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俄國防部客機失事近百人無人生還!哪些因素會導致飛機墜毀?


  


俄國防部客機失事近百人無人生還!哪些因素會導致飛機墜毀? 資料圖:俄羅斯圖154

  俄羅斯失聯飛機確認墜入黑海,機上載有93人。導致飛機墜毀的原因都有哪些?目前是否有技術手段能保障飛機不失聯?


  莫斯科時間12月25日,一架隸屬於俄羅斯國防部的圖154型客機計劃從索契起飛,該飛機於莫斯科時間5點20分起飛,大約5點40分在雷達上消失。25日,俄國防部將失事的俄羅斯軍機搭載人數調整為93人,官方確認無人生還。

  最新消息匯總


  1、據俄羅斯通訊社消息,失聯飛機已失事。


  2、該飛機計劃從索契起飛,前往敘利亞拉塔基亞軍事基地。


  3、該飛機於莫斯科時間5點20分起飛,大約5點40分在雷達上消失。

  4、機上共有85名乘客和8名機組成員,包括著名的紅旗歌舞團成員和數名記者。


  5、該飛機可能是因為技術故障或者操作失誤導致失聯。


  6、俄國防部稱在索契海岸附近發現了失事飛機殘骸,俄羅斯衛星網援引軍隊部門消息稱,在索契地區失蹤的俄聯邦國防部圖-154在黑海沿岸1.5公里處墜毀。


  7、俄羅斯總統普京已獲悉相關信息。


  8、據俄羅斯媒體25日報道,俄國防部將當天失事的俄羅斯軍機搭載人數調整為93人。另據新華社報道,俄國防部表示,墜毀的圖-154飛機上無人生還。

  大多數情況下,空難都意味著「粉身碎骨」,因此,在享受航空旅行便捷的同時,空難也是不少人心中的一道陰影。飛機墜毀的可能因素都有哪些,以及目前都有哪些技術手段保證飛機不失聯,一起來看看。


  飛機墜毀的因素有哪些?


俄國防部客機失事近百人無人生還!哪些因素會導致飛機墜毀?

  隨著航空技術的發展,空難發生的幾率比起「二戰」之後和噴氣時代初期,已經大幅下降,令飛機成為今天最安全的交通工具,但空難仍然不可避免。


  1、機械故障


  在人類航空史的早期,機械故障是空難最常見的原因之一。這是因為,受制於當時的機械加工技術,飛機的機械裝置都不很可靠。所以,在20世紀初,飛機通常是冒險者和獵奇者的「大玩具」,或者軍隊的武器。對於少數人的獵奇「嘗鮮」或者本來就很危險的戰爭來說,飛機本身的相對不可靠是可以接受的。

  「一戰」之後,參戰各國的軍隊剩餘物資里包括了大量的飛機,其中一部分大型飛機(通常是轟炸機)被改造成早期客機發揮餘熱。隨著航空旅行成為一種商品或者說商業服務,飛機機件的可靠性開始得到重視。


  機械加工技術的進步,令飛機引擎的壽命和可靠性得以延長;不斷引入的各類感測器,對飛機的引擎和(襟翼、方向舵、升降舵)操縱系統等各個關鍵部分提供了更為完善的監控,也減少了飛機機械故障的可能性。


  此外,在民航領域還有名為「雙發動機延程飛行」(ETOPS)的標準。這一20世紀80年代誕生的標準,其核心是測試雙發動機的民航客機如果其中一台發動機故障,僅憑另一台發動機可以支撐多久並安全降落。比如說,「ETOPS 180」即是指飛機在一台發動機故障後,仍然可以支撐3小時的時間,那麼它的航線中的任意一點,距離最近備降(改航)機場的飛行時間就不能高於3個小時。這樣的飛行標準,使飛機即使發生機械故障,也仍然有較佳的安全冗餘。


  在現代航空客運中,純粹由於機械故障,比如發動機「空中停車」導致的空難已經非常少見。但在一些由於經濟落後或政治因素而不得不使用舊飛機,或缺乏備件供應的國家裡,維修不足或使用第三方廠商提供的仿製品備件,有可能導致飛機發生機械故障。

