驚心動魄10分鐘：美國西南航空公司波音737客機高空爆炸歷險記（上）陳光談航空166

2018年4月17日上午，美國西南航空公司的一架波音737-700型客機執行由紐約飛往達拉斯的WN1380航班任務，機上載有144名乘客和5名機組人員。10點43分由Tammie Jo Shults機長駕駛飛離紐約。

飛行約20分鐘後即11點03分，飛機己飛到9900米上空，突然乘客感到飛機大幅度搖擺顛簸，並伴隨著巨大的爆炸聲，靠近第14排座椅處的左側弦窗玻璃被外物擊穿，整個窗子的玻璃全部砸掉，在氣流外泄過程中，說時遲那時快，將坐在此座位上的一位女性乘客，衝出窗外。

眼看著這位女乘客即將被氣流拽離飛機時，緊靠她旁的一位乘客趕快抱住她的雙腿，在另一位乘客的幫助下，將她拖回了座艙，隨後對她進行了簡單心臟復甦的急救治療（幫忙拉她的那位乘客，恰好是一名內科大夫，與機上另一位退休護士共同參與了救治工作），但是由於傷情過重，最後還是沒有挽回她的生命，成為美國十年來第一位在空難中死亡的乘客，也是西南航空公司成立47年以來，在乘坐該公司客機遭遇空難而死亡的第一位乘客。

由於一扇弦窗破裂，機艙內氣壓突然下降，艙頂的氧氣口罩立即自動打開並落到乘客前面，讓乘客戴上吸入氧氣，以擺脫缺氧的危險。所有乘客被突如其來的變故感到驚恐萬分，不僅在搖擺不停的機艙內，瀰漫著血腥氣味，往窗外一看，更是嚇破了膽，因為左側發動機（CFM56-7B）前端已經脫離飛機而停轉了，對所有乘客來講真像天突然塌下一樣，有的乘客發瘋地尖叫著，絕望地哭嚎著，更多的在禱告上帝求上帝保佑，小孩親吻著媽媽，男人緊抱著女人，老夫妻平靜地合眼緊貼說一句災難來臨前最後的深愛與不舍，有位快當父親的旅客，傷心的給家人發送著臨終遺言：「親愛的孩子，爸爸看不到你呱呱落地的那一瞬間了，希望你在媽媽的肚子里，平安地長大。」

圖1 、飛機受損部點陣圖

在這生死生攸關之際，曾經是美國海軍飛行員的女機長Tammie，在自己傷受的情況下臨危不懼，沉著掌握著駕駛桿，因為她知道，這架飛機上別人可以慌張，但她必須保持鎮定！144名乘客的安危只能靠她了。

當年開戰鬥機的心理素質，和從業前接受的專業技能，現在全派上用場了！首先，她有條不紊地和空中交通指揮員聯繫，報告飛機損毀情況，並緊急請求準備醫務人員。布置好一切之後，她準備最後一搏！立即迫降！！

距飛機最近的機場是費城國際機場，飛機向費城國際機場方向急速下降，高度逐漸降低，那些忙著做最後訣別的乘客們，完全沒有意識到，飛機已經不似剛才那麼顛簸，就在所有人的心都揪到嗓子眼之時，飛機竟然平穩地降落到費城國際機場跑道上了，此時的時間是11點13分，距飛機在空中爆炸時刻（11點03分）僅僅過了10分鐘，但是這十分鐘對於機上乘客而言，是生死攸關、終身難忘的一斷痛楚經歷。受損的飛機經過10分鐘在跑道上滑跑一段距離最終停到檢修點。

待飛機停穩後，那些早就魂飛魄散的乘客，感到大難不死，劫後餘生，大多人都不可控制地放聲哭泣起來，英雄機長Tammie也終於舒了一口氣！她走出駕駛艙，擁抱每一位準備離開飛機的乘客，並安慰地說「沒事了」、「沒事了」！

待乘客全部走出飛機後，已經等候在現場的美國國家運輸安全委員會((NTSB)的檢驗員立即檢查飛機受損情況，發現飛機三處受損，見圖1。

圖2 整流罩丟失露出的發動機前端

首先檢查發動機（圖2），只見發動機整流罩前部已經沒有了，發動機前端暴露在外，一片風扇葉片己由根部處斷開而甩離了發動機，其榫根仍殘留在風扇盤的榫槽中。

通過肉眼觀察，發現榫根斷口處有金屬疲勞痕迹，說明該葉片是在工作中疲勞斷裂而甩出發動機，打環了整流罩，使整流罩脫離了飛機，飛出的碎片（包括風扇葉片斷塊，整流罩斷片等）使機翼受到創傷但不太嚴重，並打破了位於左側14排座椅處的弦窗玻璃，最終造成這次1380航班飛行事故，此次事故造成1人死亡，包括機長在內共7人受傷。這是一次典型的由於發動機非包容故障對飛機造成二次損傷的事故。

