2013年7月6日 韩亚航空214航班B777-200ER飞机下降低于下滑道撞击海堤事故(机组疲劳、CRM混乱、机组沟通交流不标准等)
2013年7月6日,韩亚航空214航班,一架波音777-200ER,注册号HL7742,在使用加利福利亚旧金山国际机场(SFO)28左跑道进近时撞上海堤。291名乘客中的3人受到致命伤害,40名乘客、12名空乘中的8名空乘和4名飞行机组中的1人受重伤。其余的248名乘客、4名空乘和3名飞机机组受到轻伤或没有受伤。飞机由于撞击而损毁并起火。214航班计划从韩国首尔银川国际机场起飞。美国国家运输安全局(NTSB)负责此次调查。
1事实情况
1.1事故经过
飞行机组和客舱机组的基地都在ICN。两名飞行机组(一个实习机长和一个机长教员)是主要机组。其它两名飞行机组(第二机长和第一副驾驶)是后备飞行员。此次航班是2天航班计划中第一班,准备在旧金山过夜。此次航班是实习机长的运行经历训练飞行。飞行计划显示预计飞行时间10小时24分钟。
如图1所示,实习机长坐在左座,是操纵飞机的飞行员(PF),负责操纵起落。教员(IP)作为责任机长,坐在右座,在起飞降落期间是监控飞机的飞行员(PM)。后备机长和副驾驶在第一段航班起飞过程中坐在客舱里。起飞后4小时15分,他们进入驾驶舱替换前面的两名主飞行员,并飞行了5小时15分钟,期间两名主飞行机组得以休息。

图1驾驶舱机组职责示意图
PF在询问中说自己在0938回到驾驶舱。后备机长说他告诉PF自己在FMC里输入了29左跑道的ILS/LOC进近,并且提醒他SFO进近期间管制(ATC)可能会指令飞机在高空高速保持一段较长时间。后备机长说PM在PF10分钟后回到了驾驶舱。
根据驾驶舱舱音记录器(CVR),0955:45,两名后备机组将飞机交给PF和PM,两名后备机组回到客舱。6分钟后,PF和PM讨论预期接收到目视进近的雷达引导。1042:28,PF做进近简令。在做简令过程中,PF提到了自动终端信息服务(ATIS),里面包含以下信息:28L和28R跑道目视进近可用,两条跑道的ILS下滑道不可用。PF说他在等28L跑道目视进近的雷达引导,然后他会用LOC来保持横向轨迹,截获LOC后,他会使用自动飞行控制系统(AFCS)来控制垂直轨迹。他说LOC进近的最低高度时460ft平均海平面高度(msl),他会设置3000英尺的复飞高度以防复飞。图2位SFO28L跑道ILS或LOCZ仪表进近程序的进近图。

图2 SFO28LILS/LOCZ进近图
1047:28,PF叫了下降检查单。PM确认指令并开始做检查单,检查单包括核实参考着陆速度(Vref)为132节。1047:54,PM说“检查单完成”。1112:33,后备副驾驶回到驾驶舱做到中间折叠椅上,作为进近和着陆阶段的观察员。当飞机飞向SFO时,管制许可飞机下降高度并雷达引导截获28L跑道的直接进近。
1121:49,加利福尼亚北部终端雷达进近管制(NorCal)的一名管制询问机组机场是否可见。PM回答“OK,跑道可见”。依据飞行数据记录仪(FDR)的数据,当获得进近许可后,飞机正在下降穿过6300英尺。飞机速度大约211节;襟翼和起落架收上;自动油门(A/T)接通在保持(HOLD)方式;自动驾驶飞行指引系统(AFDS)在飞行高度速度改变(FLCHSPD)俯仰方式和航向选择(HDGSEL)横滚方式。
1122:07,PF说“我准备截获航向道”,PM回答“是的”。1122:11,AFCS方式控制面板(MCP)上的LOC按压电门被按压,预位LOC方式,PM说“航向道预位”,PF回答“检查,可以目视进近。”1122:46,PF说“下个高度3100”,然后“可以目视进近”,PM回答“检查”。1122:48,MCP高度选择至3100英尺。1122:52,LOC截获,AFDS横滚方式从HDGSEL改变为LOC,后续航班中都保持在LOC方式。此时,飞机离跑道入口15.4海里,以210节速度下降穿过5300英尺。