  除了「純粹」的機械故障,還有一類故障來自於飛機的設計缺陷。在20世紀70年代初,波音公司的B747和道格拉斯公司的DC-10這兩種新銳機型,都瞄準了洲際飛行這一大運量的市場。在競爭初期,DC-10因為只有3台發動機,在油耗方面有不小的優勢;但早期的DC-10在機尾貨艙門設計方面存在缺陷,可能會在飛機爬升時自己打開,導致飛機機艙爆炸性失壓。1972年和1974年,兩架DC-10遭遇了同樣的事故,第一架幸運地迫降成功,第二架則當場失控墜毀,導致346人死亡。此後,DC-10一蹶不振,訂單遠遠落後於同時代的B747。


  2、機型老舊與超期服役


  在世界上很多經濟落後或遭遇政治封鎖的國家,民航使用二手飛機、過時飛機或讓飛機超期服役的案例並不少見。在很多航空客運發達國家早已淘汰的波音B707、B727、道格拉斯DC-8、DC-9和伊柳欣IL-62等機型,在另一些較為落後的國家裡卻是民航客運的主力。比它們稍微進步一些,卻仍然已經過時的機型,比如麥道MD-80系列和早期型別的波音B737、圖波列夫TU-154等,在世界各地的應用就更是廣泛了。


  使用老舊飛機的安全隱患在於,這些飛機在歷史上可能已經飛過了遠遠超過設計壽命的起落次數。每一次起落帶來的衝擊,會讓飛機逐漸「金屬疲勞」,降低其可靠性。


  1988年,美國的一架機齡19年的波音B737,在爬升至巡航高度後,由駕駛室後方一直到機翼附近的一大塊機艙天花板突然被撕裂,並脫離機體。雖然這架飛機最後成功迫降,僅有一人因為跌出機外喪生,但美國卻就此開始關注民航客機的「老齡化」問題。然而,在很多經濟和科技相對不發達的國家,人們即使有「飛機也會老化」的意識,也往往沒有判斷飛機剩餘壽命的科技手段。


  另外,在飛機停產若干年後,其(全新)備件也會越來越難獲得,這使航空公司不得不使用其他飛機上拆下來的舊零件,或者使用第三方廠商提供的代用品,從而增加飛機發生故障的幾率。


  另一方面,隨著航空技術的進步,人類對可能導致飛機墜毀的因素的認識會越發深刻,並體現在新飛機的設計方面。反過來說,老式飛機在設計之時,很可能沒有考慮到一些在當時尚不為人所知的空難原因,比如某些極端的天氣。同時,老舊飛機自身的設備落後,也可能會讓它們缺乏對一些突發情況的應對能力。2014年7月墜毀的阿爾及利亞航空公司AH5017航班,其機型就是屬於MD-80系列的MD-83,而這些設計於20世紀70年代末的機型,如今看來已經過時。


  3、氣象與天文因素


  儘管航空技術的進步讓飛機的可靠性越來越高,但在萬米高空之上,最大型的飛機也如同一葉扁舟。在我們坐飛機的時候,機艙廣播時常會發出「飛機遭遇氣流影響」的提醒,而往往乘務員話音未落,劇烈的顛簸就已經襲來。


  但天氣因素最能威脅飛機飛行安全的階段,還是在起飛與降落之時。在這兩個階段,飛機的速度不高,穩定性也不佳,很容易受到風切變的影響。所謂「風切變」,就是風向和風速在空中水平和(或)垂直距離上的變化,其中對飛行威脅最大的是發生在600米以下低空的垂直風切變,以微下沖氣流危害性最大。


  微下沖氣流是以垂直風切變為主要特徵的綜合風切變區,在這裡,垂直運動的風速會出現突然的加劇,產生特彆強的下降氣流,如同一記空氣的重拳猛然擊向地面,並在與地面撞擊後轉向成為與地面平行的水平風,以撞擊點為圓心四面發散,形成水平風切變。如果飛機在起飛和降落階段進入這個區域,而且處置不當,就有可能如同被巨人抓起摔向地面一樣,造成失事。


