美式空难调查

2014-03-31 10:49:16
来源: 时代周报
各种新技术和新理念,被广泛使用在这次马航客机失联事故中,也让大众上了一堂课:飞机如何搜救?空难如何调查?

本报记者 韩玮 张子宇

2014年3月24日晚,马来西亚航空公司MH370波音777航班失联的第17天,马来西亚总理纳吉布•敦•拉扎克一身黑色西装出现在新闻发布会上。他宣布,基于英国国际海事卫星组织Inmarsat的数据分析,英国航空事故调查局(AAIB)已得出结论:MH370航班终结于南印度洋。

各种新技术和新理念,被广泛使用在这次马航客机失联事故中,也让大众上了一堂课:飞机如何搜救?空难如何调查?

南印度洋成技术展示场

Inmarsat运用多普勒效应理论分析了马航MH370航班向卫星发出的信号,从而估算出飞机耗尽燃油时的位置应该在澳大利亚以西的南印度洋。由于附近没有任何可供降落的机场,所以判断飞机已经坠海。

多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴•约翰•多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,称为多普勒效应。如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小。

具体到马航事件,这架飞机上的某些设备会定期向Inmarsat的卫星发送请求连接的Ping信号。但由于马航没有购买相关卫星服务,因此这种请求会被卫星拒绝。尽管由于两者间没有建立连接,因此没有办法收集当时飞机的状态信息,但此次Inmarsat的工程师们尝试了一种新的手段—他们对每一次Ping信号中隐含的多普勒效应进行了分析,这样做就能判断这个信号是被压缩了还是拉伸了。

由于卫星定点于地球上空,而马航的飞机当时正处于飞行状态,因此严格来说马航的这架飞机与卫星之间存在相对运动,距离也在不断发生变化。因此通过以纳秒(十亿分之一秒)级别的精度计算飞机与64.5度纬线(卫星定点于此纬度线上空)之间的相对运动,就能判断飞机的大致飞行位置。专家们分析了每一次Ping信号的方向信息,并且在此过程中得到了航天界专家以及美国波音公司的技术协助。

另外,利用三角测量法,工程师们还将有望能进一步完善他们的计算结果,测算出飞机的可能坠毁位置,因为他们有可能计算出飞机发送信号时的飞行角度。

事实上,美国交通运输安全委员会(National Transportation Safety Board ,NTSB)在更早时间就做出了类似的判断。3月25日,这家美国空难调查的权威机构证实,大约一周前,其已向马来西亚方面通报过客机坠毁的结论,并支持马方目前得出的结论。

“现在正是全力寻找黑匣子的时候。”3月25日,前NTSB委员、著名航空安全与事故调查专家约翰•葛戈利亚(John Goglia)在接受时代周报记者采访时表示。

除此之外,各国还大量使用海上巡逻机来寻找事实客机,这次事故也成为各国的一次技术展示。从客机失联后的第一天起,东南亚地区的海军就派出了海上巡逻机来搜救这架飞机以及任何可能的幸存者。马来西亚和越南最初都派出飞机在泰国湾海域进行搜索,那里最初被认为是飞机可能的失事地点。

随着新信息的不断披露,人们推断失联飞机可能出现在两大圆弧形走廊地区,北部走廊延伸到中亚,而南部走廊则深入南印度洋,于是各国出动了越来越多的海上巡逻机进行空中搜索。美国海军派出了最先进的P-8A“海神”(也被音译为“波塞冬”)巡逻机,这种飞机去年才开始服役。

P-8A“海神”巡逻机配备了红外夜视传感器、用于探测舰船及小型船艇的机载雷达,以及可以探测水下潜艇的先进磁异常检测(MAD)系统。尽管不能完全确认飞机残骸,但这种巡逻机可以覆盖巨大的搜索区域,并指导该海域附近的船舶到达可能的失事地点。

随着搜救重心逐渐南移到南半球,澳大利亚接过了搜索主导权,澳大利亚空军出动了许多架次的P-3“猎户座”巡逻机在可能的残骸分布区域进行搜索。3月24日中国空军也派出了两架伊尔-76飞机加入到这一海域的搜索行动中,他们将对卫星发现的水中“可疑目标”进行确认。

中国的高分辨率光学地球观测卫星也扮演了重要的作用。这种低轨道成像卫星常为军民两用,在此次搜救中也进行了多次关键的尝试。这些卫星使得可以在飞机和舰船无法迅速到达的南印度洋进行大范围的搜索。就在3月22日,卫星搜索取得了突破,中国的高分辨率光学地球观测卫星“高分1号”在南印度洋发现了可疑的漂浮物。此前法国卫星在附近海域也发现了可疑目标,澳大利亚对这一距离其西海岸线数千公里的海域进行了搜索尝试,而中国卫星的新发现刺激各方加大了对这一海域的搜索力度。

