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第一部分 运输航空
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第二部分:通用航空
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第三部分:飞行宝典
1.2.46 2008年12月20日 美国大陆航空波音B737飞机丹佛国际机场偏出跑道事故调查报告(强侧风+信息不全+高压力+模拟机训练模式缺陷)

20081220日 美国大陆航空波音B737飞机丹佛国际机场偏出跑道事故调查报告(强侧风+信息不全+高压力+模拟机训练模式缺陷)

20081220日(美国山区标准时间,下同),美国大陆航空公司的波音737-500 /N18611号机执行按照联邦规章14法规121部运行的由丹佛国际机场飞往波士顿乔治布什机场的国内客运1404航班,18: 18左右由克罗拉多州丹佛国际机场34R跑道起飞时,向左偏出跑道并起火。飞机上共有110名乘客,机长与5名乘客受重伤,副驾驶、2名乘务员和38名乘客受轻伤,一名乘务员和67名乘客(包括3名怀抱儿童)没有受伤。飞机严重损坏事故发生时天气符合目视气象条件,伴有强的西阵风。机组按仪表飞行规则运行。

NTSB认为导致事故的可能原因是:当飞机偏出跑道4秒前,飞机遭遇到强烈的侧阵风,机长没有及时的蹬方向舵保持好方向,导致飞机偏出,这与机长受到的训练与经验有关。

促成因素有: 1)空管系统与飞行员有关风的信息交流不畅;2)由于模拟机阵风训练模式的缺陷导致航空公司对机组的训练不足。

这篇报告讨论的安全问题包括机组的操作、训练和经验;空中交通管制员关于风的信息的获得与发布;跑道的选择与使用;机组侧风操纵的训练;模拟机训练模型;侧风飞行的指导原则与限制;机组座椅的认证与检查;厨房锁。

1 事实信息

1.1飞行过程

20081220日(美国山区标准时间,下同),美国大陆航空公司的波音737-500/lN18611号机执行按照联邦规章14法规121部运行的由丹佛国际机场飞往波士顿乔治布什机场的国内客运1404航班,18: 18左右由克罗拉多州丹佛国际机场34R跑道起飞时,向左偏出跑道并起火。飞机上共有110名乘客,机长与5名乘客受重伤,副驾驶、2名乘务员和3 8名乘客受轻伤,一名乘务员和67名乘客(包括3名怀抱儿童)没有受伤。飞机严重损坏。事故发生时天气符合目视气象条件,伴有强的西阵风。机组按仪表飞行规则运行。飞行员大约17: 00到达丹佛机场(事故航班计划起飞时间前一小时)。据机长描述,他向大陆航空运营协调员领取了放行手续并对飞机做了飞行前外部检查,同时副驾驶做了飞行前驾驶舱安全检查。根据飞行员们的陈述,机长来到驾驶舱后,他们作了例行的飞行前准备,包括相关的检查单,并将装载信息输入飞行管理计算机(FMC)。当他们完成这些工作后(据CVR记录大约在18:04),副驾驶向丹佛机场机坪管制员申请推出,并告知收到了机场自动信息服务(ATIS)的离场信息通播“C”。机坪管制员同意推出到西滑行道。

飞行员们描述他们滑行到34R跑道前一切正常,大约18:12,丹佛地面管制指令机组守听丹佛塔台本场管制频率等待起飞许可。18: 14: 27,丹佛塔台指挥机组进34R跑道并等待(为了和之前18: 14: 20在同一条跑道起飞的飞机拉开间隔)。机组滑进跑道并等待,并在等待时完成了起飞前检查单。根据CVR记录,18: 16: 16,机长问副驾驶“现在风怎么样?”副驾驶回答“看起来是有一些风。”机长说: “对,看那些云在移动。”

18: 17: 26,丹佛当地塔台告知机组风向270,风速27节,起飞后航向020,并发布了34R跑道起飞许可。(在书面报告中,两个飞行员都写到: 虽然塔台报的风速比通播中报的11节大,但是在公司规定的无污染干跑道起飞最大侧风的标准33节之内。)副驾驶回答收到起飞指令,当他们开始滑跑时,机长提醒副驾驶“好的…左侧风,2 7节’调整到90.9 (N1)。”

    18: 17: 49 CVR开始记录到发动机声音变大。据机长描述,当飞机加速时,机长把注意力由油门转到外部目视参考上,保持飞机沿跑道中心线滑跑,同时根据访谈记录,副驾驶说按公司要求,副驾驶的主要注意力在监控发动机仪表上。18: 18: 04,副驾驶通知机长推力已设定在90. 9。当调定推力后,副驾驶的注意力转移到空速表上,以便能做标准的空速喊话,第一个喊话点在空速100海里。

