法国航空447号班机飞机结冰事故分析

一、事故经过

2009年5月31日,法国航空公司一架空客A330-203客机(2台General Electric CF6-80E1A3发动机,注册号:F-GZCP,2005年2月25日首飞,总飞行时间18870飞行小时),执行AF447国际航班任务,从巴西里约热内卢飞往法国巴黎,机上228人(机组12人、乘客216人)。

法国航空447号班机飞机结冰事故分析

法国航空涂装的空客A330客机

当地时间19:29,飞机起飞重量232.8吨,包括70.4吨燃料,机长是监视飞行员,一名副驾驶操纵飞机,从里约热内卢机场起飞。按照飞行计划,巡航高度35000英尺,在航线上机组与多个空中交通管制中心联系。当地时间23:35 (01:35 UTC),机组报告大西洋地区指挥中心(CINDACTA III),他们已经通过INTOL点,INTOL点是位于大西洋的RNAV点,距离巴西纳塔耳565公里。

在01:48 UTC,飞机超出大西洋地区控制中心雷达覆盖范围。AF447航班大西洋区域航线上空天气情况正处于六月热带会聚区,AF447航班航路上有很强的积雨云,部分是显著紊流的中心。

01:55,机长叫醒第二个副驾驶说:“……他会接替我的位置”。机长随后对两名副驾驶进行简要指示,其间PF说,特别是“小的紊流,……前面我们将会遇到,……我们在云中,不幸的是不会爬升很多,因为温度下降比预料的慢很多”,还有“登录达喀尔失败”。02:01:46 UTC,机长离开驾驶舱。飞机在35000英尺高度飞行,马赫数0.82,仰角2.5度, 2号自动驾驶仪和自动油门在接通状态。

02:06:04,PF呼叫驾驶舱乘务员,告诉他们:“2分钟后,我们将进入一个比现在快的区域,你们要小心”,又说:“我们一出来就叫你回来。”

法国航空447号班机飞机结冰事故分析

法航447号航班航迹示意图

02:08:07,PNF说:“你应该向左去一点... ...。”飞机开始微向左转,在最初的路线上变化约12度。紊流程度轻微地增加,机组决定减小速度到约0.8马赫。

从02:10:05,首先是自动驾驶仪然后是自动油门相继脱开,PF说:“我来控制。”飞机开始向右滚转,PF做了向后拉杆动作,连续出现两次失速告警。左主飞行显示器上记录的参数出现突降,速度从275节降至60节,几分钟后显示在综合备用仪器系统(ISIS)。

02:10:16,PNF说:“这样,我们失去了速度”,然后“交替法……。”

飞机仰角逐步增加超过10度,飞机开始攀升。PF推杆控制飞机机头下俯,并交替左右压杆。垂直速度已达到7000英尺/分钟,下降到700英尺/分钟,倾斜角在右12度、左10度之间变化。左主飞行显示器显示的速度突增加至215节(0.68马赫)。此时飞机在37500英尺高度,记录攻角在4度左右。从02:10:50开始,PNF数次试图叫机长回来。

02:10:51,再次触发失速告警。油门杆在TO/GA位置(大功率状态),PF保持拉杆。攻角在触发失速告警时约为6度,并继续增大。可调水平稳定器(THS)在约1分钟内从3度升至13度,然后一直保持在该位置直到飞行结束。

大约15秒后,显示在ISIS的速度突增至185节,与其他记录的速度一致。PF继续拉杆(机头上仰),飞机的高度达到最大值38000英尺,仰角和攻角16度。

约02:11:40,机长回到驾驶舱。在接下来的几秒钟内,所有的记录速度变为无效数据,失速告警停止。在飞行高度到35000英尺时,攻角超过40度,垂直下降速度约为10000英尺/分钟,飞机仰角不超过15度,发动机N1转速接近100%,飞机进入滚转振荡,有时坡度达40度。PF向左侧压杆并停止拉杆,持续约30秒。

02:12:02,PF说:“我没有任何指示”,并且PNF说:“我们没有有效的指示”。在那一刻,油门杆置于慢车位置,发动机N1转速55%。大约15秒后,PF向前推杆,与此同时,攻角减小,速度有效,失速告警再次响起。

02:13:32,PF说:“我们将到达一百水平。”大约15秒钟后,出现两名飞行员同时操纵驾驶杆的记录,PF说:“去吧,你去控制”。

记录攻角有效时始终保持35度以上。02:14:28,飞参中止记录。最后的记录值垂直下降速度10912英尺/分钟,地速107节,仰角16.2度,左坡度5.3度,磁航向270度。飞机撞击到海面。

