航空之家|波音737高度计上蹊跷的“-8英尺”，09年土耳其航空1951号航班空难
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乔善勋/文
现代客机都拥有自动驾驶功能 ， 它能大为减轻飞行员的操作负担 ， 但是如果其中的感应器坏了 ， 也会对飞行安全带来威胁 。 土耳其航空1951号（TK1951）航班就是其中的典型案例 ， 客机的无线电高度计发生故障 ， 导致客机发动机自动进入慢车状态 ， 而飞行员又忽视了客机高度信息 ， 最终导致坠机发生 。
TK1951号航班是从土耳其伊斯坦布尔阿塔图尔克国际机场飞往荷兰阿姆斯特丹史基浦机场的国际航班 。 2009年2月25日 ， 一架波音737-800型客机在执飞该航线时 ， 因左侧高度计失灵 ， 导致客机在史基辅机场附近3公里处坠毁 ， 事故共导致9人遇难 ， 126人生还 。
TK1951号航班的机长是哈桑·达新·阿勒桑 ， 45岁 ， 他曾在土耳其空军服役 ， 驾驶F-4E战斗机的时间超过5千小时 。 1996年6月11日加入航空公司 ， 累计飞行17000小时 ， 其中波音737型为10885小时 。 副驾驶是穆拉特·塞泽 ， 42岁 ， 累计飞行4146小时 ， 其中波音737型为720小时 。
执飞客机机型为波音737-800 ， 注册编号为TC-JGE ， 在2002年3月27日交付予土耳其航空公司 。 客机采用两舱式布局 ， 一共有157个座位 ， 包括16个商务舱座和141个经济舱座位 ， 最大起飞重量为79吨 。
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图1、波音737-800型客机土耳其航空涂装
阿姆斯特丹史基浦机场是荷兰的门户机场 ， 位于阿姆斯特丹西南方向 。 史基浦机场启用于1916年9月 ， 在100年的发展历程中 ， 历经数次改扩建工程 ， 目前拥有6条沥青跑道 。 2018年旅客吞吐量高达7105万人次 。
TK1951号航班在2月25日的航班中 ， 共搭载7名机组成员和128名乘客 ， 其中53名乘客为荷兰人 ， 51人为土耳其人 。 乘客中还有四名波音公司的工程师 。 通常情况下737-800只需要2名飞行员 ， 当天的飞行中“菜鸟”副驾驶塞泽需要学习在史基浦机场降落的技巧 ， 阿勒桑机长还需要担起“以老带新”的责任 。 为了保障飞行安全 ， 此次航班还多了1名飞行员充当监督员 。
土耳其当地时间8点23分 ， TK1951号航班从阿塔图尔克机场起飞 ， 客机经过数小时飞行进入荷兰领空后 ， 获取管制员指令预计降落在18R跑道 。
当飞行员提醒客舱做好降落准备时 ， 驾驶舱中突然警报声大作 ， 失速警报也陡然响起 。 阿勒桑机长宣布接手飞行 ， 然而一切挽救动作都来得太迟了 。 客机坠毁在距离跑道1.5公里的土地上 。
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图2、史基浦机场的六条跑道示意图
调查员赶赴事发现场后发现 ， 事故共导致9人遇难 ， 其中包括3名飞行员 。 涉事客机机身断裂成三截 ， 发动机掉落在机身的前方 。 客机机身和发动机保存相对完整 ， 客机两个“黑匣子”也保存尚好 。 调查员根据残骸散落的情况判断 ， 客机失事时速度并不快 。
TK1951号航班失事前一年的1月17日 ， 执飞英国航空38号（BA38）航班的波音777客机 ， 准备在英国伦敦希思罗机场降落时遭遇不测 ， 客机在距离机场27L跑道前方约304米处坠毁 。 事后 ， 执飞机长称在降落时两具发动机突然熄火 ， 失去动力的客机必然会摔落地上 。 所幸BA38号航班事故中没有遇难者 。 在TK1951号航班事发时 ， BA38号航班事故调查尚未结束 。 两起类似的事故也引发了调查员的担忧 。
整个事故调查由荷兰安全委员会主导 ， 土耳其航空、美国国家运输安全委员会、波音公司和美国联邦航空管理局亦派员参与调查 。
调查员从驾驶舱语音记录仪（CVR）的录音中听到 ， 客机在约610米高度时 ， 响起起落架警报器的声音 。 正当调查员疑惑于警报声时 ， 他们在飞行数据记录仪（FDR）上找到了答案 ， FDR显示无线电高度计探测到客机已经到达地面位置 ， 高度计上显示为“-8英尺” 。
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图3、波音737-800机长位无线电高度计示意图
