767在萬米高空遭遇了所有飛行員的噩夢:燃油耗盡,雙發熄火,瞬間失去所有動力。當所有人都覺得將會以悲劇結尾時,機組卻創造了奇跡。
今天要講的,就是這個創下歷史的加航143航班的故事。

迫降后的AC143航班,圖片來自加航
1背景
1983年7月23日,加航AC143航班由蒙特利爾起飛、經由渥太華前往艾伯塔省首府埃德蒙頓,從渥太華起飛時,飛機上共載有61名旅客和8名機組人員,共計69人。
當時48歲的Robert Pearson機長有長達15,000小時的飛行經驗,平日沒有航班任務的時候,他喜歡在當地一個飛行俱樂部飛滑翔機,有著高超的滑翔機駕駛技術。與Pearson機長搭檔的副駕駛Maurice Quintal經驗也非常豐富,飛行時長超過7000小時。不過盡管兩人飛行經驗豐富,但是767對他們來說也還剛上手不久。
加航于1982年底開始引進767飛機。執飛AC143航班的是一架近乎全新的波音767-200型飛機,注冊號為C-GAUN,裝有兩臺普惠PW-JT9D引擎,1983年3月31日交付給加航,事發時機齡才4個月,是加航機隊中的第4架767,也是波音生產的第47架767。
767是當時波音生產的最新型寬體客機,采用了許多當時最先進的電子技術,例如使用了以CRT顯像管為顯示載體的電子飛行儀表系統EFIS,以及依賴機載電腦的電子燃油表等。得益于電子技術的提升,767成為波音旗下首款駕駛艙僅需要兩名飛行員的寬體客機,而不再需要專職的工程師。

1985年拍攝的C-GAUN,圖片版權Aero Icarus
2燃油告罄,雙發熄火
當AC143航班以41000英尺/12500米的高度飛到安大略省紅湖/Red Lake上空,駕駛艙一個警報突然響起,自此就注定了這是個載入史冊的航班。
首先在駕駛艙中響起的警報是飛機左側油箱油壓告警。波音767有3個油箱,分別位于飛機的兩翼和機身中部下方(中央油箱,僅在遠距離航班時使用),執行中短距離航班時,僅使用兩側機翼下的油箱,當油箱燃油不足時,油壓警告響起,提醒飛行員注意油量。飛行員當時并不知道警告響起的原因,該航班油量表當天故障,顯示在飛行電腦上的燃油數據足以支持飛機整個航程,因此機組以為是燃油泵發生故障,由于依靠重力燃油可以自行輸送至引擎,Pearson機長只是關閉了警告,并未采取其他措施。
幾分鐘后,右側油壓警告再度響起。盡管機上電腦數據顯示飛機仍有足夠的燃油飛往埃德蒙頓,但是左右兩側接連響起油壓告警,Pearson機長決定就近轉往溫尼伯/Winnipeg降落。緊接著左側引擎停車,機組準備做單發降落準備。隨后所有飛行員的噩夢降臨:飛機兩側引擎均停車,這架將近100噸重的噴氣式客機,在10000米高度,失去了所有動力,而此時飛機距離溫尼伯機場還有104公里。Pearson機長隨即宣布進入緊急狀態。不過飛機的氣動設計保證了飛行中的飛機即便在空中失去所有動力也不會垂直墜落,而是憑借原有向前的速度仍能向前滑翔一段距離。
引擎停車,還意味著飛機失去絕大部分系統的電力供應,包括駕駛艙內絕大多數的CRT顯示屏。隨著雙發失效,這架767的沖壓空氣渦輪(Ram Air Turbine/RAT)自動釋放。沖壓空氣渦輪,因為英文縮寫和老鼠RAT一樣,故被戲稱為“小老鼠”,是一個當飛機所有引擎和APU都失效時用于給飛機提供液壓和電力的應急裝置。RAT的工作原理類似于風車,依靠飛機前進產生的風力帶動螺旋槳,螺旋槳帶動液壓系統(某些機型則帶動小型發電機),從而提供移動基本操縱面(副翼、方向舵、升降舵)所需的液壓動力,并且產生電力供關鍵系統使用。不過RAT的工作原理也注定了,隨著飛機速度的下降,其工作效率也隨之下降,飛行員也就越難操縱飛機,電力系統對電池的依賴也越大。