在檢查了受損的發動機後，發現此次事故與一年多前也是西南航空公司的波音737-700在執行WN3472航班經歷的事件如出一轍。

2016年8月27日，西南航空波音B737-700飛機執行由路易斯安那洲的新奧爾良到佛羅里達洲奧蘭多的國內WN3472航班任務，機上104人（包括99名乘客，5名機組），飛機在爬升穿越9450米高度過程中左側發動機（CFM56-7B）發生非包容故障，甩出的風扇葉片打壞整流罩，碎片打傷飛機幾處，特別是在左翼上方的機身上打出一個12.7cm×42.6cm的洞，但末擊穿機身內壁，造成客艙失壓。

機組將失去一台發動機的飛機安全降落到佛羅里達洲的彭薩克拉國際機場，無人員傷亡，飛機損壞，是一次嚴重影響飛行安全的事件。（註：飛機出事時如有人員死亡稱事故，如無人員死亡稱事件）。圖3為飛行中的左側發動機嚴重受損的飛機。

圖3、3472航班飛行中的左側發動機嚴重受損的飛機

NTSB事後對丟失的風扇葉片榫根在其金相實驗室進行了探傷檢查，發現風扇葉片的斷口位於葉片葉身與榫根交接處，在斷口截面上，發現了長約30mm深約5.5mm的疲勞裂紋，疲勞源區位於距葉片前緣53.34mm處，說明該風扇葉片是疲勞斷裂的，至於什麼因素造成葉片疲勞，NTSB未作說明。

廣泛用於現代旅客機的大涵道比渦輪風扇發動機（圖4）中，處於進口處的風扇葉片既寬又長，是發動機中最長的葉片，在發動機工作中，如從葉根處斷裂，斷裂的葉片會在極大的離心力作用下甩出發動機，會對飛機結構、各種管道與導線等造成損傷，危害極大。

為此，在發動機設計中，將包圍在風扇葉片的機匣做成能承受風扇葉片斷片的衝擊，而不會使斷片甩出發動機，避免造成對飛機的二次損傷，因此這個機匣稱為「包容環」（圖5）。

圖4、CFM56-7大涵逍比渦輪風扇發動機

為了考核所設計的包容環是否能將在發動機最大轉速下從根部斷裂的風扇葉片斷片真正能包容住，所有新研製的發動機，在取得適航證的考核試驗中，均有一項稱為「葉片甩出」或「包容性」試驗，試驗時有適航審定官員參與監督。

試驗前，先在葉片葉根處鑽有小孔，孔中埋入能爆炸的雷管，試驗時，當發動機達到最大轉速時，接通雷管的電源，使雷管爆炸，將風扇葉片由葉根處炸斷。這時檢驗葉片斷片是否被包容環包容住，如果斷片未打穿包容環，而且沒有引起發動機失火，說明包容試驗成功，設計的包容環是成功的。

圖5、發動機的包容環

但是由於高速旋轉的風扇轉子丟失了一片葉片後，不僅其斷片撞擊外環時會造成斷裂，其斷片隨氣流向後流動時，會打壞後面的結構。

更為嚴重的是發動機振動激劇增加，使壓氣機與渦輪中，轉子葉片與機匣及靜子葉片相碰撞而折斷，斷片隨氣流向後流動中，又打壞後面的零件，像多米諾效應一樣，大量損壞的零件碎片又打壞後續的零部件，使整台發動機打得亂七八糟，碎片大量隨氣流由尾噴管噴出。

也就是說，在做包容試驗時，如果將折斷的風扇葉片包容在發動機內了，說明包容環設計是成功的，但卻要損壞一台發動機，付出的代價是巨大的。

話又說來，如果風扇葉片斷片未能被包容環包容住，斷片擊穿包容環，斷片會對試車間的設備造成損傷，如果斷片打壞燃油系統的導管或油箱，還會引起試車間失火。即使斷片對試車間的設備沒有造成嚴重損傷，但由於丟了一片風扇葉片，發動機振動劇烈振動，也會如前所述，會造成發動機嚴重損壞。

因此，包容試驗是一項既費錢又具有極大危害的試驗，一般發動機在研製中，為取得適航當局頒發適航證的多項試驗中，包容試驗均放在最後進行。

本文前面所講的美國西南航空公司的波音737-700客機，在兩年內遭遇了兩次發動機風扇葉片非包容故障，使客機遭受到一次有旅客死亡的事故，一次飛機嚴重受損但無人員傷亡的事件，其飛機所使用的發動機是世界著名、可靠性極高、產量最多的用於B737、A320等飛機的CFM56-7發動機。

CFM56發動機是由美國GE（通用電氣）公司與法國SNECMA（國營航空發動機研究制）公司按50%:50%投資組建的CFMI（CFM國際公司）在上世紀70年代後期研製的100kN級的大涵道比風扇發動機，從它的第1個型號CFM56- 2於1979年11月取得適航證後,到2005 年已發展了CFM56-3、CFM56-5A、CFM56-5B、CFM56-5C與CFM56 -7等6個系列。

CFM國際公司於上世紀80年代中期，為滿足波音公司提出的新一代737客機即B737-600、-700與-800的需要，發展了CFM56系列發動機中的最後一個型號即CFM56-7B，它於1995年4月21日第一次進行地面試車以來，目前已有14 000台CFM56-7在航線使用，它在取得適航證時，是通了包容試驗的，按說這兩次發動機故障中，從根部斷裂的風扇葉片應該包容在發動機中，怎麼會打壞整流罩甩出發動機呢？

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