波音737型客机上搭载了两个高度计系统 ， 一个利用气压测量客机的海拔高度 ， 这也是客机仪表盘上显示的数据 。 此外客机上搭载一具无线电高度计（Radio Altimeter， RALT)） ， 这个高度计拥有四根天线 ， 其中两根向地面发送信号 ， 两根获取信号 ， 从而获取客机高度信息 。 通常情况下无线电高度计的精度要高于气压高度计 。
在最后的进近阶段 ， 阿勒桑机长的高度计始终显示是“-8英尺（约-2.4米）” ， 他便认为是客机无线电高度计发生了故障 ， 从而无视了起落架警报器的提醒 。
调查员根据管制员的指令复盘TK1951号航班最后的进近过程 ， 他们发现航班根据指令进行调整姿态时 ， 客机进入下滑道时的高度超过了正常标准 。 这种现象在史基浦机场司空见惯 ， 因为客机可以更快速落地 。 但这也给飞行员带来操作上的挑战 ， 他们需要控制飞机快速进行下降 。
调查员发现TK1951号航班的飞行员在降落程序的设定上开始得太晚了 。 航空公司通常会规定 ， 飞行员使用仪表降落程序 ， 客机在距离地面300米高时 ， 需要完成所有检查表程序 ， 并保持客机平稳飞行 。 然而事实上 ， TK1951号航班发生危险时 ， 客机的高度仅为140米 ， 飞行员还没有将检查表程序做完 。
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图4、波音737-800驾驶舱特写
【航空之家|波音737高度计上蹊跷的“-8英尺”，09年土耳其航空1951号航班空难】
TK1951号航班在最后的进近中 ， 飞行员的操作本来就已经落后于正常进度 。 无线电高度计故障导致的警报声 ， 又让飞行员分了心 。 然而以上这些原因并不会直接导致坠机发生 。
调查员查阅飞行数据记录时发现 ， TK1951号航班在坠毁前2分钟 ， 客机发动机就处于慢车状态 。 慢车指的是航空发动机能够保持稳定工作的最小转速状态 ， 正常情况下它不该在TK1951号航班当时的阶段出现 。 TK1951号航班直到最后发动机推力才被加大 。
TK1951号航班和BA38号航班事故不同之处在于 ， 前者在300多米高度时 ， 客机的电脑便进入了准备着陆状态 。 此时机载电脑会自动将发动机推力收回至慢车状态 ， 机头也会自动抬至拉平姿态 ， 这种情况只有在客机触地时才是正常的 。 异常的是TK1951号航班还没有来到跑道上 ， 客机就已经抬高机头放慢速度 。 这也导致客机逐步进入失速状态 。
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图5、TK1951号航班摔落在距离跑道1.5公里处
调查员发现客机的机载电脑主要控制两套系统 ， 分别是自动驾驶和自动油门控制 。 其中自动驾驶控制客机的方向和高度 ， 而自动油门控制决定着发动机的推力大小 ， 而且这两个系统独立作业 。 自动油门控制系统的数据源自无线电高度计 。
TK1951号航班客机的无线电高度计故障以后 ， 数据一直停留在-8英尺 ， 这也直接导致自动油门控制系统作出错误指令 ， 无线电高度计是整个事故的起因 。
波音737无线电高度计的发送和接收天线都位于驾驶舱下部 ， 其中有三根天线在坠机中被摧毁 ， 只有机长侧的一根天线尚好 。 调查员推测可能是天线某个部件故障或受到干扰导致错误读数 ， 他们检测保存完好的天线时 ， 并未发现问题 。 他们发现的异常是：这些部件并不是客机原装零部件 。
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图6、搜救队员和客机机头残骸
调查员从TC-JGE型飞机的维修记录发现 ， 它在一千多次航行任务中 ， 约有150次出现无线电高度计故障的情况 。 而且客机在事故前一年多时 ， 机载电脑还因故障被替换掉 ， 其中一次飞行中无线电高度计就一直显示-8英尺读数 。
TC-JGE型飞机高度计故障问题并不是突然发生 ， 而是早就有迹可循 。 土耳其航空的机务人员频繁的更换客机的天线和机载电脑 ， 但始终没有解决问题 。 事发时土耳其航空公司还拥有52架波音737-800型客机 。 全球航空业运营5千多架波音737型客机 ， 每天运输旅客量高达百万人次 ， 因此调查员必须尽快找出事发原因 。
调查员查阅整个土耳其航空公司的维修记录 ， 他们惊人地发现整个737-800机队因无线高度计故障问题报修235次 。 仅TC-JGE型的无线电高度计就维修高达16次！而且涉事客机最近两次的飞行中均出现无线电高度计故障问题 。 值得庆幸的是 ， 前两班的飞行员通过解除客机的自动油门而平安落地 。
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图7、客机残骸俯瞰图