由于黑匣子的电池一般只能维持30天的脉冲信号,目前,它所剩的电量已不足一半。而据美国五角大楼的消息,为搜索黑匣子,3月24日,美军已携带一个TPL-25拖曳式声脉冲发送器系统和一个金枪鱼-21水下机器人出发前往可能的失事海域。

据美国海军网站介绍,TPL-25型拖曳声波定位仪由水下拖曳部分、线缆和控制台等部分组成。其水下拖曳部分的长度为30英寸(约76厘米),重量为70磅(约32公斤)。水下拖曳部分会被船只拖着在海上缓慢行进,速度通常是1到5节(1节约合每秒0.5米),仪器本身可以“收听”黑匣子发出的声波信号。声波定位仪的“听力”高度敏感,最深可以“听到”黑匣子在水下两万英尺(约合6096米)发出的信号。2009年,美方曾将拖曳声波定位仪借给法国使用,搜寻失事法航447航班的黑匣子。

而“金枪鱼”水下无人潜航器长仅5米,重约800公斤,可潜入海底4570多米处展开搜索。其擅长在水下寻找残骸。当以缓慢的速度行进时,它可持续搜寻1天多。但专家强调,出动“金枪鱼”号水下无人潜航器到澳大利亚海域仅是预防措施,并非意味着他们已经找到马航失联客机坠毁地。

从确定MH370终结到搜索至关重要的黑匣子,来自美国方面的信息一直扮演重要角色,而这股“美国力量”中有一个举足轻重的机构是目前中国所不具备的,那就是NTSB。

沉默的NTSB

NTSB是此次最早介入马航客机失联调查的独立调查机构之一。因为MH370是一架波音777-200型长程双发动机宽体客机,由美国波音公司制造,所以NTSB以飞行器制造国的身份受邀协助调查。

公开信息显示,NTSB在美国时间3月8日晚间就迅速做出反应,派遣一支调查组,与美国联邦航空管理局(FAA)及波音公司的技术顾问一道飞赴吉隆坡。

此后,纳吉布曾在新闻发布会上介绍,美国联邦航空管理局(FAA)、美国交通运输安全委员会(NTSB)、英国航空事故调查局(AAIB)、马来西亚相关方面以及代理交通部长共同组成此次事故的调查小组。

这其中,NTSB是一股重要力量。比如,他的主管调查员(Investigator-in- Charge)是具有丰富的协助其他国家调查空难经验的约翰•洛弗尔(John Lovel)。2008年,约翰•洛弗尔曾带队调查西班牙23年来死亡人数最多的5022航班事故。2011年,韩亚航空一趟从首尔飞往上海的货机坠毁,他亦是调查组的重要成员。

此外,NTSB还“贡献”了高级雷达专家斯科特•邓纳姆(Scott Dunham)。此人曾是一名空中交通管理员,能力卓越,进入NTSB之前曾在美国著名科技公司Mitre工作。外界认为他或能从有限的民用雷达数据及军方雷达侦测到的飞行路线中理出头绪。

据华尔街日报披露,NTSB的专家到达吉隆坡开始工作后认为,马航的情况不同于以往的任何一次调查。譬如,3月8日凌晨1点30分,MH370从雷达上消失。这通常会被认为飞机坠毁于马来西亚与越南之间的海域,但这片区域至今没有发现可疑的浮油和漂浮物。

又如,应答机的关闭通常与机械事故、火灾或是严重的电力故障有关,但后者尚未有确凿证据支持,而MH370失联后急转弯向西飞行的情况更是令人匪夷所思。

由于常规手段无助于调查,美国专家开始转向过去从未在商用飞机事故中使用的新方法,包括获取多个国家的军用雷达数据、分析卫星通讯信号等。

半个月以来,包括美国《纽约时报》在内的不少国际媒体都认为,有关MH370最有价值的核心信息可能就掌握在协助调查的美国人手里。但为马航事故输出顶尖专家的NTSB一直保持缄默。3月16日,在回复时代周报记者的采访申请时,NTSB表示,不会就马航事件接受采访。

3月14日,NTSB航空安全前负责人伯纳德•勒布(Bernard Loeb)在接受纽约时报采访时则表示,“我们尽力不让人们觉得是我们在负责调查,虽然某种程度上说,确实如此。”

而约翰•葛戈利亚告诉时代周报记者,“NTSB的事故调查只有一个目的,即,确定造成事故的可能原因,避免类似的事故再次发生。而有关马航事件的调查还有太多未知。”这或许是NTSB目前保持沉默的原因之一。

航空事故调查界的大BOSS

在至今未有设立独立的航空事故调查机构的中国,NTSB的存在多少有些令人陌生。

这个机构的诞生可以追溯至1926年,美国颁布《联邦商业航空法》,应对民航业突飞猛进带来的航空事故伤亡人数激增的问题。按照规定,当时的商业部长需要负责调查并判定民用航空失事的原因。

1938年,美国出台民用航空法,在商业部内部设立民用航空局与独立的航空安全委员会,负责调查失事飞机、确定原因以及制定安全建议。

1967年,美国国会整合所有的交通机构,成立全新的运输部,NTSB因而诞生,成为运输部下属的一个独立机构,但经费来源与行政管理仍依赖后者。

1974年,NTSB自立门户,不再隶属任何部门,专责于美国国内航空、公路、铁道、水路及管线等事故的调查。而美国是全球重要的飞机制造商之一,NTSB因此经常协助其他国家进行航空事故的调查。

目前,由美国国会每年拨款7000万美元作为预算,NTSB在华盛顿设有总部,并拥有附属的NTSB事故调查员学校。同时,这个拥有400多名员工的组织受一个5人组成的董事会管理,而董事会委员需由美国总统提名,经参议院听证投票批准,任期为5年。

据官方网站介绍,成立至今,NTSB已参与超过13万次的空难调查以及成千上万次的地面交通事故调查。

作为独立的调查机构,NTSB在美国拥有绝对的权威地位,美国所有严重的运输事故都由NTSB负责调查,只有当事故涉及国际犯罪,比如9•11事件,司法部才能接手。

而且,一旦发生属于NTSB管辖权限的运输事故,事故方必须在一定时限发出报告。美国在这方面的规定极为细致,比如,机务人员或乘客有人死亡、有2人或以上受伤、罐车或货柜破损导致危险物品外泄或需要公众撤离等铁路道口事故须在2小时内报告。

“我不知道中国的空难调查制度是如何设计的,但在我们的构造中,NTSB的定位是一个不受政治干扰的自主的调查机构,主要的职能包括专注于揭露事实信息,通过分析得出专业结论;派遣相应的行业或政府专家协助调查;定期告知公众调查所得出的客观结论;为受害者的家属提供援助;以及制定并推广安全建议。” 约翰•葛戈利亚告诉时代周报记者。

据时代周报记者了解,NTSB至今已形成了一些独特的调查理念。比如, 他们 将事故调查任务设定为查找事故的可能原因,,而非确切原因,因为,人类对事物的认识总是处于不断深化的无限循环过程中,确切的原因或许经不住时间的考验。

又如,NTSB认为运输事故调查中没有行政责任追究问题, 事故的发生是人的行为过失或科技设备、设施缺陷所致,而故意破坏事件不属于事故调查范畴。

第三, NTSB 严格遵守重事实而不重口供的原则。比起容易受到各种因素影响而无法确保真实性的口供,“技术流”的NTSB更倾向于通过科学的调查方法、装备齐全的实验室以及先进的技术得出结论。

NTSB式调查

基于这些先进的理念以及严格的制度保障,“牛×”的NTSB通常如何开展工作呢?

著名金融学家罗闻全(Andrew W Lo)在著作《对冲基金:一个分析的视角》中写道:

一旦有飞机失事,NTSB会立即召集一队工程师和航空安全专家迅速赶到失事地点进行彻查,包括寻访目击者、研究飞行日志和维修记录、查看飞机残骸或黑匣子等。如果有必要,他们还会把飞机碎片重新组装,以便确定引发飞机失事的根本原因。

纽约州哈德逊河迫降事件就是NTSB出色执行调查任务的经典案例之一。2009年1月15日,全美航空1549航班遭遇鸟群撞击后,双引擎失去动力,无力爬升,最终迫降于哈德逊河。机上150名乘客以及5名机组人员全部获救。这曾是马航失联后很多人最为期待的局面。

1549航班发生事故后,NTSB的“Go Team”(调查组)迅速奔赴纽约。有别于很多调查,NTSB并非直奔舆论热议的“撞鸟”主题,而是从机组人员入手。

调查记录显示,NTSB对机长、副驾驶、其他机组人员以及乘客进行了大量的访谈与对话。以机长萨伦伯格(Chelsey Sullenberger)为例,NTSB细致地询问了他过去一年的健康、财务以及个人生活情况,还在最终的调查报告中用千余字记录了事故发生前72小时萨伦伯格的诸多行为细节。

报告写道,1月15日,机长大约6点40分醒来,他觉得前一晚的睡眠质量不错,得到了充分休息。机长在匹兹堡机场吃了早饭。8点56分,他当天第一次驾驶航班离开匹兹堡,10点55分到达夏洛特道格拉斯机场……机长说,因为他们在拉瓜地机场转了一圈,驾驶飞机离开前买了一块三明治吃。