1122:54,PM说“咱们缓慢下降到1800英尺吧,目视”,PF回答“好的好的,我会调定1800”。1123:02,MCP高度调至1800英尺,这是DUYET航路点的最低高度,这个点位于跑道外5.4海里并且是ILS/LOC28L进近的最终进近定位点(FAF)。1123:05,PM说“航向道截获”,PF回答“检查,襟翼1”,PM说“速度检查,襟翼1调定”,1123:11,襟翼手柄移动到襟翼1卡位,此时飞机正在以214节的速度下降通过4900英尺。1123:16,PF说“速度192调定”,MPC速度从212节改变为192节。
1123:17,当飞机距离跑道14.1海里以速度215节下降通过4800英尺时,此时垂直速度900英尺每分钟,NorCal管制员指令飞机减速180节并保持直到距离机场5英里位置。PM确认了指令。1123:31,PF说“速度180”,PM回答“检查”。1123:33,PF说“襟翼5”。大约3秒后,PM说了一句模模糊糊的话,MCP速度调定为180节。1123:42,PF说“襟翼5”,PM回答“速度检查”,然后“襟翼5”。1123:45,襟翼手柄移动到襟翼5卡位。
1123:50,飞机下降率减小到300fpm,PM说了句模糊的话。大约2秒后,MCP速度窗调定172节。1123:53,PF说“我正在下降。”PM回答“是的”。1123:57,AFDS俯仰方式变为垂直速度(V/S);A/T方式变为速度(SPD)方式;MCP垂直速度变为-900fpm。1123:58,PM喊出俯仰方式改变“V/S”,PF回答:“1000”。大约1秒后,MCP垂直速度调定-1000fpm,PM说“检查”。接下来31秒内没有机组见交流。
1124:32,当飞机离跑道9.5海里,以185节速度1000fpm下降率下降通过3900英尺时,观察飞机的后备FO(后续简称观察员)表示飞机应该保持180节直到离机场5英里,他说“5英里前180”,PM回答“哦,180”,观察员重复:“5英里前180”。1124:36,PF说“啊?”观察员又一次重复了NorCal管制员指令的保持速度,PF说“OK,5英里前180”。后续12秒机组间没有交流。
1124:51,当飞机以188节速度1000fpm下降率下降通过3500英尺时,PF指令放起落架。1124:53,起落架手柄移动到放下位,PM说“看起来有点高”。大约2秒后,PF说“是的”,PM重复道“应该有点高”,大约3秒后,PF说“你的意识是太高了吗?”PM的回复很模糊。1125:02,PF说“我打算继续下降。”1125:04,MCP垂直速度变为-1500fpm。接下来21秒没有机组交流。
1125:23,PM说了句很模糊不清的话。6秒后,他说“OK”。1125:31,PM说“1000”,MCP垂直速度调为-1000fpm。此时,飞机距离跑道6.3海里,正以178节速度1500fpm下降率下降通过2600英尺。
1125:36,NorCal管制员指令飞机联系SFO塔台(ATCT),PM同意指令。1124:43,PF说复飞高度为3000英尺,大约2秒后,MCP高度调为3000英尺。飞机在1125:46交叉DUYET,此时飞机以大约176节速度1100fpm下降率下降通过2250英尺。当飞机到达DUYET时,飞机在进近图所示的1800英尺最低高度上方450英尺。1125:55,飞机到达离跑道5海里位置,此时飞机速度174节下降率1000fpm,正在下降通过2085英尺。当飞机到达5海里点时,飞机高于3度下滑道正常高度400英尺。
1125:56,PM通知塔台管制飞机位置,但是没有立刻收到回复。大约5秒后,PF说“襟翼20”,PM回答“襟翼5”,然后“襟翼20”,1126:06,襟翼手柄移动到20位置,此时飞机速度175节,正以1000fpm下降率通过1900英尺。PF说“是的”。1126:10,MCP速度调为152节。大约2秒后,PF指令“襟翼30”,PM回答“速度检查襟翼30”。此时,飞机速度大约174节,大于襟翼30极限速度170节。