根据FDR记录,飞机最开始时是沿着跑道中心线加速滑跑的,机组逐渐增大右方向舵脚蹬输入量,驾驶杆、盘及相应舵面都在中立位置。18: 18: 07,飞机加速到大约55节,飞机的航向开始向左偏,大约2秒后FDR记录到一个最大达到88%行程的右方向舵脚蹬输入量。紧接着在18: 18: 09.75,右方向舵脚蹬输入量大幅减小到15%行程。几乎在机组大右舵输入同时,FDR开始记录到驾驶盘左转输入,飞机机头向右偏转;但是在18: 18: 10,当飞机加速到85节时机头开始反向以每秒1°的速率向左偏。这个向左的偏转持续了两秒,并伴随着再一次的大幅度的右方向舵脚蹬输入,18: 18: 11.75,右方向舵脚蹬输入量达到72%行程,此时飞机速度超过90节,18: 18: 13.25,方向舵脚蹬输入量减小到33%行程。当18: 18: 12机组第二次蹬大右舵时,飞机大概有一秒钟向左偏转的趋势减缓,接着机头又向左快速的偏转。不到一秒钟(18: 18: 18.25)后,右方向舵脚蹬突然放松(一秒后到达中立位)。 18: 18: 13.5, CVR记录到一名飞行员惊叫“天哪”,18: 18: 13.6, FDR记录到驾驶盘左转输入(符合左侧风起飞的技术要求)变为向右转输入(18: 18: 14时通过中立位)。尽管飞行员在18: 18; 19.25时向右稍微蹬了一点舵,当飞机猛转向左时,FDR没有记录到任何起实质作用的右方向舵脚蹬输入。图1显示的曲线包括: 当时的估计风速、FDR记录的飞机航向、方向舵脚蹬位置、起飞滑跑时飞机横向加速度。


18: 18: 15, CVR记录到副驾驶说:“哦(感叹词)。”19: 18: 17当飞机离开跑道时CVR开始记录到背景噪音逐渐增强。18: 18: 21,机长宣布中断起飞。FDR数据显示发动机功率下降并且开始刹车。飞机离开跑道大约3秒后反推开始伸出。 调查显示飞机在距34R跑道入口端2600英尺处偏出跑道,穿过了WC滑行道和机场场务路,停在了丹佛机场4号救援消防站北面,停下来时飞机的航向为3150(见图2).当失去电力时飞机仍以大约90节的速度在移动,FDRCVR停止记录时间为18: 18: 27。对机组与乘客的访谈和现场证据证实,当穿过坑洼的地形时,飞机曾经离地,当飞机重新回到地面时,造成了较大的震动与冲击。

据机长描述,当飞机偏出跑道时,他随即执行中断起飞程序,机组“一直在努力操控飞机”。两名飞行员都提到在飞机停下前曾有一些“非常痛苦”的冲撞。在飞机停下后的12分钟内,两名飞行员都有一些眩晕或“昏迷”,没有立即起来离开驾驶舱。副驾驶说他听到了客舱有一些声音,他想作一个机组广播但没成功,因为驾驶舱里一片漆黑。随后飞行员离开驾驶舱,机组、乘务组和一些搭乘飞机的飞行员帮助所有的旅客撤离了飞机,副驾驶和一名搭乘飞机的机长最后离开飞机。

    访谈期间,机长告诉调查人员,起飞初始滑跑是正常的,“相对平稳,飞机无振动和摆动。加速大约90节,觉得飞机尾部滑向右并且机轮失去抓地力。感觉跑道滑或强阵风或者是两者的组合”。就像“有人用手把飞机扳到了左边”。机长说他向右蹬方向舵到底试图制止飞机左偏,但飞机继续冲向左侧的跑道边灯。飞机接近跑道的边缘,机长试图用转弯手轮操纵飞机向右,但没有成功。

副驾驶表示,他当时正在监控飞机的推力设置和加速情况和准备100节的喊话。速度大约90节时,副驾驶向外看了一眼,注意到“飞机稍偏左,但是我们好像正向右修正”。然后,“飞机突然左偏大约30度,机尾向右,机头朝向跑道左侧”。

1.2 伤亡情况

1.3飞机损坏情况

飞机损坏严重并起火。

1.4 其他损害

一个滑行道灯固定装置和多个机场勤务道上的绿色反光杆损坏。


1.5.1机长

机长,50岁,1997115日受聘于大陆航空,曾担任大陆航空DC-9、波音737757 /767飞机的副驾驶,事故发生前大约14个月成为波音737的机长,拥有737 /757/767机型的多发航线运输类飞行员(ATP)执照。最后一次航线检查在2008414日完成.最后一次复训和熟练检查在2008109-11日完成。记录也表明:机长已经成功地完成了2004/2005的大陆航空公司波音737的持续认证复训大纲,其中包括至少一个在35节正侧风条件下的起飞和降落。机长拥有美国联邦航空局(FAA) 2008916日签发的空勤人员一级体检证书,没有飞行限制。机长自1979年参加美国海军开始飞行,1993年退役时大约有4500小时的飞行经历。事故发生时,机长总飞行小时大约13100小时,其中737的飞行小时大约6300小时。记录显示机长在事故发生前12个月飞行915小时、30天飞行81小时、24小时内飞行4小时。

美国国家运输安全委员会(NTSB)对于事故机长的飞行技术情况询问了大陆航空的一些与机长一起飞行过或为机长培训和进行航线检查时飞行员。事发航班的副驾驶以前也和机长一起飞行过,他说很享受与机长一起工作的过程,称赞机长的机组资源管理、威胁和差错管理、技术和沟通能力。当被问及对比其他一起飞行过的飞行员,并按110分范围对事发航班机长的飞行技巧进行打分,副驾驶给机长9分,并且称机长非常称职。另外两位与机长一起飞行过的副驾驶说机长是大陆航空机长的典型代表,其中一个人说机长是“按照规章飞行”的,与机长一起飞行很愉快。一位航线检查员说大约8个月前与机长一起的那次航线检查飞行是“一个正常的飞行。”大陆航空和FAA的记录显示,事发航班机长无任何不良训练和飞行记录。美国国家驾驶员登记系统中也没有关于机长的不良记录。

1.5.2副驾驶

副驾驶,34岁,于20073月被大陆航空聘为737的副驾驶,持有DHC-8737的多发ATP执照,最后一次航线检查在2008929日完成,最后一次复训和熟练检查在2008121日和2日完成。副驾驶持有2008312日有效的一级FAA飞行员体检证书,没有飞行限制。