不仅如此,NTSB对萨伦伯格的“审视”甚至严格到驾驶事故飞机时的每个动作、具体判断以及说过的话,并最终判定他素质优秀、勇气过人。

与此同时,NTSB积极搜集证据,最后在飞机右边引擎发现了有机碎屑,包括一根羽毛以及一些被损害的动物证据。不过,一直等到结构损伤、发动机伤害、残骸信息等一系列实验全部结束后,NTSB才最终确定事故原因与撞击鸟群直接相关。

2010年5月4日,NTSB结束一年多的调查,发布了长达213页的详尽事故报告,内容涵盖飞机情况、机场信息、航班记录、维修状况、机组成员调查、模拟实验分析、安全建议等诸多方面。

2012年6月,伊春空难发生一年多后,中国国家安全生产监督管理总局也曾发布事故报告。这是中国首次发布空难调查结果。但报告全文只有16页,其中,近一半内容侧重于事故定性与处理建议。

不过,NTSB并非能够调查出所有空难的可能原因,他们的调查结果也可能是“无法找到事故原因”。比如,2001年11月,美国航空公司AA587航班起飞后在空中发生爆炸,240人遇难。至今,美国专家仍在对照模拟的事故,苦苦追寻结果。

而约翰•葛戈利亚还对时代周报记者表示,“一场彻底的航空事故调查首先需要来自不同专业及学科的技术人才,其次,调查会消耗大量的公共和个人资源。这些是支撑‘NTSB式’调查的基础。”

空难的价值

事实上,NTSB在完成信息搜集和调查分析外,还有一项非常重要的工作,即,提出安全建议,避免此类事故再次发生。这部分内容几乎在NTSB发布的所有事故调查报告中都处于最后但又最关键的位置。

比如,在哈德逊河迫降事件的调查报告上,NTSB提出的中肯建议就包括研发飞机发动机运行状况报告的技术、研发减少飞机与鸟类撞击可能性的技术、研发座舱安全技术等。

再如,目前,当气温接近冰点并伴有降雨或降雪时,机场采取的常用措施是在飞机即将起飞时往飞机机身上喷洒除冰剂。该操作规程是在1992年3月22日美国航空公司的405航班坠毁后才发展成为一项制度的。

彼时,NTSB调查发现,405航班在离开登机口之前曾经喷洒过除冰剂,但航空管制延迟了它的起飞时间。当飞机冒着冰冷的雨水在跑道上等待起飞指令时,它的机翼结冰,进而致使其在升空之后立刻失去升力而坠毁。

对此,NTSB在调查报告的最后对美国航空公司的除冰流程、全行业在机身除冰方面的实践、影响飞行的航空管制问题、美国航空公司的起飞规程和起飞前规程等方面都提出了改进建议。

“通常,NTSB在结束调查后会将安全建议提供给美国联邦航空管理局以及运输部,美国联邦航空管理局会考虑后续如何实施的问题。当然,NTSB的建议并非强制性,但如果运输部不予采纳,NTSB可以直接报告国会,运输部需要向国会陈述拒绝采纳的理由。”约翰•葛戈利亚说。

“当前的除冰规程无疑挽救了许多人的性命,但这一创新是405空难中丧生的27人用命换来的。如果NTSB未对这一悲剧进行调查并给出具体的建议,那么,这27人就白白丧命了。”罗闻全写道。

而今,马航失踪仍然是谜,它将留给世人怎样的警示不得而知。但约翰•葛戈利亚告诉时代周报记者,目前,有些航空人士给出的建议并不准确。

“首先,我去过很多空难现场,参与了无数次事故调查,但我至今没有看到过任何一份事故分析或统计数据可以说明红眼航班的事故率更高。”

“其次,有关最安全的位置是倒数第五排中间的说法也没有根据。飞机座位的安全性某种程度上取决于它最终是坠毁还是遭遇火灾亦或其他。由于事故的类型无法预测,哪个位置最安全也就很难判断了。”

约翰•葛戈利亚认为,“在全世界大多数国家,飞机是一种非常安全的出行方式。事故很少,原因也各不相同。话虽如此,但事故通常是一连串事件连环反应的结果,而最常见的直接原因往往是飞行员的操作失误。尽管这其中可能有维修保养的问题、航空管制的问题甚至是多种问题的组合,但通常情况下,这些问题最终都与航空公司的规程设置、人员培训等有关。”

而这也就解释了NTSB为何极其重视制定安全建议的环节。只是,在目前的中国,这些种种几乎为空白。

(实习生 汪刘 亦有贡献)

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