2009年2月25日 土耳其航空TK1951航班B738-TCJGE飞机进近失速坠毁事故
2009年2月25日,土耳其航空TK1951,一架波音B737-800,飞机注册号TC-JGE,从土耳其的伊斯坦布尔前往荷兰的阿姆斯特丹国际机场。飞机在阿姆斯特丹机场18R进近过程中,坠毁于距离入口1.5公里附近。机上载有3名飞行机组、4名乘务组和128名乘客,其中3名飞行人员、1名乘务人员以及5名乘客遇难,另外3名乘务人员、117名乘客受伤。荷兰DSB负责此次调查。
1事实情况
TK1951航班于当地时间08:23从伊斯坦布尔起飞。本次飞行为监视下航线飞行,左座机长为飞行教员,右座副驾驶为PF,另一名副驾驶为飞行安全员。右座使用自动驾驶及右部飞行指引飞行、左座使用左部飞行指引。飞行数据记录器显示飞机起飞后不久爬升至400英尺高度附近,左部高度表曾出现错误。
进近简令阶段(09:30:08-10:15:01)
该段通话开始于副驾驶执行进近简令,结束于LVNL空管发布的相关航向、高度、速度等指令。
09:53:08,在高度FL360飞越德国空域时,副驾驶开始执行进近简令,简令中包含了阿姆斯特丹机场使用跑道18RILSI类精密进近、使用的标准进场程序、机场能见度3500米且预期下降至2500米以及采取复飞的决断高为200英尺等相关内容。飞机下降高度过程中,由东向西进入荷兰管制空域。
10:04:09机组联系阿姆斯特丹区域管制,机组接到继续下降、调整航向指令以及预计使用18R跑道着陆等信息。随后机组再次收到速度、高度、航向、飞越导航点等指令。
起落架告警(10.15:02—10.22:37)
开始于进近通话,期间四次触发起落架音响警告。此阶段结束时,TK1951航班处于航向265度,高度2000英尺,襟翼1。
10.15:02,机长联系进近并报告飞机速度250节,正在向高度FL70下降,此时飞机位于SchipholTMA1机场终端区。当飞机位于Flevoland上空时,管制指令飞至Spijkerboor后继续下降高度至FL40,随后在18R跑道建立盲降进近。当飞机处于高度FL84与FL82之间时,在接收到管制指令同时,驾驶舱内可以听到起落架警告音。短暂中断后,警告音持续了大约1分30秒。随后机长报出“高度表”。10.17:11,警告再次触发并持续2秒。之后,机长说道“起落架”,1分30秒后音响警告再次响了2秒。根据FDR数据,告警期间机长一侧的PFD上显示无线电高度为-8英尺。随后TK1951接到指令下降至2000英尺。10.19:42,机组接到管制指令左转航向265度。40余秒后,机长联系机场地面代理说明了旅客数量,并获得了停机位信息。10.22:00左右,飞机截获2000英尺高度,15秒后副驾驶喊话襟翼1,机组执行襟翼1并通过MCP板调速195节。此时自动油门的模式为MCP速度(插入)模式。
五边对正以及起落架着陆形态警告(10.22:38-10.24:08)
该阶段开始于接到管制指令航向210度以及进近许可。起落架音响警告再次响起。此阶段结束时,飞机起落架处于放下位、襟翼为15。
10.22:38,机组接到管制指令,继续左转至航向210度,可以盲降进近。此时,飞机仍然位于SchipholTMA1终端管制区。
飞机从土耳其起飞后,右部自动驾驶和自动油门始终处于正常状态。机组试图接通两部自动驾驶采用双通道进近。这使得在左部自动驾驶未能接通的情况下右部断开,随后右部再次接通,之后机组没有再次尝试接通左部(自动驾驶)。
10.23:34,飞机调速至170节、选择襟翼5,9秒后起落架警告音响持续5秒左右。FDR数据显示,机长一侧PFD上显示无线电高度-8英尺。随即起落架放下,机组调速160节并选择襟翼15。飞机减速趋势,但速度依然偏大。此时,飞机位于SchipholCTR管制区。
10.24:09—10.24:23,此阶段开始于飞机截获航向道,随后飞机由2000英尺下降并截获下滑道。推力自动收至慢车位,自动油门飞行模式提示变更为“拉平”。
