重蹈覆辙的伊尔62发动机涡轮盘事故183人死亡刷新波兰记录在这批交付的伊尔-62M中,有一架注册号为SP-LBG,它是我们接下来故事的主角。1987年5月9日,这架伊尔-62M执飞从波兰华沙到美国纽约的波兰航空5055号航班。飞机一共搭载了183人,包括172名乘客和11名机组成员。
航班机长是齐格蒙特·帕拉奇克(Zygmunt Pawlaczyk ),59岁,他累计飞行19745小时,其中伊尔-62型为5542小时。副驾驶利奥波德·卡彻(Leopold Karcher),44岁,他累计飞行10899小时,其中伊尔-62为2357小时。飞行工程师沃伊切赫·克洛塞克(Wojciech Kłossek),43岁,他累计飞行5100小时,其中伊尔-62为291小时。领航员莱斯劳·莱科夫斯基(Lesław Łykowski),57岁,他累计飞行9520小时,其中伊尔-62为3156小时。
当地时间上午10点18分,5055号航班从华沙奥肯切机场33号跑道起飞。机组人员获准爬升至9400米高度,他们对发动机施加最大推力,9分钟后,飞机以810公里/小时在8200米高度巡航,2号发动机内的故障轴承温度达到1000℃时发生爆炸,涡轮轴断裂,脱离的涡轮盘以极快速度旋转,并在几秒内爆炸。爆炸产生的碎块向四处飞溅,刺穿了机身,切断了飞控系统和电缆,损坏了最左侧的1号发动机,并导致其起火。一片碎块射入货舱,舱内开始迅速燃起大火。
机组成员很快就感觉到飞机升降舵出现故障,只有俯仰配平在工作,两台发动机停车。他们并不知道飞机发动机发生爆炸,最初怀疑飞机被外来物击中 ,于是开始紧急下降至4000米高度。此时5055号航班距离最近的是格但斯克机场,机组人员无法倾倒足够的燃油进行紧急降落,当时飞机的重量为161吨,规定的飞机最大着陆重量为107吨,他们决定返回华沙。
在两分钟的时间里,飞行员需要和多个故障的飞机“作斗争”。此外,飞机在起飞时装满了燃油,现在飞机超重,为了防止降落时损毁起落架,飞机需要在空中放油。飞机的四台发电机中,有三台发生故障,其中两台由停车的发动机提供动力,另一台的继电器可能受损,机组成员开始关闭不必要的电气设备。
两台工作的发动机让5055号航班无法保持高度,飞行员还有一个选择,降落在更近的莫德林机场。在1987年,莫德林机场是波兰的空军基地,在华沙西北约33公里处,机场跑道较短,基础设施相对简陋,但是距离更近,有机组成员提议降落在莫德林机场。5055号航班并未得到管制员的及时许可,莫德林机场属于军用机场,他们需要得到空军的同意。
在等待的过程中,飞行员讨论了飞机故障的功能,飞机高度也在不断下降。突然飞机又发生一次爆炸,管制员传来允许他们降落在莫德林机场的消息。
实际上,5055号航班面临比发动机故障更糟糕的问题:一块发动机碎片射穿了机身,卡在后部行李舱里一直在燃烧,现在温度已经超过700℃。碎块切断飞机电线,导致驾驶舱的火灾警报始终未响起。飞机的爆炸可能是大火烧穿了行李舱壁,点燃了燃油管路中的燃油蒸汽。
机组成员并未意识到机上大火已经失控,他们还在向莫德林机场进近。飞行工程师提到,他们虽然倾倒了大量燃油,但飞机依然超重。有人提出一个事关生死的建议:“飞向华沙不是更好吗?”
机组成员的意见很快达成一致,他们决定返回奥肯切机场。现在飞行员面临一个新问题:是直接从北面顺风降落在15号跑道上,还是从南边转弯逆风降落在33号跑道上?飞行员考虑到22公里/小时的顺风后,决定绕飞到机场南边降落。
机上大火在燃烧27分钟后,驾驶舱的警报才响起,火势现在已经蔓延到烟雾探测器工作的区域。两个“黑匣子”停止记录,驾驶舱语音记录仪(CVR)留下最后一句话是“等等!不要恐慌!”顷刻之间,飞机的状态开始急转直下,机头向下倾斜12°,向左倾斜11°,以475公里/小时的速度坠向地面。飞机摧毁了一片树林,机身被撕裂成碎片,撞击还引发了大火。
5055号航班坠机地点距离华沙机场约5.6公里,救援和消防人员很快赶赴事故现场,他们看到犹如地狱般的惨景,飞机的碎块、遇难者的尸体、被摧毁的树木混杂在一起。机上183人全部遇难,只有121人的身份得到确认。5055号航班事故不仅是伊尔-62最致命的事故,还刷新了波兰最致命航空事故的纪录。
事故发生后,波兰当局立刻成立了调查委员会,委员由高级航空官员和技术专家组成。调查员从5055号航班飞机残骸中仿佛看到了007号航班事故在重演:发动机低压涡轮轴折成两截,低压涡轮盘超速,在0.2秒内失效。涡轮盘碎片被加热到700℃,并以160米/秒速度向外飞溅。第一片碎块击中了1号发动机,并导致后者停车。第二片碎块穿透了左侧机身,切断电线后,从另一侧射出。第三片碎块穿透地板,穿过升降舵控制推杆,卡在后部行李舱内引发了火灾。
后部行李舱没有防火功能,里面除了大量的行李,还有很多免税酒,飞机地板用的是木材,这一切都助长了火势,最终导致飞机完全失控。波兰的官方报告对飞机坠毁原因一笔带过,只是说火灾导致飞机失控,其他细节一概没有。