這架試飛中的787放出RAM,大小可見一斑,圖片來自網絡
RAT所能提供的電力供應非常有限,僅包括部分關鍵系統如速度、高度指示儀、無線電等,而飛機的應答機則不在此列。這就意味著空管無法通過二次雷達接收到飛機的應答機信號,只能改用一次雷達來獲得飛機的位置。一次雷達是通過電波反射原理來獲取飛機位置,但一次雷達無法獲得飛機的航向、高度和速度等信息。
3“基米尼滑翔機”
當飛機的兩臺引擎都熄火以后,機組馬上與空管確認最近的可供降落的跑道距離與方位。
直到副駕駛Quintal計算出飛機滑翔的距離將不足以抵達溫尼伯機場前,Pearson機長一直竭盡全力試圖將飛機飛到溫尼伯降落,因為溫尼伯機場具有更好的應急處置能力,而且加航在溫尼伯也有較為強大的維修基地。然而Quintal得出的計算結果人讓Pearson機長打消了這個年頭:按照飛機下降速度,飛機將在距離溫尼伯機場跑道24公里處觸地,后果將不堪設想。十多年前Quintal在軍隊服役時,曾在附近一個叫基米尼/Gimli的前軍用機場訓練過,他對基米尼機場的情況非常熟悉,地面管制員通過無線電告訴機組基米尼機場距離飛機更近,Pearson隨即決定轉往基米尼機場降落。但是無論Quintal還是地面管制員都不知道,原來的基米尼機場已經廢棄,被改為一個賽車場地,原來的跑道也變成了賽車比賽用的賽道。

Gimli汽車公園,左側跑道已改為汽車賽道,AC143航班就落在這條賽道上,圖片來自谷歌地圖
當飛機飛近基米尼機場的時候,他們發現飛機的高度太高了。如果保持現有的下降率,他們將會飛躍很長一段跑道,從而沒有足夠的跑道長度來剎停飛機。如果加大下降率,由于失去液壓動力后擾流板無法升起,飛機的速度將會加大,可能無法及時剎停飛機,甚至會在接地的瞬間解體。
Pearson機長對滑翔飛行的知識和經驗起了關鍵作用。他決定采用一種從來沒有人在民航客機上用過的飛行技巧- 側滑飛行。這是一種偶爾用于滑翔機的飛行技巧,通過將飛機機頭旋轉偏離航向縱軸,利用機身增大迎風面積,加大飛機前進阻力,使得飛機可以加大下降速率的同時不增加速度。
這樣的飛行技巧需要飛行員同時精確的控制飛機的方向舵、升降舵和副翼來調整飛機在水平、俯仰和橫滾三軸上的姿態,以獲得所需的下降率和速度。盡管機長Pearson有著豐富的滑翔機駕駛經驗,他卻從未在滑翔機上操縱過側滑飛行,他第一次將側滑飛行付諸實踐就是在這架失去動力的767客機上,最終Pearson機長將這架767成功令這架767在賽道起點接地。
著陸前如何將起落架放下又是另外一大挑戰。應急的RAT只能提供部分液壓動力,并且會隨著飛機速度的下降而慢慢失效。也就是說,Pearson機長不單越來越難以操縱飛機,而飛機的起落架也無法正常放下。所幸根據飛機的設計,依靠重力也可以放出起落架。相對較重的主起落架在重力的作用下成功放出并鎖定,但是較輕的前起落架則沒能完全放下。
時值周六,賽車場上正在舉行家庭日活動,兩名少年在賽道上騎自行車玩耍,根本沒注意到身后一架飛機正在襲來。直到飛機接地,機頭與道面摩擦發出了巨大的響聲時,他們才發現身后這架失控的767,Pearson機長和副駕駛Quintal也直到此時才發現跑道上還有兩個騎車的少年。
因為沒有液壓,也沒有前起落架,Pearson機長無法通過方向舵或是鼻輪轉向來改變飛機的方向,只能通過改變左右主起落架的剎車力度來使得飛機偏移一點,以避開倉皇逃脫中的少年。最終,飛機的左側撞上了安裝在跑道上的賽道防撞欄。在防撞欄和機身摩擦帶來的阻力、主起落架殘存的剎車(有兩個輪胎已經爆胎)和機頭接地后的摩擦力的作用下,飛機終于在基米尼早已變成賽車道的跑道上停了下來。

AC143航班迫降在基米尼的場景,機頭觸地機尾抬升,后門滑梯無法接觸地面,圖片來自網絡
飛機接地時沒有鎖定的前起落架直接被壓回了輪艙,造成機頭接地。高速滑行的機頭與跑道摩擦產生大量熱能使得機身的隔離墊起火燃燒,煙霧開始涌入駕駛艙和客艙,乘務組迅速展開了緊急撤離程序。Pearson機長和副駕駛Quintal在駕駛艙的一片濃煙中完成了緊急撤離檢查單,最后離開了飛機。撤離后,因為地面根本沒有任何應急救援單位,機組在賽車手們的幫助下使用手持滅火器才將火撲滅。

