打着旋转一头栽地,回顾民航飞院B-8830号机04年绵阳重大飞行事故
参考资料:中国民用航空总局编《民用航空飞行事故汇编(七)2001~2005》P153~P160页
中国民航飞行学院标志
中国民航飞行学院绵阳分院正门
绵阳南郊机场全景,台州在线
004年6月29日9时44分,一架隶属于中国民航飞行学院绵阳分院的法制索卡塔TB-200“多巴哥”XL型初级教练机在绵阳南郊机场起飞,该机当天要执行的是一次本场教训训练任务。飞机上有2人,即时年24岁的右座教员和时年23岁的学员,学员坐在左座负责操纵飞机,教员坐在右座负责监督教学。
TB-200驾驶舱内情景,右座为教员,左座为学员,我爱飞机
右座教员XX编制属于民航飞行学院绵阳分院飞行二部,2003年毕业于中国民航飞行学院后因成绩优异而留校任教,2003年12月5日完成TB型教练机正驾驶等级和飞行教员训练,技术检查结论合格。2004年2月20日完成年度复训地面理论课训练,2004年2月26日完成复训技术检查,结论合格。其正式商用驾驶员执照还在办理过程中,因此当时教员持有效商用驾驶员临时执照。事发前总飞行时长693小时,其中有398小时在TB型教练机上获得。
学员XX是来自中国国际航空公司的驾驶学员,2004年6月4日入学,同年6月25日开飞,事发前总飞行训练总时长为2小时52分钟,总起降次数5次。
这架飞机的注册编号B-8830,制造序列号1682,1994年8月24日由法国索卡塔公司出厂,至事发时机龄将近10年,总飞行时长6388小时13分钟(规定使用寿命14600小时),28197个起落。
在绵阳列阵排列的TB-200型教练机,我爱飞机
B-8830号TB-200型教练机生前遗照
当天绵阳南郊机场9时~10时的天气实况为:风向10°转不定,风速2米/秒~1米/秒,能见度3000~4500米,有轻雾,飞行天气适航。
飞机起飞后首先顺利地进行了一次正常起落航线训练在9时50分落地,随后发动机不停车滑行至起飞点于9时51分继续起飞,按照地面指挥员的指令左转加入左起落航线一转弯。但随后不久机组就报告地面“发动机抖动”,随后就与地面指挥失去联系。地面随即组织力量寻找,9时53分接到报告:在9时52分,位于机场跑道中心点309°方位、1海里处有飞机坠毁。坠毁地点坐标北纬31°26′27″,东经104°43′24″。
B-8840号TB-200教练机
当救援人员赶到坠机地点时,B-8830号机残骸呈头南偏东,尾北偏西方向,左翼大体完整,但有多处破损和变形,右翼断裂脱离机体,机头插入松软的泥土内深约50厘米,机身前部挤压变形严重,机内2人全部遇难。驾驶舱、起落架损毁,机身后部水平尾翼、垂尾完整。发动机本体基本完整,部分附件因撞击的原因而脱落。飞机坠地后没有发生爆炸,也没有燃烧。但显然已经完全报废了。
现场目击者叙述:9时52分左右,听到空中一架飞机发出两声“砰、砰”的巨大响声,然后飞机的机头冒出了一股浓浓的黑烟,随后在空中“打了两个旋儿”后一头栽到地面上,飞机坠地的一刹那感觉整个地面都在抖动。
该起事故构成一起通用航空重大飞行事故(一等飞行事故)。
地面滑行中的TB-200型教练机
事故由民航西南管理局组成的事故调查小组在当天午后就迅速赶到事故现场,对事故展开调查。
根据现场勘查,B-8830号机的螺旋桨仍在发动机轴毂上,两片桨叶中一片基本完好,另一片桨叶沿根部向后弯曲。桨叶顶端没有卷曲现象,地面没有扫刮痕迹,表明飞机在撞地时发动机已经停车,坠机现场周围的树木没有损坏、倒伏、切削和擦挂的痕迹。
TB-200教练机的螺旋桨桨叶,我爱飞机
驾驶舱虽然损坏比较严重,但是部分仪表板奇迹般地保存完好:飞机左右空速指示均为145节,坡度指示为右坡度25°左右,俯仰指示为下俯大于30°,升降速度表指示为2100英尺,襟翼在收上位。驾驶舱内磁电机开关处在“关”位,油门杆、桨距操纵杆处在最大位,混合比操纵杆在“关”位,其他电门因飞机在坠地时受撞击损毁严重、已经无法判断确切位置。发动机上混合比操纵开关全部在“开”位,与驾驶舱内的操纵杆位置并不一致,但这种操纵不同步并不意味着操纵失灵,而可能是驾驶舱内混合比操纵杆在飞机坠地时因为遭到撞击而发生了位移。
TB-200的油门杆,我爱飞机
拆下飞机的燃油滤发现:滑油滤情况正常,没有发现任何杂质,油滤清洁无阻塞。调查组抽取了飞机油箱内、发动机管道内提取了燃油样品,结合在绵阳机场的加油车内提取的燃油样品送检结果为:油品合格。现场检查也没有发现有爆炸和人为破坏的痕迹。