  2014年7月中國台灣省的這起空難,就很可能與風切變有關。23日傍晚,2014年第十號颱風「麥德姆」剛剛過境,數據顯示澎湖當地風速、雨勢較大,氣象條件比較惡劣。發生事故的ATR72是法國與義大利合作研製的一種渦槳式支線客機,飛行高度較低,相比於噴氣式的幹線民航客機更容易受天氣影響。在抵近澎湖的時候,這架飛機很可能遭遇了低空風切變,但由於此時離地面已很近,飛機沒有時間和空間恢復正常飛行狀態,而且由於機體較小更難控制,最終失控墜毀。


  此外,極強的側風會使幾十噸乃至更重的飛機,在降落前一刻像紙飛機一樣被吹得偏離跑道中心,搖搖晃晃一陣子方能大體對準跑道中心降落。在這種天氣里,如果飛行員操作失誤,讓又重又快的飛機偏出跑道,那麼後果顯然是不堪設想的。


  濃霧和雷電也會成為飛機起落的羈絆。現代民航客機大多搭載了大量電子設備,雷電帶來的電磁衝擊,很可能讓這些設備紊亂;而在大霧天氣里,能見度大幅降低意味著飛機起落更依靠雷達等電子設備,而且空管缺乏目視作為輔助,這也可能帶來安全隱患。


  除了大氣層內的氣象因素,太陽風暴是最容易影響飛行安全的天文因素。在太陽風暴掠過地球時,電磁場會發生變化,引起地磁暴、電離層暴,並影響航空指揮依賴的短波通信,給飛機的地面導航與調度帶來困難,甚至可能直接影響飛機的機載電子設備。因此,為了保證飛行安全,航空公司在太陽風暴抵達地球時,可能會選擇讓航班繞路或暫時停飛。


  4、地質學因素


  在電影《2012》里有一個橋段:主人公一行駕駛世界上最大的運輸機「安東諾夫AN-500」(原型是蘇聯製造的安東諾夫AN-225),從美國逃往中國,到喜馬拉雅山尋找末日方舟。但在快要接近目的地的時候,飛機的所有6個引擎突然全部失靈,並噴出火花。出現這種故障的原因之一,就是由於飛機下面的世界已經毀滅,因此飛機在飛越夏威夷和其他一些島嶼時,引擎吸入了過多的火山灰。


  在民航領域,火山噴發這種地質學因素對飛行安全的影響,曾經長期沒有得到明確的重視。直到20世紀80年代,指示民航客機繞行火山才成為一種慣例。


  1980年,有幾架噴氣飛機在飛越位於美國西北部聖海倫斯火山所噴發出的火山灰時,受到了嚴重的損傷。到1982年,一架英國航空公司的波音B747在夜航中不慎穿越了從印尼一座火山噴發出的火山灰,導致4台發動機全部熄火,飛機急劇下降5000多米,方才勉強重啟一台發動機恢復平衡,而後又陸續重啟兩台發動機,飛到附近一座機場安全迫降。


  火山灰對民航客機的威脅在於,火山灰是非常細小的岩石顆粒,可能「刮花」飛機的風擋,並且在吸入發動機之後,給發動機帶來嚴重的損傷,令飛機失去動力。在有些情況下,火山灰還可能污染飛機的空速管(皮託管),令飛機的自動駕駛系統紊亂,從而導致墜機事故。


  5、武裝劫持


  2001年9月11日,4架遭遇恐怖分子劫持的民航客機,撞擊了美國紐約世貿中心雙子塔和美國國防部五角大樓等建築,總共造成3201人死亡。而為政治訴求、錢財或其他因素,對民航客機的暴力恐怖襲擊或武裝劫持的活動,可以追溯到20世紀30年代。這類事件如果處置不當,最後很容易演變為空難,或者帶來大量人員傷亡的事件。


