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飞机应急撤离决策分析

 啵啵老公 2023-09-11

引言

应急撤离是在飞机发生不安全事件后为避免机上人员进一步受到危害、落地后要求旅客和机组通过飞机滑梯离开飞机的一种紧急措施。本文通过几起案例分析提出:机组的应急撤离决策要有运行政策支持,机组的应急撤离决策要综合来自飞机系统、客舱乘务员、塔台管制员、地面机务人员和消防员的信息,在飞机存在潜在危险但并无直接危害的情况下,快速离机的是可选方案之一。

2016年6月27日,一架B777-300飞机因故障返航,飞机着陆后发动机和机翼起火,机组没有执行应急撤离。2007年8月20日,一架B737-800飞机落地滑行到停机位后,飞机的右燃油箱漏油起火,机上乘客和机组员安全撤离。2019年3月5日,一架B737-800飞机在起飞滑跑阶段因火警警告中断起飞,机组实施应急撤离。应急撤离的决策应该考虑哪些因素?


一、案例1:B777飞机发动机漏燃油起火

(一)事件经过

2016年6月27日02:24,新加坡航空公司的一架波音777-300ER飞机从新加坡机场起飞飞往米兰。起飞后30分钟,飞机在巡航的过程中出现右发动机滑油量低信息,右发动机的滑油为1个单位,左发动机的滑油为17个单位,但是两的发动机的滑油压力和温度参数均在正常范围内。机组联系了公司工程控制中心后,双方为认为滑油量指示错误,并决定继续飞往目的地。大约在起飞后1个多小时,公司通过卫星电话建议机组,考虑到刚刚起飞不久且距离新加坡不远,建议返回新加坡。

打完电话不久,机组人员感觉到操纵杆和驾驶舱地板出现异常振动。机组减小右发动机推力后振动基本停止。大约在同一时间,机组人员在驾驶舱里闻到一股烧焦的气味,但很快也就消失了。

机长给公司通报了情况之后决定飞机在右发动机维持在慢车的情况下返航新加坡。与此同时,乘务长在客舱内闻到烧焦的气味,公务舱和客舱前部的气味特别强烈。乘务长把情况通知飞行机组后,机组关闭了右侧空调组件和循环风扇,不久,机舱里的气味就消失了。

飞机下降到17000英尺返航新加坡,右发动机一直在慢车运转。05:21,飞机的EICAS[1]出现“燃油不一致”信息(FUEL DISAGREE),机组执行了燃油不一致检查单。燃油不一致检查表提出了四种怀疑飞机漏燃油的情况,如果认为燃油泄漏,机组应执行燃油泄漏检查单。其中一种情况是累加器(TOTALIZER)燃油量[2]小于计算(CALCULATED)的燃油量[3]。当时飞机累加器的燃油量约为79吨,计算的燃料量约为83吨。但是,机组没有执行燃油泄漏检查单。

着陆前,机组人员通过飞机放油系统放燃油约41500公斤,使飞机低于其最大着陆重量。飞机于06:49(起飞4小时25分钟之后)在新加坡机场降落。落地后机组打开了发动机反推,在反推打开后约20秒后,机舱内的乘客听到两声巨响,并伴有两次闪光,这两次闪光来自右侧发动机区域,驾驶舱机组人员也听到较弱的砰砰声。

正在监视飞机落地的机场救援和消防人员看到右发动机起火时立即通知了塔台,塔台管制员第一时间给机组人员通知了火情,并指挥飞机在跑道和快速出口滑行道E7的交叉点停下。驾驶舱内没有任何火警警告出现。

飞机停稳后,右发动机的尾部已经起火,从右发动机排放到道面上的燃油也已起火,火势很快蔓延到了右发动机区附近的右机翼的下部。第一辆防车在57秒后到达现场,并开始向右发动机喷洒泡沫。

消防队员设法控制了火势,右发动机区域和地面大火于06:53被扑灭。07:10(落地后21分钟),旅客和机组开始从飞机左前门的客梯车下飞机,并于07:31全部离开飞机。

(二)事件分析

假如您是航班的机长,落地后塔台通知机组飞机右侧起火,但是驾驶舱没有火警警告,您会做出应急撤离的决策吗?手册是怎么要求的?

1、公司运行政策

新加坡航空公司的飞行机组训练手册中这样描述:“在持续的烟雾或无法确定完全扑灭的火灾情况下,最安全的行动方案通常需要尽可能早的下降、降落和撤离。”

2、飞机着火信息的传递

机场救援和消防人员一直在监控飞机的落地,两台发动机上的反推打开后约20秒后,当看到右发动机起火时,消防员通知了塔台管制员,管制员第一时间给机组人员通知了火情,并指挥飞机在跑道和快速出口滑行道E7之间的交叉点停下。驾驶舱内没有任何火警警告出现。

3、撤离决策

飞机停稳后,在消防员没有到达之前,在已知着火的情况下,及时驾驶舱没有火警警告,按照手册的要求,机组应该在“无法确定完全扑灭的火灾情况下,尽快的撤离。”机组此时没有实施应急撤离,这是机组第一次错过撤离的最佳时机。

4、飞行员和消防员之间的沟通

新加坡航空公司的手册建议,飞行员在做出撤离决定时应利用所有可用的信息来源。管制员第一时间在飞行员和消防员之间建立了通讯,消防员给机长的火情报告是机长重要的信息来源。

飞机于06:49落地,57秒后第一辆消防车达到飞机旁边并开始喷洒泡沫灭火剂。06:51:50(大约飞机停稳后1分钟),机长通过无线电频道问消防员:“How is it looking…Is the fire contained?(看起来怎么样?火势能控制吗?)”

06:51:53消防员:“…we are still trying to contain the fire…the fire is pretty big…willlike to advise… disembarkation on your port side.”(我们仍在努力控制火势…火势相当大…我想建议…从你的左侧下飞机。)

06:52:05机长:“Okay evacuate fromthe port side confirm?(好的从左侧撤离,证实?)”

    事后调查的访谈了解到,消防员知道 “撤离”(Evacuation)和 “下飞机”(Disembarkation)两个词的区别。消防员指挥官相信将能够控制火势,然后飞机上的乘客可以下飞机。因为他认为没有必要撤离,所以他用了“下飞机”这个词。根据对机长的访谈,他也知道两个词的区别,当时他正试图向消防员征求撤离的意见。

  机长在得知“火势大”(图1)、“消防员在尽力灭火”的信息后,机长应该做出应急撤离的决策。可能是消防员在通话中的“下飞机”这个词干扰了机长,加上机长在决策时过于依赖他人意见,所有迟迟没有下决心撤离。这是机长第二次错过应急撤离。虽然从事后的结果判断,大火在5分钟后扑灭,没有人员伤亡。但是,从安全裕度的考虑,撤离应该更为合适。

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图1 B777飞机右侧起火

5、飞行员和客舱机组的沟通

客舱乘务员通过客舱窗户能看到飞机外部的火情,在着火初期,几名乘务员试图通过飞机内话系统与驾驶舱机组联系,驾驶舱机组只接听了一个电话,并告诉乘务员他们“知道情况并正在处理”。很显然,机组应该询问乘务员看到的情况,作为对现状判断的一个依据。在事后的访谈中,一名客舱乘务员说,着火的初期,在离火最近的机身部分的机舱壁上感觉到了热量。她通知了区域乘务长,区域乘务长随后通知主任乘务长。主任乘务长不记得是否告诉了驾驶舱机组人员。

6、机组对飞机设备的使用

发生事故飞机的右水平安定面的前缘安装了一个摄像头,打开后正常情况下可以协机组在地面滑行,摄像头也可以为机组提供机身外部的实时视频图像(图2)。在此事件中,如果机组打开摄像头,机组可以看到火情。机组人员也可以打开右侧驾驶舱逃离窗,将上半身伸出窗外观察右侧机翼和发动机区域的火灾情况。当然,飞机没有进入打开摄像头的滑行阶段,加上特情发生,没有使用此设备可以理解。

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图2 B777水平尾翼摄像头的视景显示

7、客舱乘务员的撤离决策

  在机长没有给出撤离指令时,乘务员能做出撤离决策吗?在事故报告中没有提及新加坡的航空公司的政策,大部分的航空公司是可以的。根据中国民航局2019年第733号文件《关于“客舱运行管理”部分内容的补充说明》的描述:“在非常紧急的情况下如:水上迫降、失火、烟雾无法控制、燃油严重泄漏、航空器严重损坏等,客舱乘务员可在未得到飞行机组指令的情况下自主发起防冲击指令或撤离指令。”