B-8830号机在2004年6月23日在民航飞行学院绵阳分院完成了最近的一次50小时定检维修工作,在这次定检后飞机飞行了35小时17分钟;飞机的莱康明IO-36--A1B6发动机于19987年7月8日出厂,2004年1月9日经民航飞行学院飞机修理厂检修排除了金属沫故障后装上B-8830号机,至2004年6月29日,总使用时间3287小时15分钟,翻修后使用了1287小时15分钟,检修后使用了390小时12分钟。
B-8830号机当天飞行前所有涉及该机的适航指令、服务通告和服务信函都已经处理,无保留项目和违规项目。
退役的B-8831号TB-200型教练机
B-8830号机的IO-360-A1B6型活塞发动机残骸从飞机残骸上卸下,于6月30日送至民航飞行学院机务部门飞机修理厂,在美国莱康明公司的技术专家组的协助下对这台引擎残骸进行分解检查。检查中发现:发动机本体、燃油系统附件和点火系统附件均未发现不正常的机械损伤。分解汽缸时发现3号汽缸点火嘴和缸体呈灰白色,表面无积碳现象。1号、2号和4号汽缸点火嘴和缸体表面有较多积碳。
这就意味着:在发动机最后工作阶段,3号汽缸严重贫油,1号、2号和4号汽缸严重富油。进一步检查后发现3号汽缸燃油喷嘴内有异物部分堵塞,经试验台测试,燃油流量明显低于正常值。实测流量为12PPH,正常流量为30~33PPH。换句话说:B-8830号机在坠毁前,发动机已经在空中停车了。
根据发动机残骸分解检查结果,事故调查组初步认定:3号汽缸燃油喷嘴突然堵塞是造成发动机空中停车的直接原因。
本厂长绘制的B-8830号TB-200教练机双面侧视图
为了进一步验证发动机故障情况,调查组另选了一个正常的燃油喷嘴,人为将部分堵塞,模拟事故发动机3号汽缸燃油喷嘴的工作流量(喷嘴流量被调定为12.7PPH),随后将这个喷嘴装入一台完好的发动机同样的位置并送入试车台进行试车。发动机转速在每分钟2000转以下时,3号汽缸缸头温度较其他三缸缸头温度要高不少,但整台发动机工作仍然比较平稳,甚至没有明显的振动和功率丢失情况,所有汽缸排气管均无黑烟排出。表明3号汽缸虽然处于贫油状态,但并没有怎么影响发动机的工作;其余三个汽缸都处在正常工作状态。
不过,随着发动机的转速逐渐增大到每分钟2000转以上时,3号汽缸缸头的温度开始快速下降,表明3号汽缸因过度贫油而停止了工作;1号、2号和4号汽缸排气管开始喷黑烟,并伴随着明显的回火现象,表明1号、2号和4号汽缸进入了富油工作状态。发动机震动也明显增大。当油门杆推到最大时(这也是B-8830号机机组在坠机前的最后操作),发动机转速最大只能达到每分钟2300转,随后就迅速衰减到不足每分钟1400转,并有停车的趋势。但如果将油门杆回收,将发动机转速降到每分钟2000转以下时能让发动机恢复平稳的工作状态。试验了多次,结果也都是一致的。
本厂长绘制的B-8830号TB-200教练机细节1
本厂长绘制的B-8830号TB-200教练机细节2
调查组随后将燃油喷嘴内取出的异物(由红色和白色两种粘稠物质结合形成,红色物质呈“桔瓣”状,白色物质呈薄片透明状)送到中国民用航空总局航空安全技术中心分析化验。化验结果是:红色物质是尼龙,白色物质是聚四氟乙烯。
而至于这些异物是怎么进入燃油系统的,调查组先后排除了随燃油进入、发动机内部零件部件破损和在发动机维修工作时不小心落入三种可能后最后确定了发动机燃油控制组件至燃油分配器的燃油软管在制造中存在缺陷。经取样分析,发动机燃油软管内壁为聚四氟乙烯材料。调查组经分析后认为最大的可能性是:在发动机燃油软管的制造过程中,多余的材料附着在管道内壁上。在使用初期,附着的异物对燃油系统几乎没有影响;经燃油长期冲刷后,附着的异物突然脱落并随燃油进入燃油喷嘴。
根据TB-200教练机的燃油系统工作原理:燃油经控制组件调节后进入燃油分配器,燃油分配器再将燃油均匀分配,通过对应的燃油喷嘴喷入相应汽缸。从燃油控制组件出来经燃油分配器到燃油喷嘴没有油滤。这段油路中附着着的异物在燃油的冲刷下突然脱落后,将随着燃油进入燃油喷嘴。由于燃油喷嘴入口大,出口小,异物无法随燃油喷入汽缸,卡在燃油喷嘴中造成堵塞。当3号燃油喷嘴在发动机处在大功率状态时被异物突然部分堵塞后,进入3号汽缸的燃油急剧减少,此时的油漆混合比已经无法满足汽缸工作条件,汽缸因嫉妒贫油停止工作;同时,由于总供油量并未减少,造成其他三个燃油喷嘴供油压力增加,进入其他汽缸的燃油瞬间过量,1号、2号和4号汽缸进入富油工作状态。发动机出现振动大,冒黑烟、回火现象。此时,若不及时处置,1号、2号和4号汽缸也将因为过度富油停止工作,导致发动机停车。