副驾驶于1994年在北达科他大学开始飞行,19985月毕业后,他留在大学当了一年的飞行教官。19996月,副驾驶被Horizon航空公司聘为DHC-8飞机的副驾驶。事故发生时,副驾驶总飞行时间大约8000小时,包括737机型的1500小时。在事故发生前飞行时间为12个月918小时,3034小时,24小时4小时。

NTSB就事发航班副驾驶的飞行技术情况询问了与事发航班副驾驶一起飞行过或为副驾驶培训和进行航线检查的飞行员。事故发生前事发航班机长与副驾驶一起飞行过,并且相处得很好。机长认为副驾驶属于公司中排名前10%的副驾驶之一,并且沟通能力很好。一位模拟机教员和检查员说在最近一次检查中该副驾驶给他留下很好的印象。一名与该副驾驶在事故前2个月一起飞过的机长称他专业、机警、机敏、细心,“在很多方面有高水平表现”。另一位与该副驾驶飞行过的机长说他是公司排名前5%的副驾驶之一,并指出“与(该副驾驶)一起工作是让人感到愉快的。”

大陆航空和FAA的记录显示,事发航班副驾驶无任何不良训练和飞行记录。美国国家驾驶员登记系统中也没有关于副驾驶的不良记录。

1.5.3飞行员近期情况

事故前四天机组开始配对飞行,机长刚刚结束假期,感觉良好。副驾驶事故前两个星期无任务。副驾驶受喉咙痛的困扰睡眠不好,希望能休息。但他不认为影响了自己的能力。

1.6 飞机情况

    事故飞机,序号27324,由波音公司于19946月制造。根据大陆航空的纪录,事故发生时飞机总飞行小时大约40541,总循环约21511。飞机配备两台CFM56-3B1涡扇发动机。左发总使用小时数约39092,最后一次检修后使用小时数约800,右发发动机总使用小时数约28081,最后一次检修后使用小时数约5296

200811月、飞机加装机稍小翼。根据航空公司文件和计算,事发航班飞机起飞重量约116900磅,计算重心(cg)21.5MAC,均在限定范围内。

 1.7 气象信息

 1.7.1概述

国家气象服务(NWS)分析图表显示,事故发生时,在科罗拉多/新墨西哥边界近,具有由北向南穿过这些州的静止锋面的一个低气压系统,正在快速通过丹佛东部地区。一个高压脊穿过内华达和犹他州延伸到科罗拉多州西部。丹佛地区的气压分布形成了穿过洛矶山脉的西风。NWS表面分析图表、高空数据和卫星图像也表明,气象条件利于下坡风的形成与强阵风和山地波活动。

事故当天NWS16: 38发布的丹佛机场17:0019: 00气象预报:风向300,风速16节,阵风24节,能见度大于6英里,少云4000尺,疏云12000尺和22000尺。

丹佛机场的天气观测是由一个自动地面观测系统(ASOS)完成的,它的传感器位于机场附近。系统进行不间断的采集。平均的风向和速度报告给机场气象站和ATIS。事故发生时的气象报告如下:

丹佛机场,17: 35: 280度风11节,能见度大于10英里,少云4000尺,疏云1 0000尺,温度6℃,露点-16℃,高度表设定29.97英寸汞柱。17:00最大风29027节。

丹佛机场,18: 34特选报:290度风24节,阵风32节,能见度10英里,少云4000尺,疏云10000尺,温度6℃,露点-18℃,高度表设定29.98英寸汞柱。18: 23最大风28036节。

回顾事发时ASOS记录的5分钟天气观测结果,18: 15: 31,风速11节,18: 20:31,风速24节,阵风32节。ASOS记录的每1分钟风的数据显示,飞机脱离跑道时风向282,风速18节,阵风23节,18: 23记录的最大风为风向277,风速36节。

1.7.2低空风切变警告系统和风速

为了在机场周围探测低空风切变,FAA在全美有塔台指挥的110个机场安装了有一个中央传感器和五个周边传感器组成的低空风切变警告系统(LLWAS)。随后FAA又升级了该系统,包括软、硬件的升级,加装终端多普勒雷达和终端综合气象系统,并在跑道一边和五边增加传感器。

丹佛机场安装的增强型LLWAS-NE++,也是最先进的系统。该系统能不断收集和分析三十二个位于机场周围的机场传感器传回的风的数据。

1.7.3地形波状况

FAA的资讯通告(AC)00-5 7“危险山风及其视觉指示”中指出,地形波活动可以发生在高海拔地区,风速随着地形上升而增加,达到至少20节的峰值,然后穿过山脊而风向没什么变化,在山区上部经常造成一个稳定的气流层。在这种情况下,刮过山脊的气流产生谐波振荡,沿山脉上升和下降的气流波动可能会顺着山势下降延伸数百英里,形成地形波。在极端的条件下,这些因素会导致紊流、强烈的下坡风、气压剧变和转轴云。

大多数的地形波研究都集中于科罗拉多州博尔德区域的强风对地面建筑损坏。然而,地形波导致空气冲击波和强阵风对丹佛市东部的影响没有被很好地研究。因此,很少关于有丹佛机场地形波和其造成中度阵风的信息。

为衡量地形是否在此次事故中影响了地面风,美国国家大气研究中心(NCAR)用高分辨率的数据模型模拟了当时的情况。结果表明,事发当时在该区域有地形波活动。这个模型显示出一个地形波清晰地从山麓向下延伸到丹佛机场西部。国家大气研究中心的数值模型显示地形波在事故发生时无明显变化,但在事故前不久地形波的振幅显著增加。NCAR的模型显示在机场以西较高海拔区域的风速为80节到100节,在18: 0818: 18之间机场的风速为40节到68节。