  在中國,損失最為慘重的劫機案件之一,是1990年10月2日發生在廣州白雲機場的劫機事件。這架屬於廈門航空公司的波音B737型B-2510號客機,曾在1988年執行廈門至廣州航班途中,被劫持到台灣省一處空軍基地。1990年,這架飛機在執飛同一航線時再度被劫持,並被劫持者要求飛往台灣省。但在周旋過程中,飛機油料耗盡,不得不緊急迫降白雲機場。著陸時,發現窗外並非台灣省的劫機者情緒失控,開始與機上人員搏鬥,導致飛機失控,連續撞擊了另外兩架已經坐上乘客並準備起飛的飛機(一架波音B707和一架B757),使128名乘客罹難,3架飛機全部報廢。


  近幾年裡,針對民航的暴力恐怖事件也屢屢發生。預先裝在飛機內的炸彈、燃燒彈或烈性炸藥,足以帶來毀滅性的後果。想要斬斷伸向航空運輸安全的「黑手」,很大程度上有賴於嚴格的安全檢查標準。


  隨著特種作戰技術的普及,越來越多的國家具備了反劫機的能力。同時,機場保安也越來越嚴密,即便是一些小型機場也有全套的X光及金屬探測設備。這些新技術的引入,使恐怖分子很難全副武裝地劫持航班,即不具備與反劫機特種部隊對抗的能力。反恐科技的發展,會讓民航運輸變得更加安全。


  6、戰爭或軍事對峙


  隨著飛機在1903年誕生,20世紀被譽為是「航空的世紀」。但在「二戰」時期,德國空軍就有在比斯開灣襲擊英國民航客機的戰例,而在太平洋戰場和中國戰場,日軍也曾襲擊甚至擊落中國、澳大利亞等國的民用航空器。這種等同於蓄意屠殺平民的行徑,成為軸心國倒行逆施的鐵證。


  「二戰」結束後的「冷戰」時期,美蘇爭霸也導致了不少民航客機遭到襲擊或被擊落的事件。在「二戰」結束後,美國和蘇聯對德國實施分區佔領。由於柏林位於東德境內,因此西柏林的對外交通,很大程度上要依賴3條「空中走廊」,以便從西德出發的飛機能「合法」地穿越東德領空。但在1952年,一架法國航空公司的DC-4就在通過柏林空中走廊時,被蘇聯的米格-15擊傷;第二年,又有一架英國航空公司的飛機在柏林附近被蘇聯的米格-15擊落。


  1978年4月20日和1983年8月31日,蘇聯兩次攻擊了誤入其領空的大韓航空的客機,第一次使其迫降在冰湖上,第二次則將飛機摧毀,令機上269人全部遇難。事後雙方各執一詞,蘇聯指責這兩架飛機是假借偏航之名,進入蘇聯領空進行間諜活動。


  20世紀下半葉,隨著殖民主義的退潮,非洲有不少國家陸續取得獨立;但因為殖民者有意留下的後門或糾紛,一部分國家陷入內戰。20世紀70年代,羅德西亞(今辛巴威)取得獨立後,執政的歐洲裔(白人)政府與本地人(黑人)團體之間爆發了內戰,導致了兩起民航客機被擊落的事件。


  當時間進入21世紀,地區衝突仍然是民航客機面臨的一大威脅。2014年7月造成巨大損失的馬來西亞航空公司MH17空難,就是由於這架飛機進入烏克蘭的軍事衝突地區而遭遇誤擊。


  軍事演習如果不嚴格執行凈空,也可能導致民航客機遭到誤擊。2001年10月4日,一架來回以色列特拉維夫至俄羅斯新西伯利亞的西伯利亞航空圖波列夫TU-154客機,於黑海上空爆炸,機上78人全部遇難。事後,烏克蘭方面承認這架民航客機是被本國發射的S-200防空導彈擊落的。當時,烏克蘭正在進行防空軍事演習,但為演習設置的凈空區過小,以至於導彈飛出了設計的射程,擊中了凈空區之外正常飛行的客機。