5055号航班有机会平安降落吗?实际上,飞机在发动机故障后还坚持飞行了31分钟,他们还有40秒就能降落在奥肯切机场。事故调查报告显示,机组成员决定从莫德林机场转移至奥肯切机场,时间增加大约8分钟,这是生与死的8分钟。
事故报告并没有批评飞行员的决策,但它也指出在莫德林机场和顺风降落在奥肯切机场15号跑道是“可以接受的”,使用33号跑道“有利也有弊”。优点是:奥肯切机场跑道更长,消防条件更好(飞机超重降落很可能导致起落架坍塌引发火灾)。缺点是:增加飞行时间,飞控系统受损需要额外的机动。假设飞行员第一时间得知飞机起火,他们很可能降落在莫德林机场。现实的决定让飞行员付出了生命的代价,但很难责怪他们在多重压力下做出的谨慎选择。
现在还有一个最关键的问题:为什么2号发动机低压涡轮轴会失效?5055号航班和007号航班不同的是,后者是因为金属疲劳导致故障,而5055号航班的轴是因长时间过热使其失去足够的强度断裂的。
在D-30发动机中,低压涡轮轴在较长的高压涡轮轴内旋转,低压轴转速为4750转/分钟,而高压轴转速为10520转/分钟。为了防止两根轴接触,在两轴中间安装了一套中介滚棒轴承,每个滚道由一个包含多个滚棒的环组成,滚棒将轴的旋转能量传递到轴承结构中,内圈安装在低压轴外部,外圈安装在高压轴内部。
调查显示,中介滚棒轴承的滚棒过度磨损导致低压涡轮轴过热,轴元件接触摩擦后生热,最终导致轴的断裂。发动机处于大修间隔的3000小时内,滚棒过度磨损的原因不详,报告也没有提及轴承是否存在制造问题。其他的消息显示,轴承在制造时只用了一半滚棒,设计师设计了26个,但制造时只用了13个。这意味着每个滚棒会承受更大的磨损,这就需要在内圈钻孔,以进入更多润滑油。但是施加在轴承的力导致钻孔产生疲劳裂纹,最终导致结构失效。
在5055号航班中,发动机加大推力,一个滚棒卡在失效的孔中,导致卡住内圈。内圈的滚棒开始滑动而不是滚动,从而让轴承摩擦生热,几分钟后,轴承内的温度就飙升超过1000℃,可能是滚柱轴承过热使轴的温度升高,而使轴的强度降低造成轴断裂,轴断后涡轮飞转,轮盘四分五裂。
波兰的调查结果并没有得到苏联方面的认同,后者否认波兰方面的结论:苏联低劣的制造工艺导致波兰再度发生。苏联方面甚至发布了一份79页的反驳意见,这比波兰的事故调查报告还要厚。苏联人认为,是事故导致了滚柱轴承磨损,他们还辩称滚柱轴承在失效前会引起剧烈振动。
波兰的调查员指出,飞行数据记录显示,发动机在故障前几秒才出现过度振动。波兰服役的其他D-30发动机上也存在过度磨损的滚柱轴承,这些发动机也处于3000小时的大修间隔时间内,而这些磨损只能在大修期间才能检测到。针对这些问题爱游戏,波兰副总理甚至发出一份正式信,指出参与调查的苏联技术专家也同意波兰方面的意见。
一波未平一波又起。1987年10月,波兰航空一架仅飞行2100小时的图-154发动机发生重大故障,事故主角同样是D-30发动机。事后,苏联方面的态度开始大转弯,他们首次承认糟糕的工艺水平导致两起伊尔-62客机坠毁。伊柳申设计局下令检查和更换所有伊尔-62发动机中的滚柱轴承;并为飞机设计一套冗余的飞控系统;加装一套振动传感器,在飞机发生灾难性故障前发出预警。波兰方面建议苏联方面清除伊尔-62行李舱中的易燃材料,并提高飞机的灭火能力。
在两次事故中,都是由于低压涡轮轴由于不同原因折断的,苏联民用涡扇发动机中没有采用欧美发动机中普偏釆用的安全设计:即当低压涡轮轴断,立即切断向燃烧室的燃油供油,使低压涡轮立即停止工作,更不可能超转,当然更不会使低压涡轮盘爆裂成几块飞出发动机。因此按照美国适航性条例,没有安装这种安全设计的发动物机是不适航的,即不能作为客机的动力。
5055号航班坠毁仅两年后,波兰政局在1989年发生剧变,导致东欧地缘重新调整。同年,波兰航空在1950年代后重新开始购买西方飞机,他们用波音767汰换了伊尔-62,新的飞机使用通用电气CF-6涡扇发动机。
回顾航空安全史,波兰航空007号航班和5055号航班的两起悲剧是“铁幕”下航空安全的典型案例。在苏联的环境中,国家机器和航空业不分你我,安全问题通常被视为有损国家荣誉。他们有足够的动机避免透露任何引起公众不满的信息,这是一把“双刃剑”,会让国有企业更加忽视自身的问题,例如伊柳申设计局不增加伊尔-62的安全冗余系统,索洛维也夫设计局不改进D-30糟糕的工艺水平。
5055号航班给波兰人民留下了火和血的沉痛记忆,他们在坠机现场竖立起一座纪念碑。5055号航班机组为了挽救乘客奋战了31分钟,他们的行为也赢得了波兰飞行员的尊重。
前伊尔-62飞行员托马斯·斯莫利茨(Tomasz Smolicz)为这起事故做了最好的注解:“从华沙到美国的所有航线都经过格鲁兹上空。在那里,所有机组人员都陷入了沉默。声音安静下来,飞行员的眼睛聚焦于仪表。飞机仿佛穿过一片陌生的悲伤之云,仿佛在熟悉的墓地,仿佛在一座看不见的纪念碑脚下为遇难者进行点名。”