NCAR的模型显示起伏的气流波动稳健的向东移动,局部的阵风断断续续经过机场的地藤模型表明强阵风(速度超过68节)在大约18:0818:18之间穿过机场最南端。另一个强阵风(速度高达45节)在18:1418:16之间通过机场中心,直接穿过事故现场同时(18: 16: 47), CVR记录到机长说,“看来…有一些风”,10秒后,机长说“噢是的,看那些云在移动”。

1.8 助航设备

助航设备未报告有异常。

1.9 通讯

未报告有通讯技术问题。

1.10 机场情况

丹佛机场位于科罗拉多州丹佛市东北约16英里,海拔约5431英尺。机场有六条跑道16L-34R,16R-34L 17L-35R 17R-35L 7-25 8-26。除了16R-34L16000英尺长200英尺宽,其它跑道(包括事故发生所在的34R跑道)都是12000英尺长150尺宽,沟槽混凝土表面。

根据机场记录,事故发生前最后一次除雪操作在20081218日进行。事故发生前8个小时机场检了该跑道情况为干燥无污染。在18: 21(事故后约3分钟)巡视检查34R跑道证实,跑道道面仍为干燥无污染,跑道摩擦试验表明道面正常。

1.10.1 机场平面记述报告信息

根据丹佛机场平面(ALP)记述报告(日期2004107日).机场于19952月启用(替代丹佛的Stapleton机场)。它有五条12000英尺长的跑道: 三条北/南方向和两条东/西方向跑道。最终建没包括七条跑道: 五条北/南方向和两条东/西方向跑道。事故发生时,一个计划中的16000英尺长的南北向跑道34L/16R正在建设。

ALP指出,在VMC条件下,进场航空器通常用三条跑道(两个南北向跑道和一个东西向跑道),离场航空器使用另三条跑道(同样也是两个南北向跑道和一个东西向跑道)。也可以把三条南北向跑道用作进场和一个南北向跑道及两条东西向跑道用作离场如果风的条件许可,将根据航班进离场方向安排跑道。

1.10.2 跑道的选择和使用

事故发生时,有9条跑道可供运行,使用“北/西向着陆”配置,在这个配置中,降落跑道是35L, 35R, 34R26,起飞跑道34 L34R25。事故发生前大约9分钟丹佛塔台共指挥了7个航班在三条跑道上起飞。其他起飞飞机的飞行员没有报告任何侧风问题或困难。

1.10.3 丹佛机场风的测量及塔台的显示和报告

丹佛的主要ASOS的传感器位于主航站楼的东侧,靠近机场中心(事故现场东南约2.4英里),距地面高约33英尺. LLWAS14号传感器位于机场中心附近,距地面高度110英尺。ASOS每秒钟对风的方向和速度取样,并持断计算和记录平均值,包括阵风的信息ASOS的信息被记录和发布在机场地面天气报告和ATIS的报告。

丹佛的LLWAS-NE++系统持续评估机场32LLWAS传感器收集的风速和风向数据,如果风切变或下击暴流条件存在,塔台的显示终端上将显示警报。

起飞跑道的风的信息会在塔台的显示终端上显示,管制员发布起飞许可时也要发布风的情况,飞行员起飞前要收听ATIS的报告。事故发生时,发布事故航班起飞指令的当班管制员负责指挥34L34R25号跑道的离场。他的显示终端上34R风的数据来自于探测跑道末端的LLWAS系统的3号传感器。当时的显示是风向270,风速27节,他把信息在起飞指令中发给了该机组。但当起飞指令下达时,显示终端上风的实时数据已经是风向280,风速.35,阵风40节,这点塔台并没有告知飞行员。


1.11飞行记录器信息

1.11.1舱音记录器

事故飞机装有一部Fairchild公司的A100S型固态CVR,序列号00526,用于记录至少最近30分钟的驾驶舱音频信息。CVR被送到NTSB在华盛顿的实验室进行检查、数据读取和评估。一个通道记录驾驶舱区域麦克风(CAM)音频信息,另外两个通道分别记录机长和副驾驶的空地/内话包含音频信息。

CVR没有过热或结构损伤,音频信息读取正常,事故航段的音频信息保存完好。录音开始于18: 18: 27,直到17: 48: 05电源中断停止,共30分钟22秒。

1.11.2飞行数据记录器

事故飞机配备一部Fairchild公司的FA2100型半导体固态FDR,序列号00478FDR被送到了NTSB的实验室进行检查评估,结果显示它的状态良好,数据提取正常。FDR记录超过300项飞机参数,与这次事故有关的58项参数被核实和检查。这些参数包括加速度(垂直、横向、纵向)、航向、空速和地度、驾驶杆盘的位置、方向舵脚蹬的位置、飞行控制舵面(升降舵/副翼/方向舵/安定面/前缘装置/扰流板)的位置、发动机参数、反推装置(手柄/位置/开锁)状态、起落架载荷、偏流角、刹车踏板的使用和压力、减速板手柄位置。

1.11.3 QAR

事故飞机装存一部快速存取记录器(QAR),序列号86974-003QAR是一种非强制要求安装的、无坠损保护要求的、由营运人选择记录参数的机载数据记录器,用来监控飞机和飞行品质. QAR在本次事故中保存完好,并送到NTSB在华盛顿的实验室进行检查、读取数据和评估,但是并没有提供更多的信息。