法国航空447号班机飞机结冰事故分析

鸟瞰加利昂国际机场航站楼

几次试图定位飞机残骸,最后在2011年4月3日,搜索船使用水下机器人在海底定位残骸包括发动机件、起落架、机身和机翼部件。

二、事故原因分析

在巡航过程中,空速管积冰堵塞的事实在事故发生后曾一度被航空组织误解。从操作角度看,因为空速管堵塞导致全部空速指示丧失是设备故障原因,在这种情况下飞行员要依靠其自身驾驶技术,对形势做出迅速和准确的判断并采取必要的预防和管理措施,包括相关程序中涉及的俯仰姿态和推力管理。

调查发现,这起在巡航阶段发生的(设备)失效完全出乎AF447机组意料。在高空穿越颠簸时(机组)人工操纵飞机明显有困难,最终导致PF横侧操纵量大,俯仰粗猛(向后带侧杆)。飞机爬升、俯仰姿态和垂直速度的快速变化使空速指示不可靠、ECAM信息过多的情况进一步恶化,同时飞机操纵不稳定也不利于机组进行正确的判断。AF447的机组在这种情况下逐渐陷入了完全混乱的状态,对“单纯的”失去三个空速数据源这一故障丧失了理解和判断。

法国航空447号班机飞机结冰事故分析

事故飞机残骸

在自动驾驶仪断开的几分钟内,对形势判断失误造成机组错误尝试,而错误尝试进一步击垮机组的情景意识与相互配合,最终导致飞机完全失控。从这起事故来看,一开始将“失去所有空速信息”作为“主要的”事故原因,在事实前提上是站不住脚的。

调查组认为,AF447飞机完全进入失速,飞机出现失速告警并伴随强烈的抖振现象,然而该机组对上述现象毫无认知,并且没有采取正确的改出措施说明飞机提供的物理告警(指示)和相关程序有设计缺陷;也暴露出航空公司飞行员缺乏有效可靠的失速练习。在目前的(空客)训练体系中,机组能够识别失速告警以及抖振是有一系列隐含前提的,这些前提包括:机组了解最低速度水平(限制),对失速有起码的认识和了解,对飞机特点和飞行特性有所认识(包括保护),从调查组在航空公司调研的结果来看,提供飞行员获得并保持上述相关知识的训练不足。

此外,驾驶舱机组未能快速反应出正确程序说明目前的“安全模式”是存在一定局限性。在遭遇失效(特殊情况)时,一般来讲机组的正确反应是:“首先控制飞机,然后快速判断故障,之后在合适的条件下找到并执行正确的程序。”然而实际情况是,机组有可能遭遇到从未遇见甚至极端的(故障)条件,在思考时间有限的情况下,机组有可能完全丧失理解力和判断力,安全模式的局限性就在于,如果机组一开始不能抓住“重点”,那么后续的控制力和判断力也就无从谈起。这种安全模式也只能是“一般失效模式”。AF447机组在初期未能良好的控制飞机最终导致事故也例证了这一点。 

法国航空447号班机飞机结冰事故分析

事故飞机残骸

三、总结

1、AF447事故一系列连锁事件的原因

由于空速管结冰堵塞,出现短时间的速度不一致,导致自动驾驶断开,操纵法则转换为备用法则。

飞行员操纵不正确造成飞行轨迹不稳定。

机组发出空速不正确喊话后没有执行相应的程序。

PNF指出飞行轨迹修正偏差的时机晚,PF没有及时有效修正轨迹。

机组都没有意识到飞机接近失速,机组没有立即反应,直到飞机脱离飞行包线。

机组未能判断出失速状态进而没有采取正确的改出措施。

法国航空447号班机飞机结冰事故分析

事故飞机黑匣子

2、造成锁事件的综合影响因素

缺乏训练,如,在高空人工操纵飞机,执行“IAS不可靠”程序。受以下因素影响,机组任务分工被弱化:

◆ 自动驾驶仪脱开后不知所措。

◆ 两名副驾驶在驾驶舱内事件发生后情绪高度紧张,情绪管理很差。

计算机识别的空速不一致在驾驶舱缺乏清晰的显示(指示)。

机组没有对失速告警采取任何措施,可能是因为:

◆ 没能识别语音告警,暴露出来的问题是针对失速现象,失速告警和抖振的训练不足;

◆ 有迹象表明在刚出现瞬间告警的时候,机组认为是假告警;

◆ 当速度低于极限速度后,没有对应的目视提示核实接近失速;

◆ 因为在超速情况下,也会出现抖振现象,因此机组可能认为飞机超速(在速度指示不可靠的情况下);

◆ 在指引不对的情况下跟指引,造成机组动作错误。

◆ 机组没有认识到也没有理解在备用法则中飞机没有迎角保护。


分享到:


相關文章: