1999年10月25日 美國南達科他州 里爾噴射式飛機墜毀事件

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1999年10月25日美國中部時間12點13分左右,
Sunjet航空公司的一架里爾噴射35式飛機墜毀於南達科他州(South Dakotax),
機長副駕駛和4名乘客全部死亡。

里爾噴射35為商務機,裝備雙發渦扇發動機,能夠載客8人。
事故飛機出廠於1976年,1999年1月被Sunjet航空購入。

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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.

事故飛機於美國東部時間9點20分從佛羅里達的奧蘭多起飛,
目的地為德克薩斯州的達拉斯,當時的空管和飛行員的對話如下:
9點21分46秒,女性副駕駛聯繫Jacksonhill空管,"通過高度2900米,向4300米高度爬升中"。
9點21分51秒,空管核准其上升至7000米,並得到組員確認。
9點23分16秒,空管核准組員直飛達拉斯,並得到組員確認。
9點26分48秒,空管聯繫組員更換頻率,並得到組員確認。
9點27分10秒,副駕駛聯繫空管,"向7000米高度爬升中"。
9點27分13秒,空管核准組員上升至11900米,並得到組員確認。
(從這之後到一直到墜落為止,完全失去了與該機的無線電聯絡。)
9點33分38秒,空管聯繫組員更換頻率,但是沒有回答。
這之後的4分鐘30秒之中,空管連續對該機發出5次呼叫,但是都沒有得到回答。


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當駕駛艙或者客艙的增壓系統發生故障,艙內壓力低於相當於3000米高度時就會自動發出警報。
但是在與該機的空管通話記錄中並沒有聽到艙內高度警報音。
我們知道空氣中的氧氣的量是和氣壓成比例的,比如高度1萬米高空氣壓只有地面的4分之一。
如果不對艙內加壓氧氣量減少的話,人就會陷入昏迷,以至毫無痛苦的死去。
即使沒有死亡,受傷的大腦功能也不會再得到恢復。

東部時間10點52分,即中部時間9點52分,
佛羅里達州西北的恩格林空軍基地(Eglin AFB)的一架F-16戰鬥機接受雷達引導向事故機飛去。
此時的里爾噴射35的飛行高度為14900米。
中部時間10點10分,F-16的飛行員接近到事故機。
該機外部沒有受損痕跡,也沒有發現機身上有結冰,兩發動機運轉正常,舵面沒有任何動作。
客艙的窗內黑暗,看不到內部。
駕駛艙右側前風擋玻璃看上去內部發生了節露或者結冰,左側同樣不透明,象是覆蓋了一層薄冰。
10點12分,該戰鬥機離開了事故機。

11點13分,奧克拉馬州航空兵的兩架F-16戰鬥機接受雷達引導飛至事故機。
明尼蘇打空管得到的報告是,事故機內沒有任何人影在動,風擋玻璃黑暗,看不到結冰的現象。
11點33分,兩架F-16中的一架飛到事故機前方,但是該機沒有任何反應。
11點39分,兩架F-16離開了事故機。

11點50分,北達科他州航空兵的兩架F-16接受雷達引導飛至事故機。
奧克拉馬州航空兵的那兩架F-16戰鬥機也在經過空中加油之後再次返回,
四架戰鬥機在事故機周圍一起飛行。
11點57分,奧克拉馬州戰鬥機編隊的隊長機報告說,
駕駛艙的窗口象是被冰所覆蓋,所有的舵面都沒有動作。

12點10分41秒,事故機的飛行姿態開始發生變化。
根據事後回收的駕駛艙話音記錄器CVR的分析,此時發動機轉數開始下降,
緊接著失速警報音和自動駕駛模式被解除的機器音也被記錄下來。
另外該機CVR留下的30分鐘的記錄中,機艙高度警報音(意味著氣壓高度低於3000米)
直到12點12分26秒為止一直在響。

12點11分01秒,根據地面航空管制雷達的記錄,該機開始向右側傾斜並逐漸下降。
北達科他州的一架F-16停留在該機西側空域,從加油機回來的另一架則跟隨事故機不斷下降。

12點11分26秒,北達科他州戰鬥機編隊的隊長機報告說,
事故機不斷橫滾,看起來已經失去控制。。。非常劇烈的下降,為了繼續追蹤該機請求緊急下降。
奧克拉馬州的一架戰鬥機也報告說,該機馬上將要墜地,正在螺旋式下落。

下圖中的綠色線為原計劃的航線,紅色線為實際的飛行路線。

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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.

到此為止為事故的記錄,下面再看看對此次事故的原因分析。

組員和空管最後的聯繫在9點27分18秒,副駕駛確認收到爬升到11900米高度的指示。
此時飛機的飛行高度為7070米。
根據事後的調查,副駕駛的對話無任何異常,並且沒有佩帶氧氣面罩的跡象。
9點33分38秒,飛機開始無響應,此時高度11100米。
這之後飛機脫離預定巡航高度11900米,繼續爬升到14900米。
因此可以確認,從9點27分18秒到33分38秒的6分20秒之中,
發生了什麼異常使飛行員失去了操縱飛機的能力。
從上面提到的CVR的警告音可以知道,在飛行的開始階段,機內就已經開始減壓,
因此使飛行員失去能力的唯一原因就是機艙內減壓,並且可以推測組員人員並沒有吸氧。

從飛機殘骸中空調系統的流量調節筏被回收,並且發現閥門處於關閉狀態
該閥門負責增壓和暖風的流量控制,因此在關閉的狀態下,可以預測駕駛艙和客艙內會急劇的減壓
如果該閥門打開的話,就會向機艙內送入熱風。
因此戰鬥機飛行員發現的駕駛艙玻璃結冰現象也就可以解釋。

流量調節筏關閉的原因有幾個可能。
一是發生了機械故障,比如測壓裝置,閥門動作裝置發生故障。
一是飛行員起飛前沒有把"Cabin Air"電門開到"NORM"(正常)狀態,也就是忘記在"OFF"的狀態了。
但是機內氣壓高度低於3000米以後,警報系統將會起動,並且在4300米之後氧氣面罩會自動落下來,
因此事故調查書中認為這種可能性比較小。
還有一種可能是在飛行中飛行員把"Cabin Air"電門關閉了。

為什麼組員沒有吸氧,調查書中認為可能在使用氧氣面罩之前,組員乘員已經陷入低氧症狀。
作為可能性,比如如果發生了體機裂縫,有可能發生逐漸低壓和急速低壓兩種情況。
高度9000米發生急速低壓時,如果不緊急吸氧的話,8秒之後人的認識機能就會發生損傷,不可能完成複雜的飛機操縱動作。
發生逐漸低壓時,在警報30秒之後人的認識能力的低下和操縱能力就會發生衰退。

不過,在後來的事故模擬時發現,快速參考手冊QRH中記載的內容可能是引發事故的原因。
因為在QRH中對低壓時的處理步驟,首先要求檢查流量調節筏的狀態(據說包括4行很複雜的說明),
這之後才是帶上氧氣面罩。
可以想像當低氧症狀時,飛行員已經處於認知能力低下的狀態,
而閱讀QRH手冊中難懂的說明一定會花費時間,
造成飛行員失去關鍵的緊急吸氧的最後時機。

但是關於真正的事故原因,調查書里沒有找到跟多的證據,因此也就無法真正破解了。

參考資料
1 http://en.wikipedia.org/wiki/1999_South_Dakota_Learjet_crash
2 まさかの墜落

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