1.12 残骸和撞击情况

1.12.1 残骸、轮胎和地面痕迹

检查事故跑道和残骸轨迹可以看到,轮胎轨迹是以大约330度航向偏出34R跑道左边界,飞机偏出跑道大约2632英尺停住时航向315,随后发生火灾。

     更确切地说,检查显示34R跑道上对应事故飞机左和右主起落架轮胎的两条轮胎痕迹大约开始于距跑道入口1910英尺的位置。痕迹起初是骑在跑道中心线上,沿跑道中心线伸展约60英尺后开始弯到左边。第三个对应前起落架右轮胎的痕迹在据跑道入口2015英尺处出现,紧随其后出现的另一个对应前起落架左轮胎的痕迹。左,右主起落架轮胎痕迹在偏出跑道左侧后变成地面擦痕和沟槽,穿过草坪、雪地和泥地。图3显示了轮胎一直从跑道到偏出的痕迹。

两个痕迹离开跑道伸向西北偏北方向,穿过滑行道WC,主起落架轮胎痕迹之间大约相距14英尺。穿越滑行道后地面痕迹又延伸了70英尺,然后消失在一个下降地形的边缘。左、右主起落架地面痕迹重新出现后,还伴有两个相邻的发动机吊舱对应的地面痕迹。地面痕迹继续穿过勤务道,汇成一个痕迹(最宽约20英尺)延伸到主残骸。地面散落着撕裂的金属和其他材料、发动机零件和附件的管子、软管、电线等、右主起落架以及部分左主起落架。图4是轮胎轨迹与滑行道和勤务道的痕迹的空拍照片。


飞机机身从起落架轮舱附近断为两截。机身右侧被火烧损,主要集中在机翼和发动机附近的机身中部区域。此处的部分机身材料(蒙皮和结构框架),尤其是低于乘客窗户顶部的部分,烧损严重或完全消失。

两个主要起落架已经脱离了机体。前起落架向后折叠挤进机身下部,轮胎

进入主电子舱。前起落架舱和电子设备舱之间的结构已被前起落架支柱挤碎。基本上完整的两侧机翼仍然在连接在机身上,但是受到严重的撞击破坏。左发动机从机翼上脱离,右机翼被火烧损。尾部则受损较小。

1.12.2 系统及部件检查

1.12.2.1 前轮转弯系统

现场勘查中发现前起轮转向控制钢索损坏,该损坏可能导致前轮过度偏转,但无证据显示事故前此钢索已损坏。

1.12.2.2  飞行控制系统

事故发生前方向舵、副翼、升降舵控制系统无故障,事故后的检查也未发现飞行控制系统异常,FDR的记录也证实了这点。

 1.12.2.3  刹车装置

 FDR数据表明,在飞机偏出跑道3秒之后刹车系统压力才同时作用于左和右主起落架刹车。事故发生后NTSB进行的检测并没有发现刹车系统异常。检查起落架轮胎发现只有正常的磨损,没有磨平或拖胎痕迹。

1.12.2.4  发动机

FDR数据表明双发在起飞时无异常。 FDR记录了偏出跑道3秒后,油门收到慢车,又3 秒后反推打开,机组随后试图增加反推力但因发动机已受损而无效。事故后检测证明发动机在撞击后起火,双发叶片不同程度受损。

1.12.2.5 机组座椅

两个飞行员座椅和一个乘务员座椅损坏,并被调查组拆下作进一步实验。实验发现座椅高低调节已失效,座椅已降至最低。座椅多处断裂。材料实验证实座椅符合规范要求。

1.12.2.4 后厨房锁支架

后厨房一个抽屉在事故发生时掉落,检查发现粘合到厨房上的一个锁片脱落。20099月,B/ E公司曾对大陆航发服务通告,详细介绍了通过机械连接方式将锁片固定到厨房上的方法。

1.13 药物和病理信息

    122019:45由收治机长的医院采集了机长一份血液样本。样品的一部分被送到了FAA民用航天医学研究所的毒理试验.结果是酒精和各种合法或非法的药物呈阴性、副驾驶的伤势更严重,事故当晚被送往另一家医院。1221日,根据大陆航空的毒品和酒精测试程序,副驾驶提交尿液样本,空运到一个独立诊断实验室进行药物测试,样品药物滥用测试呈阴性。事故相关人员的医疗记录、旅客问卷及其他报表显示,最严重的伤害都涉及到背部/脊柱,其中包括坐在飞机前部的机长。轻伤乘客所处的位置遍布整个飞机,伤害包括扭伤、损

伤、瘀伤、擦伤、挫伤、疼痛和吸入烟雾。

1.14 火情

主要集中在飞机右侧的火情比较严重。当事故发生5分钟后救援消防人员到达现场时所有人员已撤离飞机救援消防人员随后扑火了机外和机内的火。

1.14.1 应急反应

1.14.1.1 通知

因为当时天色较黑和残骸所处的位置在机场较低区域,管制人员没有立即意识到事故的发生。然而,从18: 18: 42开始,几个其它飞机的飞行员通过无线电向塔台报告发生了事故。在空管人员确认无法呼叫到事故飞机后于18: 19: 03向救援消防人员通报了事故。塔台最初给救援消防人员的事故地点不正确,随后进行了更正。另外在18: 19: 50,管制人员向机场地面运营人员通报了事故情况,15秒后又重复了事故发生位置,机场地面人员向救援消防人员转达了事故发生位置的信息。

1.15 测试和研究

1.15.1 飞机性能研究

1.15.1.2 风的评估

NTSB使用现有的FDR数据和飞机加速度结合地面痕迹估算事故发生时的风的情况。波音公司使用几种不同的评估模型估算事故发生时风的状况,所得的结果与NTSB的结论相似。NTSB估计事故发生时有西风3045节,几乎是34R跑道的正侧风.18: 18: 12风速达到峰值45节,FDR记录几乎在同时右方向舵脚蹬有一个大约72%行程的输入,在18: 18: 13.75脚蹬又回到了中立位。第一个记录到的主起落架轮胎打滑标志也同时发生。

性能计算显示,飞机的方向舵能够产生足够的空气动力抵消起飞时风的影响。

1.15.2 模拟机验证研究

包括来自NTSB. FAA、波音公司、大陆航空和飞行员协会的ATP认证飞行员组成的调查小组在大陆航空的培训中心进行了模拟机验证研究,研究的目的在于1)让调查员熟悉大陆航空的侧风起飞的标准操作规程(SOP); 2)评估不同程度的模拟侧风对起飞难度的影响;3)评估模拟侧风起飞过程中不同控制输入对模拟器响应的影响。

1.15.2.1 模拟侧风对起飞难度的影响

调查组模拟了事故当时的情况,飞行员模拟在35节侧风条件下起飞,感觉稍有困难。但是验证表明正确使用方向舵足以应对更大的风。

1.15.2.2 不同方向舵输入的影响

验证证实延迟方向舵的输入会带来严重后果。

1.15.2.3 飞行员反应时间

一项研究表明中断起飞反应时间是1.54秒,平均大约2.7秒。发生在真实飞行中的同样情况下的中断起飞可能耗时更长。

1.15.3 反向模拟

调查组在工程模拟机上重现了事故时的情况,他们惊讶于机长的方向舵控制,并对前起落架转弯手轮的使用和驾驶盘的右转输入感到无法理解。

1.16 组织和管理信息

1.16.1 侧风培训和指南

1.16. 1.1 大陆航空的侧风指南

美国联邦法规规定在训练中进行上跑道不低于20节侧风的训练。大陆航空根据波音公司的通告制定了干跑道33节的侧风起飞标准。1.16.1.2  大陆航空侧风条件下起飞的运营数据事故后大陆航空统计了起飞遭遇大风的数据,并计算了概率。

1.16.1.3  大陆航空的侧风训练

大陆航空在20042005年进行了针对机长的大侧风专项训练,但是发现大陆航空的教员不知道模拟机在50英尺高度以下不接受阵风设定。

2 分析

2.1一般情况

飞行员符合运行要求,经验丰富,没有证据显示存在影响他们表现的情况存在。飞机适航,重量重心在范围内。事故前飞机无故障乘务员适当的启动了撤离程序,火进入客舱前所有人撤离了飞机。消防队有效控制了飞机外部和内部的火势。下面的分析讨论了飞行员的行为、培训和经验;空中交通管制员的信息的获取和传递;跑道选择和使用;侧风培训;模拟器建模;侧风指南和限制;机组座椅的认证和检查;厨房锁。

2.2事故发生过程

飞机起初被引导到34R跑道起飞,管制员告知风向270,风速27节,虽然风速大于ATIS11节,但小于公司的33节最大侧风限制。而且他们之前在34L.34R起飞的飞机没报告操纵困难,所以机组认为他们可以正常起飞。

然而,调查发现风正变得复杂,在地形波的作用下,他们起飞时可能面临高达45节的侧风。

管制员通知的风比ATIS大,两者的发布相隔20分钟,但是LLWAS系统的另一传感器却记录到了当时最大的风速。

事故航班在18: 17: 26获得起飞指令,起飞初始正常。在18: 18: 10机头开始左偏,18: 18: 13机头急剧左偏,18:18:17飞机偏出34R跑道左边界,当飞机继续偏出跑道时,机长决定中断起飞,最后飞机停在了 34R34L之间。

本章用来评价在起飞偏出过程中飞行员的决定和动作。

2.2.1  起飞尝试

18: 17: 45,飞机基本对准跑道中心线机长开始加油门起飞。机长指出飞机加速时他把他的注意力从发动机推力设置转到外面并保持视觉参考使飞机沿跑道中心线滑跑。当时飞机速度大约50节,加速时航向346,飞机沿著跑道中心线滑跑。同时,根据访谈记录,副驾驶的注意力主要集中在监测发动机仪表,符合公司的政策。18: 18: 04,当飞机的速度大约是57节,CVR记录副驾驶向机长报告发动机推力已调定,副驾驶把注意力转移到监测速度,以便能进行标准喊话,第一个喊话点是在100节。

FDR记录的航向和方向舵脚蹬位置表明,18. 18: 0118; 18: 07飞机加速,机长逐渐增加右方向舵脚蹬输入量至总行程的50%,此时右舵的使用不是很柔和。机长试图找到正确位置来操纵飞机沿中心线滑跑。飞机在18: 18: 03航向稍偏左,但在18: 18: 05得到了修正。18: 18: 06机长大幅度快速蹬右方向脚蹬至总行程的88%,随后又减小。

在方向舵脚蹬输入达到峰值后1/2秒后,飞机航向偏左随后又转向右。机长随即松右舵至15%,飞机右交叉1度,18: 18: 10.2 E机又开始向左偏。机长仿佛预期飞机会左偏,他增加右方向舵脚蹬输入并短暂停在53%,当飞机快速转左时右方向舵脚蹬输入在18: 18:11.75达到了72%。之后又立即减小。此时主轮开始打滑。左偏在18: 18: 12.2停止,但在18: 18: 13.2又开始左偏,此时机长正在减小右方向舵脚蹬输入至36%。但是就在此时飞机急剧左偏,机长突然完全松开了方向蹬脚蹬,同时(18: 18: 13.5)好像是机长喊了句“天哪”。

