消失的尾翼 紐約貝爾港空難 美國航空587號航班|空難改變航空史

「9·11」事件重創了美國航空業，大眾對航空安全提升到新的關注度。但恐怖事件發生后僅兩個月，美國航空公司一架編號為587的航班，從肯尼迪機場起飛不久便墜毀在紐約市皇後區附近的貝爾港，隨後飛機起火爆炸，共造成265人遇難（5名地面人員）。如此慘烈的空難,在美國引起了軒然大波，這是普通的空難事故?還是恐怖襲擊？

2011年11月12日，美國航空公司587號航班,從紐約肯尼迪機場起飛，目的地是多米尼加聖多明哥亞美利加國際機場，執飛航班機型為1988年交付的空客A300-605R型。

這天，587號航班上共搭載了251名乘客。機長為42歲的愛德華·斯坦德，他曾在美國空軍服役，擁有8050飛行小時經驗。副駕駛為34歲的斯坦·莫林，他擁有4403飛行小時經驗。

587號航班準備完畢后，很快便來到跑道上。根據計劃,這架客機排在日本航空的波音747後面起飛。日航747客機從31L跑道起飛后，塔台管制員發現有尾流湍流現象,及時提醒584號航班予以注意。副駕駛莫林聯繫塔台，得知和前方客機的距離，在日航747起飛1分40秒后，584號航班出發，按照塔台的要求A300-605R客機爬升至1萬3千英尺高度。

圖1、失事客機，拍攝於1989年

587號航班起飛不到1分鐘，便遇上一陣亂流，這讓客機陷入顛簸之中。副駕駛莫林試圖通過控制方向舵，讓客機保持穩定，然而事態卻向著最糟糕的情況發展，垂直尾翼脫離了機身，客機開始直線下墜，8秒鐘后駕駛艙傳來失速警報聲。最終，587號航班攜帶著數十噸燃油撞向住宅區，瞬間摧毀了三座房屋，火勢還點燃了附近的房屋，事發地如同煉獄一般。

剛從「9·11」的事件中平復下來的百姓，在這場突如其來的空難面前再次陷入恐慌之中，他們以為恐怖分子又捲土重來。587號航班空難共造成265人遇難，這也是美國航空史上，僅次於191號航班傷亡的第二大空難。

時任紐約市長魯迪·朱利安尼得知空難消息后，立刻站出來安撫民眾，並向白宮尋求幫助。紐約在短時間內便關閉了機場，航班被取消。事故調查由國家安全運輸委員會負責（NTSB），聯邦調查局（FBI）也派出探員協助調查，這是普通的空難？還是涉嫌恐怖襲擊？事故的原因成為美國民眾關注的焦點。

圖2、587號航班引發的大火

事發地地處人口稠密的住宅區。NTSB的調查員面對廢墟開始了艱難的取證，事故現場飛機和建築殘骸混雜在一起，他們必須從中尋找到答案。調查員仔細研究飛機殘骸后，並沒有發現爆炸物遺留的痕迹，殘骸的樣品中也沒有提取到爆炸物的證據。

令調查員感到不解的是，他們在幾英裡外的河道中發現了飛機的垂直尾翼，這證明垂直尾翼在飛機飛行途中脫離了機身。這是飛機的重要部件，失去尾翼的那一刻，已經註定了587號航班的悲劇。

調查員轉而開始研究客機的「黑匣子」，排除了恐怖襲擊的選項后，他們開始探索A300-605R客機設計方面的問題。民航業的快速發展，給改型客機的發展提供了廣闊的空間，如果是客機設計上存在的缺陷，那帶來的安全隱患更讓人擔憂。

圖3、火光衝天

飛機在空中改變方向，依賴方向舵引導迎面的氣流，方向舵偏轉的角度越大，飛機轉向的角度越大。解析出來的飛行數據記錄儀顯示，方向舵曾左右快速擺動數次，調查員很不理解這一異常舉動。飛機似乎在事故發生前30秒鐘陷入了失控的境地，幾秒種后飛機突然加速向下俯衝，這表示此時飛機的尾翼脫離了機身。

調查員從駕駛艙語音記錄儀中聽到飛行員討論亂流的信息。副駕駛莫林打算加速飛過亂流區域，一聲巨響傳來之後便是部件斷裂的聲音。看似牢固的垂直尾翼為什麼會突然消失？

圖4、搜救隊吊起587號航班的尾翼

調查員仔細研究打撈上來的垂直尾翼。垂直尾翼依靠三對連接件固定在機身尾部上，它和機身的斷口顯示連接件完全失效。打造尾翼的材質是堅固的複合材料，由數百層碳纖維和玻璃纖維合成，重量輕、強度高，廣泛運用於現代民用飛機設計中，空客最新款中遠程客機A350XWB複合材料所佔比高達53%。

如果是這種新型材料失效造成的空難，將對民機製造商是沉痛的打擊。如果飛機的設計有缺陷，將會對整個A300系列運營機隊造成影響。

調查員從A300客機的製造商資料中，發現了關於尾翼連接件的更多信息。早期的製造記錄顯示，垂直尾翼在檢查時曾發現複合材料大面積脫層現象。脫層意味著數百層纖維合成的複合材料出現分離，這會導致整個尾翼的結構強度降低。

空客將該部件維修后，才將客機交付給美國航空公司。但是如果這些複合材料脫層失效過，那它也可能再度失效。調查員用顯微鏡對這種材料再次進行檢查，但這次沒有發現材料脫層的問題。