10.24:09,机长宣布截获航道。由于飞行控制计算机“进近”模式预位,飞机开始自动截获航道。当时飞机虽切入跑道轴线延长线,但高度为2000英尺高于下滑道。飞机此时速度约为175节、减速趋势,距跑道头约5.5海里。随后,PFD中的坡度杆消失。
10.24:19,驾驶舱传来音响警告,机组未就此作出反应。
为了让飞机更快下降,机组选择了更低的高度和垂直飞行轨迹的另一模式。机组通过MCP板,首先是调整高度至1200英尺,随后是700英尺。随后机组选择了V/S方式,并使用1400英尺/分钟的下降率从上方截获下滑道。当V/S下降方式调定后,左右两部PFD上,飞行模式中显示的自动油门变为“回收”。由此导致推力手柄自动收至慢车位。(V/S方式调定后)下降开始时,飞机速度约为168节。
截获下滑道信号以及执行着陆检查单
10.24:24—10.25:22,此阶段开始于Schiphol塔台通话。飞机截获下滑道。此阶段结束于,飞机襟翼40到位,着陆速度设置为144节。
10.24:24,根据进近指令,机组联系Schiphol塔台。12秒后,在机长联系塔台前,飞行安全员报告飞机左部高度表故障。机长证实故障。10.24:46,飞机在1300英尺截获下滑道。随后,机长一侧PFD中的飞行指引姿态杆消失。期间,因飞机采用V/S方式下降,速度在减至158节后,再次增至169节,随后再次下降,与此同时,飞机截获18R下滑道。飞机选择截获下滑道速度为160节。
10.24:48,机组收到塔台发出的18R着陆许可。在机长复诵指令后,TK1951航班没有与管制进一步通话。机长通报飞机穿越高度1000英尺。10.25:10,距地面900英尺高度,襟翼40调定。随后,(为达到更好的减速效果)机组时间减速板,减速板手柄在预位与伸出位之间来回移动,同时减速板“预位”绿灯与“非预位”琥珀灯交替闪烁。最终,飞机在800英尺高度,飞机襟翼40到位且速度144节。
10.25:17,机长说道“yes,notinchecklistcompleted”,接着他开始罗列着陆检查单各项内容,副驾驶不得不应答证实他们已经正确执行。与此同时,飞机自动驾驶自动配平,飞行安全员通报,接到客舱通知,已准备好着陆。
空速掉至调定空速之下
10.25:23—10.25:46,空速掉至调定空速144节之下。飞机下降至500英尺,距跑道入口约2.5海里。
10.25:23,在高度约750英尺附近,飞机速度掉至调定空速144节之下。在着陆检查单最后一项执行前,在飞机穿过500英尺高度时机长通报高度500英尺,副驾驶证实后,按程序开启着陆灯。着陆检查单最后一项为检查确认乘务组已提醒乘客必须在座位上做好并系上安全带。机长要求飞行安全员进行提醒,飞行安全员很快执行指令。在预计落地前1分钟,飞机高度低于500英尺,速度约110节。
触发抖杆
10.25:47—10.26:03,该阶段开始于触发抖杆,结束于飞机失事。
10.25:47,在距地面约460英尺高度,触发抖杆。飞行安全员提醒速度过小。
油门随后推至中间略多,但随后因自动油门作用,再次油门收至慢车位。抖杆触发后,机长立即喊话并接管飞机。此时,速度约107节,飞机仰角约11-12度。飞行安全员两次提醒速度。
10.25:50,在推力手柄处于慢车位的情况下,一名驾驶员主动断开了自动油门。1秒后在高度420英尺,自动驾驶断开、驾驶杆顶杆向前。在自动驾驶断开后4秒,抖杆停止并在2秒后再次触发。此时,飞机姿态减至水平面下8度。
10.25:56,推力手柄推至最大推力。从推力手柄保持最大推力位到飞机触地,发动机获得全部推力不足4秒。
近地警告系统多种告警被触发,10.25:57触发下降率大,紧接着是拉起飞机机头告警以及风速、风向的急剧变化引发的警告。随后,在距18R跑道入口约1.5公里处,飞机撞击地面。10.26:02,FDR中最后记录的数据显示,设备停止记录前,飞机姿态达到22度,左坡度达到10度。
在这起事故中,有4名机组成员,其中包括3名飞行人员,以及5名乘客死亡,3名乘务员和117名乘客受伤,6名乘客未受伤。
2分析及结论