賽車手們與AC143,圖片來自網絡
Pearson機長以高超的飛行技術避免了一場本已注定的災難。這起事件發生之后,很多飛行員都曾在模擬機中嘗試在同樣情況下降落,但是無一成功,全部模擬均以墜毀告終。
從燃油耗盡到最終降落在基米尼的17分鐘里,AC143航班共滑翔50公里,創下了當時世界民航客機滑翔最長距離。這一記錄一直保持到2001年8月24日,被另一家同樣來自加拿大的航空公司,越洋航空/Air Transat 236航班在大西洋上空打破,當時執飛236航班的越洋航空A330-200由于燃油泄漏后機組操作不當,最終在大西洋上空因燃油耗盡,被迫以無動力滑翔的方式飄降到亞速爾群島,同樣創造了無人死亡的奇跡,其無動力滑翔距離長達120公里,打破了AC143航班當年創下的記錄。

AC143航班飛行線路示意圖,圖片來自網絡
4事后調查
事后,加拿大航空安全委員會/ASBC對事件展開調查。在調查中ASBC發現,最終導致事故的發生,是由一連串的人為原因與加航針對新機型的培訓和管理不善所造成的。
ASBC的事故調查人員發現,這架767在執行143航班時,油量顯示系統(Fuel Quantity Indicator System/FQIS)故障。
為了保證FQIS系統的準確性,波音在設計時采用了交叉比對的方法。正常情況下是將兩個獨立的處理器得出的數據相互比對,當出現其中一個處理器故障時,就需要采用機務人工測量油箱油量的方法來與另外一個處理器得出的數據比對。143航班上的FQIS就出現了后面這種情況,但由于沒有備用的零件可換,機務將故障處理器跳開關停用,待有備件后修復,這都屬于正常流程,在此情況下油量表也是可以繼續顯示。
由于這架飛機在由蒙特利爾飛回埃德蒙頓前更換了機組,Pearson機長在交接時錯誤理解為FQIS完全故障不能顯示。正所謂無巧不成書,在出發之前,蒙特利爾的機務本想要把FQIS故障修好,但他剛把開關按回去,就被別人叫走去檢查油箱了。這一打岔機務就徹底忘了把開關重新拔出來,也就讓FQIS完全沒了顯示。當Pearson機長上飛機后,發現FQIS果然如同他理解的一樣沒有顯示,但是他認為機務已經把問題都解決了,飛機應該可以放行。
Pearson機長查看了767的最低設備清單(Minimum Equipment List/MEL)的,上邊明確寫明,如果油量表沒有顯示,不允許放行。但是這又要結合當時的時代大背景來說了,在那個年代,航空業還遠沒有今天這么嚴謹。767在當時還是一款剛剛投入運行的飛機,使用了很多新系統。在投入運行的短短幾個月里,MEL已經有55處修改,還有很多的留白。所以當時的慣例就成了只要機務批準放行,那么機組就會相信機務而不去遵循MEL的規定。AC143航班并沒有成為例外,Pearson機長選擇相信機務留下的維修記錄和標簽。只是,他并不知道蒙特利爾的機務已經將跳開關默默地按了回去。于是結果就是Pearson機長帶著不具備放行條件的飛機起飛了。
那么問題來了,即便是FQIS當時不符合放行標準,但是如果燃油足夠,也不會發生在空中燃油耗盡的問題,那么是什么環節出現了問題呢?
調查人員首先排除了漏油的可能性,沒有任何證據證明引擎或油箱漏油。于是調查的主要方向就朝著加油程序進行。
又要先交代一下大背景。在1983年前后,加拿大正處在由英制單位向公制單位轉換的過程中,全新加入加航的767客機就成了機隊中首款采用公制單位顯示數據的機型,飛機上的燃油載量由以磅/lbs為單位轉變成以公斤/kg為單位,而加航的其他機型仍沿用以磅為單位的英制體系。
從蒙特利爾飛到埃德蒙頓,這架767需要22,300公斤(49,200磅)的燃油。由于油車使用的是體積單位升/L,而飛機上使用的單位是重量單位公斤,當中就又涉及到一個由體積單位轉變為重量單位的過程,負責加油的地勤需要對這些數值進行換算。燃油體積會隨著溫度的變化而改變,在1983年7月23日的那一天,1升航空煤油的重量是0.803公斤/1.77磅。
以下我們來做一道應用題:
已知:飛機全程需消耗燃油22,300公斤,飛機油箱內尚有余油7682升,當天1升燃油的重量為0.803公斤/1.77磅,1磅等于0.4536公斤,那么還需要為飛機填加多少燃油?