因此,3号燃油喷嘴突然被异物部分堵塞是导致发动机停车的直接原因。
本厂长绘制的B-8830号TB-200教练机细节3
本厂长绘制的B-8830号TB-200教练机细节4
在大功率状态油路部分堵塞时,机组若及时减小发动机功率,燃油控制组件将减少总燃油供量,进入各汽缸的燃油也将相应减少,缸内油气混合比也将得到改善,重新回到正常的工作范围,发动机就可维持正常工作。因此,机组在发动机出现抖动时未及时调整功率是导致发动机停车的重要原因。结合事故现场残骸情况,飞行仪表最后指示以及目击证人所反映情况可以判明,飞机在进入螺旋状态后失控撞地。机组在出现特殊情况时忽视了保持好飞机姿态和速度这一首要任务,导致飞机进入螺旋状态,最终失控撞地。
因此,这是一起机械故障引发,人为处置不当造成的重大飞行事故。
事故的主要原因固然是因为莱康明公司IO-360-A1B6型活塞发动机的设计上存在的缺陷所致,但B-8830号机机组在出现问题的时候出现的处置失误背后存在着一些深层问题:飞行学院在近年的发展压力大、训练任务比较繁重的情况下,对发展与安全、教学与安全关系认识有一定偏差,存在一定的急躁情绪,训练的组织和实施不够规范。训练上为了赶进度,甚至违反相关法规规定,在学员尚未取得学生驾驶员执照的情况下就组织开飞。此次事故中遇难的学员于6月25日开始飞行训练,而在事故发生当天还未取得学生驾驶员执照(该学员的执照于开飞后4天的6月29日才签发,也就是开飞前4天属于无证飞行)。
飞行学院飞行教员存在平时训练时间长,飞行疲劳,教员的教学飞行时间经常在连续6个小时以上,工作强度非常大,这对于保证飞行安全和教学质量,尤其是确保机组有足够的精力来预防和处置特殊情况非常不利。
飞行学院一些安全的基础工作比较薄弱,从TB型教练机引进后绵阳分院已经因起飞阶段发动机停车发生了3次事故(包括1989年的B-8914号机绵阳一等飞行事故,事故详情请看本厂长坠毁前拼死避民房,记民航飞行学院B8914号机89年绵阳空难一文),但学院方面对此仍未引起高度警惕,未在训练中采取针对性政策,也未制定完善、切实可行的特情处置预案。
飞行学院在技术训练方面的准备不足,学院引进TB型教练机已经十余年,但对莱康明发动机的工作原理及特点研究不细,使用注意事项不明确。调查组在调查过程中发现,部分飞行员对油门杆、混合比杆的使用和发动机出现抖动时应采取的应急处置程序不甚了解,有的甚至有一些错误概念。对技术的总结和交流不够,平时分院和飞行部很少组织专门的技术交流和研讨,技术研讨仅仅限于教员之间的私下交流。飞行和机务人员平时也很少就飞机使用和维护,以及飞机关键性和多发性的故障进行讨论。
最后,调查组对民航飞行学院绵阳分院提出了三条安全建议:
1、飞行学院要正确地处理发展与安全、教学与安全的矛盾,合理安排教学计划。特别是在今年民航高速发展美飞行员需求大的情况下,要保持清醒的头脑,要量力而行,杜绝违章飞行和疲劳飞行。要加强安全管理,针对单发训练飞机多,多数训练机场地形复杂,学员技术熟练程度低,安全裕度小的特点,加强飞行教员的特情处置训练和考核,同时根据不同机场、不同阶段的实际情况,制定切实可行的特情处置预案,并将其列入日常训练内容。
2、机务部门要加强飞机的维护工作,在维护中要特别注意保持燃油系统的清洁,防止外来异物进入燃油系统。
3、飞行学院要加强技术培训工作,要组织专门力量加大对飞机/发动机的远离和特点的研究工作,找出影响安全的规律性问题,有针对性地制定预防措施。要加强飞行人员的基础理论学习,加深对飞机工作原理的理解。
B-8830号机性能数据
型号:索卡塔TB-200“多巴哥”XL型初级教练机
乘员:机组2人+载员3人
长度:7.75米
翼展:9.97米
高度:2.85米
空重:900千克
最大起飞重量:1400千克
发动机:一台莱康明公司IO-360-A1B6型活塞发动机,单台功率150千瓦(200马力)。
经济巡航飞行速度:301千米每小时
最大航程:1290千米
实用升限:6100米