1999年10月25日 美国南达科他州 里尔喷气式飞机坠毁事件

1999年10月25日美国中部时间12点13分左右,
Sunjet航空公司的一架里尔喷气35式飞机坠毁于南达科他州(South Dakotax),
机长副驾驶和4名乘客全部死亡。

里尔喷气35为商务机,装备双发涡扇发动机,能够载客8人。
事故飞机出厂于1976年,1999年1月被Sunjet航空购入。

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"NTSB-N47BA-slide0013 background" by NTSB - http://www.ntsb.gov/Events/2000/aberdeen/Opening%20Presentation.htm. Licensed under Public domain via Wikimedia Commons.

事故飞机于美国东部时间9点20分从佛罗里达的奥兰多起飞,
目的地为德克萨斯州的达拉斯,当时的空管和飞行员的对话如下:
9点21分46秒,女性副驾驶联系Jacksonhill空管,"通过高度2900米,向4300米高度爬升中"。
9点21分51秒,空管批准其上升至7000米,并得到机组确认。
9点23分16秒,空管批准机组直飞达拉斯,并得到机组确认。
9点26分48秒,空管联系机组更换频率,并得到机组确认。
9点27分10秒,副驾驶联系空管,"向7000米高度爬升中"。
9点27分13秒,空管批准机组上升至11900米,并得到机组确认。
(从这之后到一直到坠落为止,完全失去了与该机的无线电联络。)
9点33分38秒,空管联系机组更换频率,但是没有回答。
这之后的4分钟30秒之中,空管连续对该机发出5次呼叫,但是都没有得到回答。


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当驾驶舱或者客舱的增压系统发生故障,舱内压力低于相当于3000米高度时就会自动发出警报。
但是在与该机的空管通话记录中并没有听到舱内高度警报音。
我们知道空气中的氧气的量是和气压成比例的,比如高度1万米高空气压只有地面的4分之一。
如果不对舱内加压氧气量减少的话,人就会陷入昏迷,以至毫无痛苦的死去。
即使没有死亡,受伤的大脑功能也不会再得到恢复。

东部时间10点52分,即中部时间9点52分,
佛罗里达州西北的恩格林空军基地(Eglin AFB)的一架F-16战斗机接受雷达引导向事故机飞去。
此时的里尔喷气35的飞行高度为14900米。
中部时间10点10分,F-16的飞行员接近到事故机。
该机外部没有受损痕迹,也没有发现机身上有结冰,两发动机运转正常,舵面没有任何动作。
客舱的窗内黑暗,看不到内部。
驾驶舱右侧前风挡玻璃看上去内部发生了节露或者结冰,左侧同样不透明,象是覆盖了一层薄冰。
10点12分,该战斗机离开了事故机。

11点13分,奥克拉马州航空兵的两架F-16战斗机接受雷达引导飞至事故机。
明尼苏打空管得到的报告是,事故机内没有任何人影在动,风挡玻璃黑暗,看不到结冰的现象。
11点33分,两架F-16中的一架飞到事故机前方,但是该机没有任何反应。
11点39分,两架F-16离开了事故机。

11点50分,北达科他州航空兵的两架F-16接受雷达引导飞至事故机。
奥克拉马州航空兵的那两架F-16战斗机也在经过空中加油之后再次返回,
四架战斗机在事故机周围一起飞行。
11点57分,奥克拉马州战斗机编队的队长机报告说,
驾驶舱的窗口象是被冰所覆盖,所有的舵面都没有动作。

12点10分41秒,事故机的飞行姿态开始发生变化。
根据事后回收的驾驶舱话音记录器CVR的分析,此时发动机转数开始下降,
紧接着失速警报音和自动驾驶模式被解除的机器音也被记录下来。
另外该机CVR留下的30分钟的记录中,机舱高度警报音(意味着气压高度低于3000米)
直到12点12分26秒为止一直在响。

12点11分01秒,根据地面航空管制雷达的记录,该机开始向右侧倾斜并逐渐下降。
北达科他州的一架F-16停留在该机西侧空域,从加油机回来的另一架则跟随事故机不断下降。

12点11分26秒,北达科他州战斗机编队的队长机报告说,
事故机不断横滚,看起来已经失去控制。。。非常剧烈的下降,为了继续追踪该机请求紧急下降。
奥克拉马州的一架战斗机也报告说,该机马上将要坠地,正在螺旋式下落。

下图中的绿色线为原计划的航线,红色线为实际的飞行路线。

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"NTSB-N47BA-slide0046 image002" by NTSB - http://www.ntsb.gov/Events/2000/aberdeen/Opening%20Presentation.htm. Licensed under Public domain via Wikimedia Commons.

到此为止为事故的记录,下面再看看对此次事故的原因分析。

机组和空管最后的联系在9点27分18秒,副驾驶确认收到爬升到11900米高度的指示。
此时飞机的飞行高度为7070米。
根据事后的调查,副驾驶的对话无任何异常,并且没有佩带氧气面罩的迹象。
9点33分38秒,飞机开始无响应,此时高度11100米。
这之后飞机脱离预定巡航高度11900米,继续爬升到14900米。
因此可以确认,从9点27分18秒到33分38秒的6分20秒之中,
发生了什么异常使飞行员失去了操纵飞机的能力。
从上面提到的CVR的警告音可以知道,在飞行的开始阶段,机内就已经开始减压,
因此使飞行员失去能力的唯一原因就是机舱内减压,并且可以推测机组人员并没有吸氧。

从飞机残骸中空调系统的流量调节筏被回收,并且发现阀门处于关闭状态
该阀门负责增压和暖风的流量控制,因此在关闭的状态下,可以预测驾驶舱和客舱内会急剧的减压
如果该阀门打开的话,就会向机舱内送入热风。
因此战斗机飞行员发现的驾驶舱玻璃结冰现象也就可以解释。

流量调节筏关闭的原因有几个可能。
一是发生了机械故障,比如测压装置,阀门动作装置发生故障。
一是飞行员起飞前没有把"Cabin Air"电门开到"NORM"(正常)状态,也就是忘记在"OFF"的状态了。
但是机内气压高度低于3000米以后,警报系统将会起动,并且在4300米之后氧气面罩会自动落下来,
因此事故调查书中认为这种可能性比较小。
还有一种可能是在飞行中飞行员把"Cabin Air"电门关闭了。

为什么机组没有吸氧,调查书中认为可能在使用氧气面罩之前,机组乘员已经陷入低氧症状。
作为可能性,比如如果发生了体机裂缝,有可能发生逐渐低压和急速低压两种情况。
高度9000米发生急速低压时,如果不紧急吸氧的话,8秒之后人的认识机能就会发生损伤,不可能完成复杂的飞机操纵动作。
发生逐渐低压时,在警报30秒之后人的认识能力的低下和操纵能力就会发生衰退。

不过,在后来的事故模拟时发现,快速参考手册QRH中记载的内容可能是引发事故的原因。
因为在QRH中对低压时的处理步骤,首先要求检查流量调节筏的状态(据说包括4行很复杂的说明),
这之后才是带上氧气面罩。
可以想象当低氧症状时,飞行员已经处于认知能力低下的状态,
而阅读QRH手册中难懂的说明一定会花费时间,
造成飞行员失去关键的紧急吸氧的最后时机。

但是关于真正的事故原因,调查书里没有找到跟多的证据,因此也就无法真正破解了。

参考资料
1 http://en.wikipedia.org/wiki/1999_South_Dakota_Learjet_crash
2 まさかの墜落

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