两个大的方向舵脚蹬输入(72%, 88%)出现在18: 18: 0618: 18: 13.2,持续时间都是大约3秒,每次都是一个完整的周期(从蹬到松)。为了避免修正的过量,机长每次大的方向舵行程后,都要向回补偿。但这项操纵此时非常困难,因为阵风变化不可预期。

最初机长的大方向舵脚蹬输入后的1.5秒,飞机出现过量修正。因为机长无法从不稳定的风的影响中分辨他的输入对飞机姿态的影响,他可能认为大的方向舵输入可以补偿阵风影响。起初大方向舵脚蹬输入对飞机姿态改变有效,并且在机长减小输入时飞机会稍向左回转。所以在下次飞机开始左偏时,机长使用略小但仍然较大的方向舵脚蹬输入,期待飞机的延迟效应符合自己预期。不过这次飞机没有如他的预期的飞机左偏趋势减缓后又快速左偏,这让机长认为自己的方向舵脚蹬输入无效。NTSB的性能分析发现机长第一次大右方向舵脚蹬输入时风速增至3040节,当他回舵时,风速增至超过40节大侧风增加侧滑抵消了72%行程的右方向舵脚蹬输入,而飞机向左偏时本来增加右方向舵脚蹬输入是避免飞机偏出的有效手段,但当时机长正好完全松开脚蹬。FDR显示在一个小量的无效的方向舵脚蹬输入后,机长开始使用手轮,试图用前轮转弯系统让飞机回到右边。

大陆航空的737操纵手册指出,手轮仅用于滑行速度下操纵飞机,通常不超过20节,方向舵是更有效的保持起飞滑跑方向的操纵方式。机长说,他当时使用手轮只是想让飞机保持在跑道上。

虽然FDR不直接记录转弯手轮操纵,但数据和性能计算证实,机长确实在飞机偏出2.7秒前使用手轮右转,转弯手轮输入对方向无明显效果。机长显然违反了公司规定,并且在高速时这个操纵无效。NTSB指出机长的不恰当的处置可能是由于突然的威胁和时间压力造成的影响。

18: 18: 13.5的“天哪”这个呼喊说明机长清楚第二次大方向舵脚蹬输入和随后突然松脚蹬对飞机控制无效,他没有继续蹬舵。研究表明如果机长能在18: 18: 19重新蹬舵,很可能制止左偏,NTSB研究也表明18: 18: 15时如还不蹬舵,偏出将不可避免,大陆航空8年以来的数据表明,飞行员很少遭遇30节以上的侧风。事故当天的情况非常少见。NTSB认为强阵风时保持起飞方向很难,但当时机长如果立即使用右舵制止飞机,飞机将不会偏出。

2.2.2飞机偏出跑道后

飞机于18: 18: 17偏出跑道,调查和数据显示,当飞机偏出跑道边缘时飞行员感受到强烈的垂直载荷。不能确定机长持续操纵转弯手轮的时间有多长,但是FDR数据显示机长保持驾驶盘完全右转状态直到飞机偏出跑道1秒后。18: 18: 20机长减小推力,1秒后宣布中断起飞,飞行员开始踩刹车并使用反推。

机长做出中断决断共用时5.75秒,对比平均反应时间比上限值多耗时1.75秒。机长试图使飞机留在跑道上的最后的努力是无效的,但也延误了他的中断起飞决断时间。由于机长同时控制前起落架转弯手轮和驾驶盘,也可能是地面高低不平使中断决断延误2-4秒。

2.3  风和跑道选择

风受多重因素影响,风速和风向是管制员和飞行员选择跑道的依据。NTSB评估了34R跑道起飞的条件。

2.3.1 天气条件

2.3.1.1 地形波和关联的局地风

FAA对地形波进行过研究,但结论未被广泛应用地形波虽然不是大阵风的成因,但却对风有影响。建议FAA改进LLWAS的算法增强塔台的报警能力。

2.3.1.2  空管记录和风的信息的发布

TIS显示侧风11节,飞机到跑道时ATC通知侧风27节,小于公司限制的33节但起飞指令发布前2分钟,LLWAS 2号传感器探测的风速为2939节。起飞许可发布时风速已达3540节,但因34R跑道使用的是3号传感器的数据,所以飞行员未获得该信息,而位于34R入口处的2号传感器的数据也显示34节。管制员从没被要求发布额外的信息,但他们没提供最不利条件信息,飞行员也没意识到起飞时会遭遇强阵风。NTSB已建议FAA修改7110.65指令要求管制员提供更多信息。

2.3.2 使用34R跑道起飞

2.3.2.1 飞行员接受使用34R跑道起飞

飞行前机组向管制员询问跑道,被告知使用34R跑道,滑出指令也是滑行到34R,飞行员无异议。因为ATIS显示风速为11节,也未能使飞行员警觉34R起飞的安全问题。事故航班到跑道时一架飞机获得的风的信息是侧风27节,随后另一架飞机的信息是侧风22节。此时事故航班机长说:“看来….有一些风”,副驾驶回答: “是啊”,机长说: “看那些云在动”。当起飞时机组被告知风速为27节,因机长训练记录和经验以及风速,机长认为可以接受。塔台也认为机组有能力应对。但当时LLWAS 2号传感器记录的风速是3540节。NTSB认为如果飞行员获得了最不利的条件,机组有可能推迟起飞或申请改跑道。

