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一次“找乐子”飞行，却付出生命的代价——顶点航空3701空难

2021-05-11 21:34

来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体

原创 HL 航空知识

理论上，选择更高的巡航高度可以带来更高的飞行速度和较低的油耗。十七年前，两位无视飞机性能限制，一味追求飞行高度极限的美国飞行员却为此付出了生命的代价。

害死人的“410俱乐部”

2004年10月14日夜晚，一架隶属于顶点航空（Pinnacle Airline）的庞巴迪CRJ-200支线客机在41000英尺（约12496米）高空遭遇双发失效。随后，飞机发生失速并伴随着大坡度急速下坠，机组极力挽救四次尝试重启发动机未果，最终坠毁在密苏里州杰斐逊城外。两名飞行员不幸身亡，由于是调机任务，机上并无乘客。

西北航空Airlink品牌由顶点航空套壳运营

图：Wade DeNero 来源：Planespotter.net

本是风平静和的一个夜晚，成熟的CRJ200机型也有着“无懈可击”的飞安记录，但提供协助的空中管制人员还是“亲耳目睹”了本次惨剧的全过程。到底是哪里出问题了呢？

3701航班高迎角爬升动画演示

这里要提一下在顶点航空飞行员群体中，茶余饭后作为谈资的“410俱乐部”，他们以驾驶CRJ200支线客机到达机型极限高度层—FL410，视为引以为豪的“成就”。

2015年国内最后一架CRJ200从华夏航空退役

31岁的机长Rhodes和23岁副驾驶Cesarz是本次航班的机组人员，带着“找乐子”的态度，去执行当晚小石城至明尼阿波利斯的调机任务。美国中部时间21：21分飞机离地升空，仅仅4秒钟后机组便带着大仰角将飞机飞出了1.8个G。他们今晚的目标只有一个，那就是加入“410俱乐部”。

CRJ200驾驶舱

来源：theairchiv.com

带着直奔云霄的飞行姿态，机组短暂地飞出了10000英尺每分钟的高上升率（民航客机上升率一般不会超过3000英尺/分钟），“旱地拔葱”般地飞向了黑漆漆的夜空。在15000尺的高度竟再次带杆飞出了2.3个G。

航段全长1200公里，本应是轻松愉快的一段飞行

机组短暂地在37000英尺改平后，将自动驾驶保持在500英尺/分钟的设定上（此高度允许的上升率不得高于250英尺/分钟），随后机组向空管提出爬升至41000英尺的申请，这也是庞巴迪CRJ机型允许的最大平飞高度。空管在批准后还很诧异的在频率中询问了机组：“头一次见你们CRJ飞得这么高”。这时候的空速悄然地降到危险的163节，这些偏离手册的“非常规操作”也为后面的惨剧埋下了伏笔。

双发失效！

当地时间21点54分，机组意识到自身的CF34-3B1发动机正在逐渐失去动力，空速也随之下降，驾驶杆的抖动是抖杆器在提醒着飞行员即将失速的危机正在来临, 推杆器也在尝试调整飞机的姿态，协助飞行员从失速中改出。他们这时候才意识到两具单位推力达38.84千牛发动机竟然都熄火了。

CRJ200所使用的CF34-3B1

来源：wikimedia 摄：Gleb Osokin

空速表上的速度指示在疯狂的变化着，机组意识到留给自己的选择也并不多了。21点55分机组向空管宣布了紧急情况，但是并没有详细报告飞机的状态。在失去7000英尺的高度后，机组勉强将飞机从失速的状态中改出。机组被这突如其来的特情弄得不知所措，在事发一分半钟之后才意识到执行双发失效检查单，但是已经为时已晚。

源自通用电气GE的CF34发动机和A-10攻击机所使用的TF34发动机同属于一家人

来源：Defence Media Network

经过这么一顿折腾，超负荷运转的涡扇发动机发生了核心机锁死，无论机组尝试俯冲大速度用风车的方式重启，还是利用APU引力重启发动机都无济于事。最终飞机错过了最佳迫降地点，在预定迫降机场南部2.5英里的地方坠毁，最终为这次“找乐子”飞行付出了生命的代价。