2.1航道和下滑道截获
由于机组在2000英尺高度执行航向210度指令后,根据PFD上航道和下滑道的特定位置以及ND显示的航迹线,机组可以发现飞机将从上方截获下滑道。
机组在飞机截获航道前开始调整飞机进近构型,即起落架放下和选择襟翼15。这些动作的执行通常应发生在飞机截获航道、下滑道信号在PFD上显示并移动之后。这说明机组意识到截获航道后,飞机将位于下滑道上方。根据土耳其航空的手册规定,盲降进近时,着陆检查单应在起落架放下、选择襟翼15后完成。机组在随后的进近阶段执行完成着陆检查单,延迟的原因不得而知。当然,着陆检查单延迟执行,也可能是,机组为使得飞机从上方能截获下滑道,不得不附加动作并持续监控造成的。
根据土耳其航空的飞行程序,当下滑到信号显示于PDF和截获下滑道信号时,PM(本次事件中为机长)应进行喊话。在驾驶舱语音记录显示,机组未执行此类喊话,而在对应本应执行这类喊话的时间段,机长却在联系空管。
在飞机采用V/S模式截获下滑道的过程中,机组在联系空管的同时,还忙于监控下滑道截获。截获下滑道9秒后,第一副驾驶报告复飞高度调定。9秒后,机长报告通过1000英尺。事实上,根据土耳其航空的程序,由于未建立稳定进近,此时机长应执行复飞。在选择襟翼40后,第一副驾驶喊话“证实”,随后机组数次预位刹车、空速调至144节后。根据现有数据,无法判断是由机长或是副驾驶进行的减速板操作。需要补充提及的是,机长在说道“检查单中无此内容”后,开始执行着陆检查单。
最终结论是,2000英尺高度截获航道并从上方接近下滑道,使得机组为了截获下滑道不得不增加一些列的动作,这不仅增加了机组的工作负荷,而且使得着陆检查单最终在晚于SOP规定时间的下一进近阶段完成。
2.2执行着陆检查单
土耳其航空的运行手册规定,检查单的各项内容不仅要边读边做,而且必须在执行后进行全部动作的附加检查。
根据前述,基于进近时从上方截获下滑道对机组动作的要求,使得完成着陆检查单的时间推后。执行着陆检查单的指令应由作为PF的第一副驾驶负责发出。然而,根据截获下滑道前后机组所进行的工作(联系塔台,选择复飞高度,1000英尺报告高度),第一副驾驶似乎并未在此时提出执行着陆检查单。驾驶舱话音记录显示,机长在低于1000英尺高度才意识到飞机未建立着陆形态,未完成着陆检查单,随后,机长自行执行了本应由PF进行的襟翼40的喊话及动作。
由于检查单中各项内容的重要性,第一副驾驶须对很多项目进行核实。这在一定程度上分散了他们的注意力,影响了他们对飞机航迹和速度监控的主要工作。
检查单的最后一部分是检查机组人员是否就坐,这项工作通常发生在着陆前12-15海里(约5分钟)。没有人执行这项指令,驾驶舱记录中未发现未执行这项指令的原因。
2.3 ILS进近期间的减速
根据以上机组动作,从2000英尺高度开始下降到从上方截获下滑道,直至触发抖杆,共用时100秒。期间,空速持续减少。在减速期间,根据驾驶舱语音记录,没有迹象表明机组成员发现以下情况可能出现的问题。
约2秒后,在选择V/S模式后,FMA中自动油门由MCPSPD切换并保持在RETARD状态。
约60秒后,选择襟翼40后,通常选择附加推力以便飞机保持在下滑道上。然而,由于“慢车拉平”模式的持续有效直至进近最后,使得飞机推力始终处于慢车位。
85秒后,在空速掉至所选目标速度之下的抖杆前15秒,飞机已增至超出正常进近姿态5到10度的异常状态。
90秒后,抖杆前9秒,PFD上的速度带速度指示由白色转为琥珀色并开始闪烁。
此外,PDF上的速度带依然显示了速度低于目标速度并接近失速速度。
对于减速期间机组未发现上述指示异常的貌似合理的解释是,在最初的75秒中,机组根据(空管)指令,通过自动飞行控制飞机下降至下滑道、同时减速选择襟翼15,随后襟翼40。在这看似正常的75秒时间里,而事实上,飞机却正在丢失高度和速度。