圖5、客機殘骸

飛機的材料沒問題，會不會是連接件的設計問題？調查員開始檢測飛機尾翼的連接件，空客也在儘力提供幫助，他們不希望這件事影響公司的聲譽。結構件能否承受空客聲稱的45.4噸壓力？最終的測試結果顯示，結構件承受大約90.7噸的壓力才失效，這幾乎是設計標準的兩倍。那麼什麼情況下才能達到如此極端的條件呢？調查員陷入了苦思苦想中。

調查員翻閱整個記錄發現，587號航班尾隨一架日航747客機起飛，這股尾流會是引發事故的罪魁禍首嗎？尾流湍流是由流過機翼上下的空氣造成，當兩股氣流在機翼尖交匯后，在飛機後方產生一股強大的氣流渦旋。

不同機型產生的尾流湍流的大小也不同，小型飛機面臨的風險係數較大，尤其是尾隨在大飛機之後，更容易產生災難性的後果。飛行員在訓練時為躲避亂流，被刻意要求保持安全距離。調查員懷疑587號航班的飛行員在等待747起飛后，算錯了起飛時間。

圖6、587號航班遇難者的耐克球鞋 Getty圖片

記錄顯示，日航747在9點11分起飛，塔台管制員還特意提醒587號航班尾流問題。一分半鐘之後，587號航班得到起飛許可。副駕駛莫林還特意向斯坦德機長詢問了飛行距離的問題，如果他們誤判了起飛間隔距離，機場的雷達會顯示出來。

調查員標示出兩架客機的飛行軌跡和距離，計算結果顯示587號航班處於安全距離範圍內。尾流湍流的力度並不會對他們造成影響，間隔距離完全符合聯邦航空管理局（FAA）的相關規定。但是詭異的是，當587號航班的尾翼遭遇氣流的時候，它卻被某種巨大的力扯掉了。

影響尾流湍流力度和方向的原因有多種，而天氣方面的比重最大。某種程度下，尾流湍流和天氣會相互影響。在無風條件下，尾流湍流會呈現筆直狀態，這會對飛機的正後方向造成影響。在側風條件下，尾流湍流會受較大影響，尾流會旋轉的向兩邊漂移。氣象記錄顯示，587號航班起飛時處於無風環境。

美國宇航局（NASA）的科學家同樣進行了一個實驗，試圖計算出當時的尾流湍流強度。A300型客機的垂直尾翼能承受高達90噸的應力，即便遭遇尾流湍流的正面撞擊，這一力度也不足以將客機的尾翼折斷，更何況587號航班處於安全距離。

調查員開始研究飛行員方向舵操作方式，他們發現587號航班的方向舵快速向左右大幅擺動多次，這個異常的動作會不會是扯掉垂直尾翼的元兇？通常情況下，飛行員只會用方向舵向一個方向偏移幾度用以轉向，調查員認為587號航班飛行員的極端操作方式會產生強大的氣流將尾翼扯掉，他們在電腦上模擬A300客機的飛行軌跡，並重演了副駕駛莫林的操作模式，將方向舵左右擺動3次，幅度達到11度。

調查員發現大幅偏轉方向舵會導致尾翼的氣動載荷急速增加，最終連接件不堪重負導致垂直尾翼斷裂，他們認為是飛行員的操作失誤導致了空難發生，這雖然能解釋587號航班墜毀的過程，但是背後的原因依舊撲朔迷離。飛行員在起飛階段應該如何正確應對尾流湍流？調查員不能理解，為什麼經驗豐富的航線飛行員會犯如此低級的錯誤。

圖7、模擬圖片，587號航班折斷的尾翼

調查員走訪了和莫林共事過的飛行員，其中有人反映莫林經常以這樣劇烈的動作處理尾流湍流問題。機長還問他為何如此劇烈的操作動作，莫林稱航空公司在訓練時就如此要求。這一細節引起了調查員的重視，如果航空公司在培訓的時候採取錯誤的方式，會造成更嚴重的安全隱患。

訓練記錄顯示莫林有一個壞習慣，美國航空訓練飛行員的課程中，有一項要求，讓他們從機翼呈90度翻滾中改出，儘管這一現象永遠不會在現實生活中出現。航空公司為了提升訓練效率，模擬機的程序在設計時不會對飛行員的動作做任何改變，飛行員只能通過不斷踩方向舵改出這一動作。

莫林曾有一個訓練科目：模擬操作波音747產生尾流的改出過程，學員會被告知尾流湍流會是飛機突然翻轉，但實際上最多傾斜10度左右。錯誤的訓練潛意識的讓飛行員養成壞的操作習慣，當587號航班真的遭遇747亂流的時候，莫林的操作讓垂直尾翼不斷受力，他的過激反應葬送了乘客的生命。

587號航班事故后，美國航空公司修改了處理尾流湍流的訓練計教程，以避免類似事故的再次發生。訓練模擬機經過修改之後也更加符合現實情況。學員在模擬機上的訓練不再有延遲現象，他們在訓練時被要求在高速飛行時不能使用方向舵。駕駛艙也安裝了新型警示燈，防止客機方向舵偏轉過度。

圖8、587號航班事故紀念牆

訓練計劃的不縝密，不科學，將影響到飛行員的實際操作。美國航空公司587號航班的悲劇再次驗證飛行員的培訓，必須科學而切合實際，具有可操作性，不然，類似莫林錯誤擬的操作還會重演。