3701航班坠毁现场

来源：飞机事故档案局BAAA

来自NTSB的调查结果

来自美国国家安全运输委员会(NTSB)的调查结果显示，机组并没有在这次调机任务中展现应有的专业性。偏离手册的全油门大迎角爬升操作，导致2号发动机在41000英尺的高空中的温度超过红线300度，1号发动机事发时运行温度同样逼近红线，执行检查单时犹豫迟缓。这些非常规的操作，缺乏良好的飞行作风是导致3701航班发生事故的主要原因。

事后：

顶点航空将最大运行高度限制在了37000英尺

所有飞行员在模拟机重新进行了高空失速改出培训。

所有飞行员在模拟机进行了双发失效处置程序的训练。

那么问题来了！

限制飞机升限的因素都有哪些呢？

#01

客舱失压的风险

客舱失压是所有飞行员的噩梦，在35000尺发生客舱失压时，旅客的清醒时间为半分钟至一分钟，机组成员需迅速佩戴上氧气面罩下降至10000英尺(3000米）的有氧高度。

如果在更高的高度发生客舱失压，惬意放松中的乘客们可能连戴氧气面罩的反应时间都难以保证。机组也需要更多的时间才能够下降至安全高度。

FAA要求飞行员在41000英尺以上运行时须有5秒内佩戴氧气面罩的能力

如果在45000英尺（13716米）的高度发生客舱失压

留给人们的清醒时间最多只有15秒！

机身寿命的考量也是客机制造商所需要注意的地方，为了保证机身蒙皮的寿命，舱内外的压力需控制在一定的范围内。飞得越高，舱内外的压差就会越大，民航运输讲究“旅客安全大于一切”。因此，亚音速飞行的民航客机没有必要去追求过高的巡航高度。

#02

棺材角（气动升限）

当亚音速飞机在一个远远高于极限的高度飞行时，一个让人不寒而栗的名字就会缓缓浮现出来, 棺材角（Coffin Corner)也称危角,是固定翼飞机的失速速度（Stall Speed）和临界马赫数（Critical Mach Number）交界的区域。

这个速度带区间是失速和超速之间允许的速度范围

亚音速飞行的U2侦察机在70000英尺空气稀薄的高空中，最高与最低允许的空速仅有6节（10km/h)之差的区间。

换句话讲，空速过大，机翼上的气流会达到超音速，产生的马赫抖震对机体造成解体的风险。空速小了，高空安全的迎角范围变得很小，飞机会无法避免的失速下坠。

身着高空抗荷服的U2飞行员来源：tpt.org

综上所述，驾驶U2飞机飞机在高空亚音速飞行时，对操控柔和度有着极高的要求。

民航飞行员需了解的各类飞行速度不下几十种，却有一种速度在传统飞机仪表上被显著的标识了出来，神似理发店门口的红白蓝立柱，被西方飞行员戏称为“发廊杆”（Baber Pole）。

737-300机械空速表上的“发廊杆”代表最大使用马赫数（Mmo）

来源：AVIAFILM.COM

除协和客机以外的现代客机巡航高度都在40000英尺左右，对于亚音速的客机来讲，最大使用马赫数（Mmo)是这一高度以上的结构限制速度，是绝对不可以“触碰”的速度，早期的737-300机械空速表上的“发廊杆”表示的就是Mmo速度，随着高度的升高，音速随着气温降低而降低。Mmo指针也会随巡航高度/温度的变化而上下浮动。

#03

喘不了气的发动机

大涵道比涡扇发动机在高于自身限制的高度飞行时，会因为空气稀薄会造成发动机供氧不足进一步造成发动机喘振，当油气比例，进气和压缩机的压力无法保障的时候，发动机会发生熄火。而在空气稀薄的高空重启显然是充满挑战性的。