2000英尺高度时,机组使用V/S方式下降,FMA显示“拉平”模式。对于机组来说,未能注意到FMA上的信息是完全有可能发生的。90年代的研究表明,飞行员并不持续关注FMA上现实的信息。调查结果显示,当前的FMA设计不支持飞行人员进行充分的监控,也无法促使人员具备建立当前飞行模式的感知意识的良好基础。机组无法从现有的训练、手册、FMA设计找到解决由左部无线电高度表引发的推力手柄收至反方向的问题。机组本应在75秒后意识问题的严重性,但在整个100秒中没有丝毫改观。
我们并不清楚,在进近的最后25秒时间里,机组为何没能意识到异常的减速状态。期间空速先减至低于MCP板目标速度,随后低于Vref直至触发抖杆警告。
在飞机低于速度低于目标进近速度后,随即飞机姿态上仰,速度块闪烁,与此同时机组正在执行着陆检查单以及相关动作。左右座均忙于检查所有的动作是否完成,即便负责提醒的飞行安全员也分散了精力,没有发现飞机姿态、速度的异常。
2.4改出程序
根据737-800QRH中的失速改出程序,一旦发现时速,推力手柄必须立即前推至全推力。
触发失速警告时,作为PF的右座副驾驶应执行改出程序选择推力。根据FDR数据,抖杆后1秒内,推力手柄前推;与此同时,右座副驾驶一侧驾驶杆前杆。
FDR及驾驶舱记录仪数据显示,抖杆发生2秒后,当副驾驶前推推力手柄至半程位置并向前顶杆时,机长喊话“我操纵”接管飞机,随后推力手柄停止移动。
抖杆后,很可能是副驾驶快速增加推力,从副驾驶快速的顶杆动作来看,很可能也是他最先增加推力。极有可能的情形是,机长发出“我操纵”的指令接管飞机后,副驾驶被迫停止增加推力以及向前顶杆。
根据FDR数据,在机长接管飞机时,自动油门在1秒内控制推力手柄移至慢车位。自动油门随后断开,但之后7秒内,推力手柄均未前移离开慢车位。我们无法确切断定,当飞机姿态减小的这一时段,机长是否手扶油门杆。从触发抖杆至油门杆推至最大共用时9秒。FDR数据显示,油门杆在推至半程、随后回到慢车位停留7秒时间后,重新前推增加推力已无法充分执行改出程序。
在触发抖杆后,机组在未先断开自动油门(进近失速改出程序中未提及)而前推油门杆,证明机组面临前所未有的“系统意外”。机组在油门杆已人工前推的前提下,认为在当时的飞行阶段自动油门应可维持正常模式,但是“慢车拉平”模式将油门杆再次拉回慢车位。
抖杆触发5-6秒后,已截获下滑道的右部自动驾驶脱开,并开始增加飞机姿态以便补偿速度损失获取足够升力。
在最后2秒,飞机姿态超过临界迎角并失速,当时迎角约20度。由此飞机在距地面400-500英尺高度达到失速状态。
自动驾驶断开后,机组人员全部注意力均集中于控制时速状态下的飞机。机长前推驾驶杆以便减小飞机姿态和迎角,此时,油门杆仍然处于慢车位。飞机姿态开始减小并加速下沉。飞机姿态减小后,抖杆解除约2秒。当时机长也曾试图向后带杆增加飞机姿态和迎角,并同时选择全推力。随后抖杆再次触发并直至最后。
根据波音测试分析结论,当飞机进入失速后,由于高度损失,飞机至少需要500-800英尺高度方可从失速中改出。当这驾飞机进入失速状态时,距地面高度仅400-500英尺不足以从失速中改出。
由此结论是,机组在执行进近失速改出程序时,没有提前前推油门杆至全推力。模拟机测试显示,如果机组能够正确执行改出程序,触发抖杆后立即前推油门杆至全推力,应该能够成功改出并恢复正常飞行。
2.5结论
此次事故航班中,当机组接通右侧自动驾驶使用仪表着陆系统进近时,左无线电高度系统在左主飞行显示上显示了一个错误的-8英尺的高度。这个-8英尺的错误数值引起了自动油门激活了收回拉平方式,收回拉平方式下,两台发动机的推力都减小到一个最小值(进近慢车),以准备着陆的最后阶段。根据空中交通管制员给机组提供的进近航向和高度,飞机在距离跑道入口5.5海里处截获了航向道,导致下滑道必须从上面截获。这掩盖了自动油门已经进入了收回拉平方式的事实。另外,这还增加了机组负荷。当飞机通过1000英尺时,进近已经不稳定,机组此时应该进行复飞。右套自动驾驶(使用右部无线电高度表)跟随着下滑道信号。随着速度持续下降,飞机的俯仰角不断增加。机组直到抖杆都没能发现速度在下降以及俯仰角在增加。后续的机组也没有恰当的执行接近失速改出程序,从而导致飞机失速并坠毁。