1126:25.7,AFDS俯仰方式变为FLCHSPD,A/T方式变为推力(THR)方式。AFCS开始使飞机减速到152节并爬升到MCP目标高度3000英尺。FDR记录的AFDS俯仰指令显示了一个轻微的油门杆角度增加和一个轻微的抬头。1126:28.3,PM说“襟翼30”。1126:29.5,PF说了句很模糊不清的话。在前面这两个时间点之间,1126:28.8,襟翼手柄移动到襟翼30位置,同时自动驾驶(A/P)断开。此时飞机局跑道3.5海里,速度169节,正在以1000fpm下降率下降通过1500英尺。
根据FDR数据,当A/T方式变为THR后被人工超控时,油门被向后移动,此时AFCS使油门杆前推。1126:33,油门移动到慢车位,A/T方式变为HOLD。在A/T方式变化后,1126:32.5,PM说“飞行指引”,在方式改变后,1126:34.0,PF回答“检查”。
在事后面谈时,PF说他考虑过按压FLCH按压电门来获得较大的下降率,但是他忘记自己到底按没按了。面谈时,3各机组都不记得看到主飞行显示(PFD)飞行方式信号牌(FMA)上由于选择FLCH方式导致的A/T方式变化。
1126:36,PM说“速度”,PF回答“目标速度137”。1126:38,MCP速度调为137节。此时飞机速度165节,以1000fpm下降率通过1300英尺。此时,机组应该能够清晰的看到精确进近轨迹指示(PAPI)灯;PAPI指示应该4盏白灯,表示飞机远高于PAPI2.98度的下滑道。
1126:40,PF指令“关闭飞行指引”,PM回答“OK”。根据快速读取记录器(QAR)数据,1126:43,左侧(PF的)的飞行指引(F/D)电门关,右侧(PM的)F/D电门保持开。后续记录中F/D电门没有变化。1126:44,PM说“太高了”,然后8秒内,飞机下降率从1000fpm增加到1500fpm,飞机距离跑道2.1海里,此时飞机速度大约151节,下降率1500fpm,正下降通过1000英尺无线电高度(RA)。此时飞机高于3度下滑轨迹对应的正常高度243英尺。PAPI指示为4盏白灯。
1126:59,观察员说“注意下降率”,PF回答“是的”。1127:00,PM通知塔台飞机在端五边上。1127:05,观察员又一次说“注意下降率”。此时飞机下降率达到了1800fpm。然后下降率开始减小,俯仰姿态开始变大。1127:06,PM说“可以着陆吗?”大于1秒后,一个机组说“下降率”。同时塔台允许飞机使用28L跑道着陆。1127:11,PM确认指令。
1127:14.8,飞机距离跑道1.3海里,此时飞机速度137节,正以1200fpm下降率通过500英尺RA。图3描述了最后40秒飞行剖面图,PAPI指示3白1红,表示略高于下滑道。油门杆慢车,发动机N1速度24%。1127:15.5,飞机自动喊话“fivehundred(500)”,大约1秒后,PF指令“着陆检查单”。
1127:16.8,飞机自动喊话“minimums,minimums(最低标准,最低标准)”。1127:17.5,PM说“着陆检查单完成,允许着陆”。1127:19.8,PM说“在下滑道上”,此时PAPI等2白2红,表示飞机在下滑道上。此时飞机速度134节(飞机以此速度保持了4秒),以1100fpm下降率通过400英尺RA。1100fpm大于保持轨迹所需的700fpm。1127:21.2,PF回答“检查”。接下来11秒没有交流。
1127:23.3,飞机速度下降到132节(Vref)。1127:24.1,飞机距离跑道1海里,高度331英尺RA,速度大约130节,下降率1000fpm,PAPI指示1白3红,表示飞机略低于下滑道。后续5秒内,飞机的俯仰姿态从2度增加到4度抬头姿态,然后保持了3秒。1127:31.0,飞机大约距跑道0.7海里,无线电高度219英尺,速度大约122节,下降率900fpm,PAPI指示4红,表示飞机严重低于下滑道。接下来5秒内,飞机的俯仰姿态增加到7度抬头,然后保持了3秒,然后继续增加。