TK1951号航班事故后 ， 世界其他地区的飞行员也开始报告机长侧无线电高度计的故障问题 ， 他们平安降落的诀窍同样是解除自动油门控制 ， 手动操纵客机 。 客机在运营过程中难免会遇到这样那样的问题 ， 而飞行员的价值则在于化解危险于无形 。
波音公司发现仅在2008年就收到2569份737-800客机无线电高度计故障问题 ， 但是这并没有导致灾难发生 ， 波音也对这个问题丈二和尚摸不着头脑 。 因此波音认为737-800的无线电高度计问题并不会构成安全威胁 ， 在实际运营中 ， 飞行员也都解决了这个问题 ， 然而TK1951号航班成为空难悲剧的注脚 。
调查员转而开始研究TK1951号航班飞行员的行为表现 ， 整个TK1951号航班的事故链也逐渐清晰起来 。 TK1951号航班进入降落阶段时 ， 飞行员将客机下降至下滑道中 ， 而当时由于无线电高度计故障的原因 ， 机载电脑控制油门自动收回慢车状态 ， 而此时三名飞行员均未察觉这一反常情况 。
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图8、客机的发动机散落在机身旁
阿勒桑机长虽然看到无线电高度计异常 ， 但是他忽视了这个问题 ， 并关闭了警报器 。 TK1951号航班按照管制员指挥进近 ， 他们必须同时操纵客机快速下降高度 ， 并降低飞行速度 。 飞行员们浑然不知的是 ， 他们已经在机载电脑的控制下进入了降落模式 ， 而且还在进行检查表程序 ， 没有人注意客机已经逐步落入失速状态 。
驾驶舱中警报此起彼伏的时候 ， 飞行员仍在关注于检查表进度 ， 客机距离地面的高度越来越小 。 当阿勒桑机长意识到危险 ， 并推至全油门时 ， 一切均为时已晚 。 TK1951号航班重重地拍在地面上 。 TK1951号航班事故也震动了波音公司 ， 后者也没想到高度计故障会引发致命空难 。
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图9、TK1951号航班事故报告
2010年5月6日 ， 荷兰安全委员会发布了最终的事故报告 。 报告将TK1951号航班事故的肇因归咎于多个因素 。 主要原因是飞行员无视警报的重要性 ， 次要原因包括无电线高度计故障 。
令人遗憾的时候 ， 截至TK1951号航班事故报告发布 ， 波音仍没有搞明白无线电高度为什么会失效 。 事故报告要求波音公司提升无线电高度计的可靠性 ， 波音公司要对自动驾驶仪和自动油门的使用做必要的修正 ， 并重申审查“失速方法”的程序 。 报告指出飞行员如何改出客机失速状态很关键 ， 定期的相关培训也很重要 。
事故报告同样提醒所有航空公司和飞行训练组织 ， 需要进行经常性训练计划 ， 其中就包括如何从进近阶段将客机改出失速状态 。 事故报告同样指出 ， 关于无线电高度仪故障的报告程序问题 ， 这种情况并不仅限于土耳其航空公司 ， 无法报告此类问题限制了安全计划的有效性 ， 这也导致航空公司和飞机制造商对风险的评估失真 ， 从而限制了他们控制风险的能力 。 因此事故报告建议各民航管理部门 ， 使航空公司意识到报告的重要性 ， 并确保严格遵守报告程序 。
后记：
波音737-800的无线电高度计故障问题 ， 充分暴露出波音应对问题的滞后性 。 从波音737MAX的系列空难来看 ， 他们并未从土耳其航空1951号航班的事故中汲取足够的教训 。
飞行员的强项并不应该是监视自动驾驶仪 ， 而是在面临问题时 ， 能够当机立断利用经验和知识去解决问题 。
TK1951号航班空难亦给航空业带来新的命题：现代客机是不是变得越来越复杂了？
1996年秘鲁航空的一架757客机的飞行员 ， 因无法解读客机的高度和空速之间的矛盾现象而坠机 ， 客机坠入大西洋 ， 并造成70人遇难 。
1995年波音757的飞行管理系统应该能引导客机在哥伦比亚卡利平安降落 ， 但是飞行计划临时变动 ， 飞行员就必须重新设置电脑系统 ， 然而飞行员输入错误的信息后 ， 客机撞上一座9000英尺的高山上 。 事故导致159人遇难 。
NASA目前也在研究整合式智能驾驶舱 ， 这个系统能帮助飞行员更加有效的使用客舱中的科技设备 。 科学家们发现 ， 最高的科技并不是取代飞行员的 ， 而是飞行员和机载设备更好的合作 。 波音和空客在处理人机交互方面截然不同 。 空客设计的客机更加依赖于自动驾驶系统 ， 空客的工程师认为自动驾驶能够避免人为疏忽 ， 即便是人操纵客机故意坠机 ， 机载电脑也不会答应 。 而波音则更加信赖飞行员的操作 。
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