8、操作建议

在此事件中,机组在落地滑跑中得知飞机着火,建议飞机停住后机组就开始实施应急撤离。如果机组在开始阶段对火情还判断不清楚,等到消防员报告火势“非常大”时,机组应该实施应急撤离。在机长和消防员对话的同时,建议副驾驶可以和客舱乘务员通话,了解乘务员看到的情况,为决策提供帮助。在机长没有下达撤离指令,建议乘务员根据当时的情况可以启动应急撤离。


(三)事故原因

事故的原因是飞机的主燃油滑油热交换器(MFOHE[1])的燃油管破裂(图3)。在发动机燃油泵工作时,燃油压力在400至1600psi之间。而发动机滑油系统内的压力约为100psi。因此,高压燃油进入发动机滑油系统。

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图3 事故飞机的主燃油滑油热交换器示意图和照片

燃油代替滑油分布在整个发动机机滑油系统中,并逐步进入发动机的其它部位,客舱也闻到了烧焦的气味。由于燃油的润滑效率降低,出现了驾驶杆和驾驶舱地板振动。机组把右发油门收到慢车后,情况有所缓解。

在飞机返回新加坡的航程中,空中部分没有起火,这是因为发动机外部气流速度很高,从而阻止了泄漏燃油的点火和持续燃烧。当发动机反推打开时,发动机尾部的锥状体上的气流显著减少,它上积聚的燃油和气流中的油气混合物被点燃。大火持续了大约5分钟后被扑灭。图4和图5是飞机的烧毁情况。

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图4 右外襟翼的损坏情况

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图5 发动机的部分损坏情况

在整个着火期间,驾驶舱内没有EICAS火警警告,这是由于发动机火警探测元件位于发动机罩和发动机核心机之间,而发动机整流罩外部没有火警探测元件,大火一直在发动机外部。

由于燃油泄漏,飞机出现“燃油不一致”信息后,机组执行了检查单,但是机组没有行燃料泄漏检查单。如果机组执行了燃油泄漏检查单,着陆后的着火可能会避免。


二、案例2:B737飞机机翼漏燃油起火

(一)事件经过

2007年8月20日,一架执行台北桃园至日本那霸的波音737-800飞机在那霸机场落地后刚刚到达到停机位,飞机的右燃油箱漏油起火,机上157名乘客和8名机组员安全撤离。

10:26:52飞机在那霸机场18号跑道着陆。

10:31:57飞机到达41号停机位。

10:32:00发动机关车,随之滑梯解除预位。

10:32:44地面机务人员接通和机组的内话。

10:32:52右侧发动机后部起火,火势蔓延到右机翼前缘和右侧发动机下部的停机坪。

10:33塔台管制员看到了黑烟,并通过监控摄像头得到证实。

10:33:05机务人员通过飞机内话系统通知机组:“Cockpit, Ground, Number Two Engine Fire!”

10:33:42机长收到着火的报告后,自己通过驾驶舱侧窗看到黑烟正在升起,就在第一时间通知了乘务员:“Attention! Crew On Station! Crew On Station!”

10:33:52机长通知客舱机组准备应急撤离:“Crew...uh...prepare for evacuation.”

10:33:59乘务长通过客舱广播要求各乘务员将飞机舱门设置在飞行模式:“Cabin crew, all doors in flight.”

10:34:12管制员通知机长飞机起火。

10:34:24第一名旅客通过3R滑梯开始撤离,随后1L、1R、3L滑梯打开。

10:34:40副驾驶开始执行应急撤离检查单。

10:34:45和10:34:49机组按照灭火程序操作发动机火警手柄和APU火警手柄。

10:34:52副驾驶说到:“Evacuation Required, now Required.”

10:36:06 四个滑梯的撤离结束。

10:36:11右机翼第一次爆炸。

10:36:12副驾驶通过逃离绳撤离。

10:36:20机长通过逃离绳撤离。

10:36:45右机翼或者机身的第二次爆炸。

10:37:11机身第三次爆炸(图6)。

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图6 事故飞机起火爆炸

(二)事件分析

1、信息传递

机务人员和飞行员之间

此次事故中,驾驶舱内没有火警警告,信息的来源必须来自其它渠道。那霸机场机务人员看到起火后,及时准确的给机组通知了机组火情,从飞机起火到报告机组只有13秒的时间,通话用语简洁明了。

飞行员和乘务员之间

机长在得知飞机起火的信息并观察证实后,第一时间通知乘务员各就各位(Attention! Crew On Station! Crew On Station!)。接着要求准备撤离(Prepare for Evacuation)。