图3 214航班最后40秒的飞行剖面
事后面谈中,观察员说当飞机下降通过500英尺RA时他看到PAPI指示2白2红。他回忆当飞机通过500英尺后他就从风挡看不见跑道或者PAPI灯了。PM说在500英尺RA时,飞机有点低,他看见1个白灯和3个红灯。PF说他在500英尺RA时看到1白3红PAPI指示,他回忆如果继续让PAPI变成4红的话,他的进近就失败了,这会让他很难堪。PF抬机头以避免轨迹过低。他说此时“出现了一些光线使他突然看不见东西了”,这时他的实现只能从窗户外转移到仪表。他说晕眩非常短暂,他能够看到速度带并注意到速度很低。PM说他没有看到任何明亮的光线。PM还说大约大无线电高度200英尺时,速度大约在120节;他看见4盏红灯并认为A/T可能不工作了。
1127:32.3,飞机自动喊话“twohundred(200)”。1127:33.6,PM说“太低了”,PF回答“是的”。1127:39.3,主警告音响起。此时飞机速度114节,离跑道0.45海里,无线电高度124英尺,下降率600fpm。1127:41.6,飞机自动喊话“onehundred(100)”。1127:42.8,PM说“速度”。不到1秒后,PM前推两个油门杆。1127:44.7,A/T方式从HOLD变为THR。1127:46.4,CVR记录了抖杆器触发。1127:46.9,FDR记录了进近期间最低速度103节。此时飞机无线电高度39英尺,距离跑道0.35海里,下降率700fpm,双发N1增速到50%,俯仰角增加到12度抬头。然后速度开始增加。1127:47.8,PM喊道“复飞”,1127:48.6,速度大约105节,抖杆停止。与海堤的最初撞击发生在1127:50,。此时双发N1增加到92%,速度大约106节。

图4 214航班的鸟瞰图
机场监视视频里显示,飞机撞击到海堤后机尾分离,飞机沿着跑道侧滑,机身后部抬起,使飞机产生30度低头。飞机逆时针旋转了330度然后发生第二次撞击并停在跑道左侧,位于初始撞击点大约2400英尺位置。飞机在1128:06全停。
2分析
2.1概述
飞行机组符合韩国规章和CFR14129部规章。调查没有发现任何行为或身体状况或酒精药物影响到机组的表现。
飞机满足重量和重心极限,飞机的认证、维护都符合KOCA法规和CFR14129部规章。调查没有发现撞击前任何结构或发动机或系统失效,飞机的AFCS系统也没有故障指示。
事故发生时间的天气条件也满足目视进近条件。空中交通管制员雷达引导214航班飞行跑道延长线,并且当飞行员报告机场可见时,管制员给了机组目视进近许可,此时的位置和高度可以进行正常的下降和进近。进近时给定的速度限制符合FAA程序,机组接受了此速度。最低安全高度警告(MSAW)系统符合FAA标准并且工作正常。
NTSB认为以下是不是此次事故的诱发因素:机组资质;机组身体状况或酒精药物;飞机认证和维护;撞击前的机构、发动机和系统失效;管制员的指挥。
当天的NOTAM表明由于施工改造28L跑道的下滑道不可用,并且机组了解这个情况。特定低能见条件下的进近需要下滑道提供电子垂直引导,下滑道对于各种天气条件下的进近都可提供帮助,但是下滑道对于目视进近不是必须的。飞行员在计划和执行进近时有许多其它的线索来帮助他们。飞行员经常基于距离机场或者导航点的距离和速度以及进近图上公布的穿越高度来计划下降。ND上的绿色距离弧和VNAV功能可以在最初下降阶段帮助飞行员。当飞机飞到跑道附近时,PAPI等和跑道道面可以提供额外线索。NTSB认为ILS下滑道不工作不能阻碍飞行员成功完成目视进近。
3结论
3.1发现
1、以下是不是此次事故的诱发因素:机组资质;机组身体状况或酒精药物;飞机认证和维护;撞击前的机构、发动机和系统失效;管制员的指挥。