  7、壓力之下的人為失誤


  民航客機飛行員是世界上對抗壓能力要求最強的職業之一,這是因為,在飛機運行過程中,有很多緊急情況需要迅速做出冷靜的判斷。事實上,純粹由於自然原因或飛機本身故障造成的空難並不多見;很多空難的背後,都有飛行員或飛行相關人員判斷失誤的影子。


  2009年的法航447空難,就是由於飛行員在自動駕駛系統關閉後操作失誤導致墜毀的。當時,這架飛機的空速管(皮託管)結了冰,無法再測量飛機空速,導致飛機自動切換到手動駕駛模式。此時機長迪布瓦已經離開座位去休息,飛機暫時由副駕駛博南控制。博南錯誤地抬高機鼻使飛機爬升,導致飛機失速並失去控制。


  由於A330駕駛艙設計的缺陷,另一名副駕駛羅貝爾無法發現這一操作失誤。當迪布瓦回到駕駛席,並意識到博南操作失誤的時候,一切都已經不可挽回。這架A330飛機經過大約3分30秒的失速之後墜入大西洋,機上人員全部喪生。


  由於飛行員判斷失誤使小故障變成大禍的事件,在航空史上不勝枚舉。


  1996年2月,就出現了一起「詭異」的民航客機墜毀事故:一架B757客機在多明尼加停留了大約一個月。由於多米尼加地處熱帶,昆蟲和蜘蛛等節肢動物都很活躍,因此在飛機停留的這段時間裡,一種胡蜂竟然在這架飛機的空速管(皮託管)上結了網。飛行員和地面維護人員都沒有注意到這種干擾因素,因此飛機起飛之後不久便出現飛行數據紊亂,最終失控墜入大西洋。


  相比于飛行員在重壓之下或者由於可參照數據不足導致的判斷失誤,地面人員的不負責任更讓人寒心。2014年3月,馬來西亞航空公司MH370航班失去聯繫之後,飛機的去向和聯絡信息遲遲沒有定論,令整個事件變得撲朔迷離,也讓人們對馬來西亞航空公司處置突發事件的能力和態度大失所望。


  民航運輸是一種驚人複雜的產業,一架飛機從出庫、上客直到平安抵達目的地機場,需要許許多多相關部門鐘錶般精確的配合。雖然越來越多的新技術已經在為維持航空運輸的安全和有序助力,但高度的責任感仍然是不可或缺的。


  我們能讓飛機不失蹤嗎?


俄國防部客機失事近百人無人生還!哪些因素會導致飛機墜毀?

  圖154飛機被確認失事前經歷了長時間的「失聯」狀態,導致地面人員不能及時掌握飛機的狀況,這在其他空難事故中也常出現。難道現有的技術還不能保證,與飛機的通訊一直「在線」嗎?


  說起來也許很難讓人相信,直到現在,我們乘坐的客機追蹤技術還沒有進入21世紀。拿GPS來說,為什麼現在航空交通部門沒有使用它來持續追蹤所有商業航班?


  現代科技對於空難事故真的束手無策嗎?有沒有先進儀器讓飛機不再「失蹤」?CNN航空分析師奧布萊恩曾在CNN撰文稱,現代技術完全可以讓飛機「不失蹤」,但是,這些技術由於種種原因沒有應用到客機上。


  1、用雷達來追蹤存在盲區


  CNN航空分析師奧布萊恩稱,在2014年「馬航MH370」事故中,航班與地面有八種通信渠道:可以傳送和接收語音和數據的5個特高頻和高頻無線電設備;可以向地面控制雷達發送身份認證和高度數據的2個應答機,可以傳送和接收文字信息和電話的1個衛星收發機。


  儘管擁有這樣的技術,但MH370航班還是失聯了。要弄清造成這樣狀況的原因,首先需要了解一下技術和系統存在的漏洞。


  在世界大多數地方,空管人員仍用雷達來追蹤飛機,雷達使用可追溯至上世紀四十年代的技術。雷達是可靠的,但它是有局限的,它的覆蓋區域有很大的空白,空管雷達無法對在距陸地320公里以外的海洋上飛行的飛機進行追蹤。