乘务长和乘务员之间

乘务组在听到机长的指令之后,通过广播要求乘务员将飞机舱门设置在飞行模式。客舱把乘务员机长准备撤离的指令(Prepare for Evacuation)听成了旅客撤离(PassengerEvacuation)指令,就开始执行撤离。

管制员和飞行员之间

塔台管制员在机务人员通知机组67秒之后,也通知机组报告飞机着火。

高效的沟通

在短短的一分钟的时间里,有几条重要的信息在多方之间传递。第一条信息是飞机起火,信息的发送者是机务人员,信息的接收者是飞行员。第二条信息是(准备)撤离指令,信息发送者是机长,信息的接收者是乘务长、乘务员和旅客。第三条信息是设置舱门到飞行模式,信息发送者是乘务长,信息的接受着是客舱乘务员。第四条信息也是飞机起火,信息的发送者是管制员,信息的接收者是飞行员。从机务人员通知机组飞机起火,到第一名旅客开始撤离用时79秒,可以说信息沟通非常高效,乘务员操作迅速准确。

2、撤离决策

按照调查报告,客舱乘务员把机长“准备撤离”的指令听成了“旅客撤离”后就开始组织旅客应急撤离。假如机长没有发出撤离指令,乘务长或者乘务员能进行撤离吗?

按照该公司的运行手册:在机长没有给出“旅客撤离”指令而情况离毋庸置疑时(例如:飞机严重损坏,客舱大火),乘务长发出撤离指令。如果以上提到情况下乘务长没有发出指令,每个乘务员可以开始撤离。

就在机务人员联系驾驶舱的同时,乘务长也听到了从驾驶舱传出的着火的信息,同时她也看到飞机右侧机翼下部冒出一股黑烟,位置非常接近发动机和油箱,她判断是飞机起火了。此时,乘务长有权启动应急撤离。

(三)事故原因

造成事故的原因是飞机的5号缝翼滑轨的下止动装置(Downstop Assembly)螺母脱落,飞机落地后收上缝翼时,脱落的下止动装置在缝翼滑轨槽中顶破了飞机燃油箱,飞机开始漏油(图7、8、9)。大部分泄漏的燃油主要是从右机翼前缘5号缝翼的底部漏到右发动机排气管上,但是当发动机运转的时候,风扇的气流把泄漏的燃料吹走。当发动机关车以后,燃油漏到右发动机的炙热的尾喷管上直接起火。图10是飞机额烧毁情况。

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图7 襟翼缝翼剖面图

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 图8 缝翼滑轨下止动装置脱落

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图9主油箱破损图片

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图10 烧毁的发动机和机翼

三、案例3:B737飞机起飞滑跑火警中断

(一)事件经过

2019年3月5日,一架B737-800飞机在珠海机场起飞滑跑阶段因火警警告中断起飞,机组实施应急撤离。

当日17:18:15,机长在左座操作飞机进跑道起飞,起飞的决断速度V1=137节。

17:18:54指示空速127节时出现了主轮舱火警、发动机火警、APU火警警告,火警铃响起。机组执行中断起飞。

17:18:55机长人工脱开自动油门。

机长:“这中断了!中断了!报告,报告中断了”。

副驾驶:“塔台,南方3773,05号中断了”。

17:18:57使用最大人工刹车,最大指示空速134.5节。

17:18:58收回油门,接着拉出反喷和减速板手柄。

副驾驶:“跑道上处置,南方3773 MAYDAY MAYDAY MAYDAY, 南方3773发动机火警了,中断起飞,跑道上处置了。”

塔台管制员:“南方3773收到了,需要什么援助”。

机长:“我现在还不需要,稍等”,“好,刹车”。

副驾驶:“证实”。

机长:“客舱机组各就各位,客舱机组各就各位,请听清楚,客舱机组各就各位。”

副驾驶:“APU启动,APU不能启动,APU不能启动了!”

机长:“这3个(火警手柄)都亮了,咱就3个都拔了啊。”

副驾驶:“好。”

塔台管制员:“南方3773,是否需要应急撤离?”