2、虽然ILS下滑道不工作,但是没有下滑道不能阻碍飞行员成功完成目视进近。
3、飞行员在最初进近时没有管理好垂直剖面,导致飞机在5海里点时远高于下滑道,这增加了稳定进近的难度。
4、飞行员在最初进近时没有管理好垂直剖面,导致一段时间工作量增加,减弱了PM对于不小心断开自动驾驶速度控制时间段内的PF飞行操作的监控。
5、大约200英尺时,1个或更多机组意识到低速低于轨迹的情况,但是机组直到低于100英尺才开始复飞程序,此时飞机以及没有能力完成复飞。
6、机组处于疲劳状态,这降低了他们进近阶段的表现。
7、当机组在MCP上控制AFDS时PF和PM之间不标准的沟通和协调是由于角色混淆导致的(至少部分是)。这导致了机组对于AFDS和A/T方式的意识。
8、增加的工作量、疲劳和对于自动驾驶的依赖导致飞机缺乏对于进近时速度指示的监控。
9、机组的惊讶、不标准的交流和角色混淆可能导致机组较晚的意识到飞机高度和速度过低从而导致PM和PF复飞晚。
10、由于777AFDS的复杂性以及相关训练和手册的问题,PF没有正确认识到自动驾驶飞行指引系统和自动油门是如何控制速度的,这导致他不小心断开了自动速度控制。
11、如果在进近阶段自动油门自动接通(唤醒)功能或者类似的系统可用的话,它可以在撞击前20秒启动自动油门并增加推力,从而避免此次事故。
12、由在此次事故中发现的问题和在FAA与EASA进行787认证过程中发现的问题,对777自动飞行控制系统进行回顾可以发现一些设计层面的改进措施。
13、如果PM在实际运行中进行训练时,他应该对他所监管的训练飞行员进行必要的干预以保证飞机飞行轨迹的有效管理。
14、如果韩亚航空不允许在目视进近时PM一侧F/D开的话,PM有可能会关掉两部F/D,这样就可以纠正不小心关闭自动速度控制的错误了。
15、韩亚航空应该鼓励飞行员在进近的最后1000英尺人工操纵飞机,这样可以提升机组应对机动动作改变的能力,这种机动操作在大机场很常见,还可以使机组在苛刻条件下更容易建立稳定进近。在此次事故中,操纵飞机的飞行员可以在意识到速度正在下降时使用俯仰配平并且增加推力来保持速度。
16、文字式的低能量警告可能会帮助此次事故中的飞行员从意外的低能量情况中成功改出。
17、当右2门起火后,乘务员恰当的进行了紧急撤离。PM对于紧急撤离指令的延迟下达和分心与困惑有可能导致延误了90秒才开始紧急撤离。
18、坐在41B和41E的旅客在着陆期间没有系安全带,并且在飞机多次撞击导致的晃动中从断裂的飞机尾部被甩出。如果这两名率系好安全带的话,他们也许会留在客舱中且幸存下来。
19、坐在42A的旅客在着陆期间系好了安全带,飞机在最后撞击时脱离的左4门撞到她身上使她严重受伤。
20、事故中的撞击使乘客被甩向前面并且承受了强大的横向向左的力,这导致乘客严重受伤,其中包括大量乘客左侧肋骨骨折和1人头部左侧受伤。
21、此次事故中大量高胸段脊柱严重受伤的原因未知。
22、右1门和右2门的滑梯释放和充气是由于撞击产生的过载引起的,这个过载远超过设计认证极限。
23、关于机场消防部门和消防员使用可以刺穿人皮肤的飞机结构刺穿工具快速进入飞机内部时有可能会伤害到乘客的问题,需要明确的指导方法以解决这种担忧。
24、医疗救护车辆没能有效的融合在旧金山国际机场每月的例行演练中,这导致在事故初始响应时操作的不熟练以及救护单架被延迟送到重伤乘客那里。
3.2可能原因
NTSB认为事故可能原因为机组目视进近中对飞机下降的错误管理、PF意外关闭自动速度控制、机组对于速度监控不当和当机组意识到飞机低于下滑道和速度极限时没有及时进行复飞。其它因素还有(1)波音文档和韩亚航空机组训练中对于复杂的自动油门和自动驾驶飞行指引系统不恰当的描述有可能增加了方式错误。(2)机组对于使用自动油门和自动驾驶飞行指引系统中的不标准的交流和沟通。(3)PF对于目视进近的计划与执行的不恰当的训练。(4)PM/飞行教员对于PF不恰当的监控。(5)机组疲劳可能降低了他们的表现。