  奧布萊恩稱,雷達所覆蓋的地方只有地球表面的2%或者3%,其它地方簡直就是飛行的「無人區」。如果飛機上的應答機被關閉,只有主動式雷達才能看到飛機。在這種情況下,空管人員只能看到雷達屏幕上的一個小點,空管人員無法辨認這個小點的身份,也無法知道飛機的高度。


  2、GPS定位能讓飛機「不失蹤」


  馬航MH370事件以後,如何讓飛機不再「失蹤」,這已經是技術上必須要解決的問題。航空安全專家、前美國航空管理局安全調查員大衛·蘇西也指出,目前太過於依賴應答器數據,但一旦像MH370上發生的跟蹤系統被人工關閉的情況,結局就像現在一樣,人們需要花費一個月甚至更長的時間來尋找其最終的蹤跡。


  蘇西認為,未來追蹤技術一定會是飛機和地面的訊息流的不間斷的雙向實時信號追蹤。他說最為重要的是,如果飛機在不尋常的情況下突然下墜,特別是機上有倖存者,需要立即知道飛機在哪裡。


  奧布萊恩說,如果空管人員使用在軌衛星而不是雷達來跟蹤航班的話,我們可能知道更多有關MH370的信息。在美國,在軌衛星被稱作「下一代空中運輸系統」,裝備這一系統的飛機通過使用GPS來確定方位,通過無線電將這一數據發給空管人員,無線電比雷達擁有更大的工作區域。這種技術被稱作廣播式自動相關監視系統,它是下一代空中運輸系統的重要組成部分。不過,當飛機是在海洋上空飛行時,它仍在工作區域範圍之外。


  所以航空業正在測試一種天基系統,飛機通過GPS衛星來確定方位,通過通信衛星網路來報告這些方位。這方面仍然需要解決大量的技術細節問題,但是從雷達過渡至在軌衛星最終將解決民航客機追蹤盲點的問題。


  3、自動飛行信息報告系統監控「黑匣子」


  另一項可能幫助我們了解更多馬航MH370航班情況的新技術叫自動飛行信息報告系統,它是由一家名為FLYHT的加拿大公司研發的。自動飛行信息報告系統監控飛行數據記錄儀(即黑匣子)的數據。當它發現故障或者在機組人員和地面控制人員的指令下可以開始自動傳輸關鍵信息。


  加拿大「第一航空」是首批安裝這一系統的航空公司,這套系統的價格為每架飛機10萬美元。如果所有的航空公司都裝備了這一系統,我們可以知道航班是否遭遇了故障,即便是機組人員無法通過其它方式進行聯繫。它將使搜尋黑匣子成為過去式。


  還有部分其它重要的措施可以被用來保障航空安全。蘇西認為,為了做到這一點,飛機上需要配備緊急位置指示無線電警示裝置, 這些設備已經在運輸船上被運用了多年。


  全球共有17個衛星,隨時偵測從這些設備發出的460兆赫頻率的信號,這樣就可以在幾秒鐘之內知道船隻的準確位置。


  遺憾的是,目前配備這樣裝置的只有軍用飛機,民航客機並沒有,但實際上民用客機需要配備這樣的設備。


  救命技術為何沒有被應用?


  既然現在從科技的角度而言可以讓航空飛行變得更加安全可靠,為何這些技術在現實中還沒有被予以應用呢?


  這主要涉及到航空的成本問題。航空專家表示,如果應用這些技術,將導致飛機的製造成本及運營成本大幅上升,從而喪失在運輸市場的競爭力。因此對飛機製造商和飛機運輸公司而言,他們需要在新技術應用和成本方面找到一個比較好的平衡點?


  當製造飛機的其他部分的成本降低時,就可以適當提高用於安全設施和技術的成本,這也是客機製造商未來的生產趨勢。


  以上任何一種航班通信技術的改進是否能幫助世界吸取馬航MH370航班的教訓?答案是有可能的。不幸的是,我們無法知道確切答案。儘管技術在通訊方面不斷縮小世界的距離,但悲劇總是能夠苦澀地提醒人們,失去一架滿載乘客的飛機是多麼容易發生的事情。


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