机长:“需要需要”,“灯一直亮啊”。

17:19:27,副驾驶:“证实”。之后QAR数据记录中断,舱音记录中断。

17: 20机组做记忆项目:自动油门脱开,油门杆收光,没有切断启动手柄,三个火警灯(1号发动机、2号发动机、APU)都亮。机长把三个火警电门拔出,拔出后三个警告灯仍然亮。

副驾驶计时30秒,旋转火警电门到止动位保持,1、2号发动机的2个灭火瓶和1个APU灭火瓶均释放,相应的释放灯亮,火警灯仍亮。

做完记忆项目后,机长给客舱用旅客广播系统做了广播“客舱机组各就各位”,然后给副驾驶下口令“撤离检查单”。接着,机长做客舱广播“撤离!撤离!EVACUATE!EVACUATE!”乘务组听到撤离指令后,按撤离程序进行撤离,同时HA做客舱广播“所有旅客不要带行李,排好队从4个舱门迅速撤离”。

17:21飞机左2、右2、右1、左1共4个舱门的紧急滑梯依次释放和正常充气。17:21机长又做了一次PA广播“请各位旅客不要拿行李,听从乘务员的指挥。”接着,按检查单报告塔台:“南方3773,飞机上人数138,剩余油量8.6吨,现在开始撤离”。17:23 旅客撤离完毕后,机组在清舱之后也撤离飞机。

事后调查,飞机发动机、货舱和主轮舱没有着火痕迹。触发火警警告的原因是,火警控制面板的可靠性不高,飞机滑跑起飞阶段受到较大震动时,火警测试电门在测试位易被激活。

(二)事件分析

1、过早的撤离决策

机组中断起飞,在执行发动机火警检查单第四项程序时,管制员询问机组是否需要应急撤离,机长回答需要。发动机火警的程序的第四项程序是“发动机火警电门拔出”,拔出发动机火警电门后飞机将自行关断发动机的燃油活门、液压关断活门和发动机引起活门、预位发动机灭火瓶释放器。发动机火警程序的第五步是通过旋转火警电门释放相应灭火瓶,计时30秒后如果火警仍然存在,再释放另一个灭火瓶。显然,机组应该在执行完发动机火警程序之后,如果火警警告任然存在,再来决策是否应急撤离。

机组当时的决策,可能和瞬间飞机火警出现带来的惊吓有关,也有可能和训练有关。为满足民航规章的要求,机组模拟机复训中都要进行应急撤离练习,课程的设置为了节省时间,一般的火警中断起飞之后都会要求应急撤离,过早的撤离决策可能和机组的思维定势有关。

2、撤离决策的合规性和合理性

当机组执行完发动机火警检查单后,火警警告仍然存在,机组的应急撤离决策符合公司政策要求。但是此决策是否合理呢?很显然,飞机同时发生左发动机、右发动机、APU和主轮舱着火的可能性非常小。在当时天气晴好的情况下,塔台管制员和客舱乘务员的观察和报告,也能为机组的决策提供帮助。

机组合理的决策需要公司安全文化的支持。如果公司发生机组判断为虚假火警、但是机组没有应急撤离的事件后,机组被批评或者处罚,就会限制机长主观能动性的发挥。

机组合理的决策需要公司运行政策的支持。公司可以在运行政策中要求机组在做出撤离之前对管制员、乘务员等其他人员提供的信息进行综合判断。公司的政策还必需要有可操作性,快速离机程序就是介于应急撤离和正常下机之间的可供机组选择的方案。

3、快速离机程序

快速离机是指有序组织机上人员通过廊桥或相应数量的客梯车快速离开飞机的方式,适用于飞机存在潜在危险但并无直接危害的情况。机长对潜在危险和机场保障能力进行评估后,决定是否执行快速离机程序,并通知乘务组。如果在快速离机的过程中情况恶化,机长可以将快速离机升级为应急撤离,机组人员根据机长下达的指令按应急撤离程序引导旅客撤离飞机。图11是B737飞机快速离机程序样例。

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图11 B737飞机快速离机程序样例

结束语

本文分析了三起发生在地面的飞机火警事件,第一起是777着陆后发动机和机翼起火,机组没有执行应急撤离;第二起是737滑行到停机位后发动机和机翼起火,机组实施应急撤离;第三起是737火警中断起飞,机组应急撤离。机组的撤离决策从来都不是一件简单的事情,机长在应急撤离决策时,如果条件允许,要综合飞机设备、塔台管制员、客舱乘务员、机务人员和消防员等各方面的信息。航空公司要通过完善运行政策和操作程序为机长的决策提供依据,要通过良好的安全文化鼓励机长发挥主观能动性。

参考资料

  1. The Investigation Report of B777-300ER/ 9V-SWB Engine Fire on 27 June2016, Transport Safety Investigation Bureau, Ministry of Transport, Singapore,2017.

  2. The Accident Investigation Report of B737-800/B18616 at Naha Airport on 20August 2007, Japan Transport Safety Board, 2009.

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