這是一條小學生都會做的題:
飛機飛完全程共需要燃油體積=22,300公斤/0.803=27,770升
需額外加注的燃油體積=27,770-7,682=20,088升,重量=20,088*0.803=16,130公斤
不幸的是,由于培訓不到位,加航的地勤將所需的22,300公斤燃油當成了22,300磅燃油,于是計算的過程就變為:
飛機飛完全程共需要燃油體積=22,300磅/1.77=12,599升
需額外加注的燃油體積=12,599-7,682=4,917升,重量=4,917*1.77=8,703磅,即3,948公斤
于是,機務本來應該為這架飛機補充16,130公斤/20,088升的燃油,然而他實際上只為這架飛機加了3,948公斤/4,917升。AC143航班本來應該帶著22,300公斤/27,770升燃油起飛,實際只加了10,115公斤/12,599升燃油,僅是所需油量的一半左右,于是后來發生的一切都得到了解釋。
地勤犯了錯誤,本來機組在核查油單也應可以發現,不過可惜的是機組也沒有發現這一個重大錯誤,反而將他認為的“22,300公斤”輸入了飛行管理計算機/FMC中。
正常情況下,FMC會自動從FQIS提取數據,但是因為FQIS故障,FMC只能根據機長輸入的數值來進行計算,這也是為什么直到雙發熄火,飛機上的電腦系統仍然顯示燃油足夠飛到埃德蒙頓。當所有這些因素串成一串時,這樣一起事故就無法避免了。
其實,還有一個機會能夠阻止 AC143 航班成為業界傳奇。在經停渥太華的時候,機長曾經再次讓機務人員檢查了油量,可惜仍然沒人發現問題。
就這樣一環扣一環,從本來一個小故障,因為缺乏備件、溝通失誤、流程缺失、培訓不當、分工不明等等原因,突破了層層關卡,最終差點釀成機毀人亡的空難。
ASBC最終調查報告認為,加航的管理層應當對管理及零件缺失承擔責任,加航在駕駛艙由三人制轉為兩人制的過程中對機組分工沒有明確界定,存在管理疏忽,特別是針對類似特殊情況下計算載油量的職責沒有明確分工。ASBC要求加航應儲備更多零部件,對機組和地勤提供更完善、更徹底的公制單位換算的培訓。也對機組和乘務組的專業精神和技術作出了表彰。同時調查報告也對機組在雙發熄火后的表現給予了贊揚。
在進行飛行訓練時,每一位飛行員必須學習如何在飛機只剩下一個引擎的情況下將飛機安全降落在跑道上。但是無論什么訓練,都沒有如何將在高空中完全失去動力的飛機平安落地的訓練內容,因為這是不可能的任務。但是,Pearson機長憑借著自己業余時間飛滑翔機時累積的經驗,同時也在副駕駛Quintal得力幫助下,居然將一架95噸的767-200安全地降落在了跑道上,無人在迫降過程中傷亡(緊急撤離時有人受輕傷)。也因此,盡管機組也存在疏忽責任,但是如果沒有他們過硬的飛行技術和高度默契的配合,1983年7月23日那一天,將注定以災難告終。
5后話
AC143航班降落在基米尼后,加航在基米尼對這架767-200進行了簡單的維修,并在兩天后將飛機從基米尼飛到溫尼伯完成大修。 這架編號為C-GAUN的767隨后被冠名“Gimli Glider/基米尼滑翔機”,并在加航繼續服役近25年,2008年1月1日完成了最后一個載客航班,并于2008年1月24日完成了機生最后一次飛行,AC7067從蒙特利爾經圖森飛往位于加利福尼亞的莫哈維/Mojave機場,并在那里封存。

年初照片顯示這架封存在莫哈維沙漠里的767-200現狀令人唏噓,圖片版權Jochen Reitze
兩名機組人員隨后在加航內部調查中由于失職被處罰。Pearson機長被降職6個月,而副駕駛Quintal則被停職2周,還有3位機務被停職。不過由于在迫降過程中展示出的高超飛行技術,在1985年兩位飛行員被世界航空運動聯盟授予首個杰出飛行技術獎狀。
Pearson機長在事后繼續在加航飛行了10年,然后跳槽到韓亞航空,并于1995年退休。Quintal則在1989晉升為機長,2015年9月24日在魁北克去世,享年68歲。

Pearson機長在一次演講中,圖片來自網絡
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