 2.3.2.2 塔台对34R跑道的分配

通常由塔台和雷达管制根据天气和其他条件来分配跑道。机场有减噪程序,但737-500不在此列,通常是使用最接近顶风的跑道起飞。但在丹佛机场有个不成文的规定,即侧风不超过在20节左右时,会配备最经济的跑道。事故当晚,34L34R25跑道都有飞机起飞,ATC基于流量和目的地分配跑道,无更换跑道要求。

因为这些因素和之前有飞机安全起飞的前提,且最不利的情况没有出现,塔台没有意识到威胁,否则,可能会更改跑道。

NTSB建议FAA明确跑道分配原则,包括明确阵风在内的风的组成。

2.4 侧风训练和指南

2.4.1 侧风训练

机长曾接受过大侧风训练,但大陆航空的模拟机不能模拟50英尺以下的阵风。事实上大陆航空的飞行员很少遇到30节以上的侧风。模拟机的局限性也使飞行员收益很少。

侧风中需要用方向舵逐渐适应方向修正,而且方向舵输入量也会随风和速度而改变,有可能需要反复改变方向舵的输入量、但总的来说修正量会趋于缓慢,这么看来操控飞机并不困难但很难确定的方向舵的延迟效应和阵风影响有时会造成飞行员控制混乱。因此,风的特性和飞行员的技术的相互作用对侧风起飞造成困难。由于此种情况很少遇到,所以机长没有充分准备来应对。因此NTSB建议FAA收集美国主要机场的大风、大阵风样本,并加入到模拟机训练。

2.4.2侧风指南和限制

虽然侧风指南和限制不是此次事故的主要因素(因为飞行员被告知的风小于极限),但制定详实有效的指南,仍然对飞行员有帮助。NTSB.要求飞机制造商发布更为精确的侧风起飞限制。

 2.4.3 有关侧风的运营飞行数据应用

NTSB注意到,FAA正在与几家航空公司开展积极合作,通过机载飞行数据记录设备收集航班运行数据,分析这些数据并识别趋势和潜在的安全漏洞。

NTSB认为来自航空公司的数据可以帮助FAA制定更好的策略,避免大侧风的偏出跑道事件。因此,NTSB建议FAA和美国航空公司回顾飞行数据并进行分析,识别导致意外的大侧风,使用这些信息来制定和实施额外的策略的降低偏出跑道的可能性。

3 结论

3.1 结论

1)机长和副驾驶具有符合联邦法规要求的资格,并且都有丰富的经验。没有证据显示飞员有医疗、行为、毒理、疲劳等可能会影响他们在事故航班中表现的间题。

2)事故飞机适航,重量重心符合要求。

3)无证据显示事故飞机的结构、发动机和包括前轮转弯在内的飞机系统有问题

4)乘务员适当地启动紧急疏散程序,所有的乘客在火进入客舱前成功地从飞机左侧出口撤离。

5)丹佛国际机场救援与消防行动有效地控制了飞机外部和内部的火情。虽然初始救援有一些混乱,但不是在这次事故中重要的问题。

6)鉴于飞行员获得的风的相关信息,机组使用34R跑道起飞是合理的。

7)事故发生时段存在地形波,造成穿过起飞路径的45节的大侧风。

8ATIS关于风的信息与ATC提供的风的信息差异较大,另外由于系统更新间隔和传感的位置,使风的信息不准确。

9)机长在突发的、意想不到的威胁下,以及控制感觉缺失和极端的时间压力造成的巨大压力影响下,在飞机偏出跑道前3秒进行了不恰当的转弯手轮和驾驶盘完全向右的操件。

10)突发的大风比机长通常遇到的情况更难处理。但是飞机继续左偏时如果机长使用向右蹬舵飞机就不会偏出跑道。

    11)由于机长同时控制前起落架转弯手轮和驾驶盘右转,使中断延误了2-4秒。事实证明这两个操作对恢复飞机姿态无效。

    12)如果管制员和飞行员对局部强阵风和地形波有足够认识,他们可能会选择更合适的跑道。

    13)管制员提供了34R跑道的风的信息,但他们没有提供最不利的条件,虽然这不是必需的。因此,飞行员也没察觉他们会在起飞时遭遇强风。

    14)如果飞行员知道LLWAS工作原理和传感器位置,当他们看到云层快速移动时就会询问而不是起飞。

    15)塔台报告的风速小于公司的限制,机长认为没有超出他们的能力。

    16)如果机长获得了最不利条件的信息,他就可能推迟起飞或改跑道。

    17)由于737-500不在减噪要求,所以在分配跑道时没有考虑减噪因素。

    18)目前,丹佛机场的侧风条件下跑道配置策略不完善。

    19)由于大陆航空的模拟机无法模拟地面阵风,所以机长没有充分的准备来应对事故航班起飞时面对的情况。

    20)飞机制造商制定的侧风指南存在缺陷。

    21)航空公司的数据可以帮助FAA制定避免偏出跑道事故的策略。

    22)如果飞行员座椅满足适坠性要求,飞行员的伤害可能会减轻。

    23)乘务员座椅的金属疲劳问题可能导致人员受到伤害。

    24)厨房的物体应采用更好的方式固定。

3.2 可能原因

NTSB认定这起事故的可能原因是机长停止了对保持飞机方向所需的方向舵输入。偏出跑道大约4秒,飞机遇到超过了机长的训练和经验的强阵风。

事故的促成因素是:1)空管系统没有把关键的风的信息通知给管制员和飞行员,2)由于缺乏阵风模型,航空公司训练模拟器存在不足。