张仲麟：三个要素但凡少一个，巴西这起空难就可能避免

【文/观察者网专栏作者 张仲麟】

8月9日，巴西圣保罗州的维涅杜市发生一起空难：沃帕斯航空公司的一架ATR72客机由于发生事故而坠毁，机上62人全部遇难。

沃帕斯航空是巴西的一个小航空公司，机队一共有11架ATR72和2架ATR42客机，以执行巴西境内中短程航线为主，是个标准的支线航空公司。对于规模不大的航司来说，这起空难带来的损失无疑是巨大的。

事故分析

失事机型是ATR-72，是一种使用较为广泛的双发涡桨支线飞机；失事飞机（机号PS-VPB）机龄为14年，属于正值壮年；在失事时执行的航班是2Z2283航班，从卡斯卡维尔飞往圣保罗。从飞机ADS-B数据及飞行轨迹可以看出，飞机起飞之后正常上升到17000英尺的高度进行巡航飞行，在接近圣保罗即将下降高度准备降落时发生了事故。

失事飞机的飞行轨迹，在巡航高度接近目的地时发生事故

从ADS-B数据中可以看出，在事故发生之前的一个多小时里，飞机的飞行状态很正常。虽然ADS-B里出现了飞机地速数据出现过山车一样的异常波动，但这可以认为是传感器数据出错所导致的，并非真实空速。

如果翻看失事飞机前几次飞行的ADS-B数据会发现，其显示的地速同样有“过山车”现象。换个角度说，如果飞机实际飞行中真就是这个速度波动……那飞机早就掉下来了。虽说异常空速更可能是传感器问题导致的，但这也侧面反映出这飞机多少是“带病飞行”。而且翻阅了下历史记录，这种情况都持续几个月了。

FR24上显示的失事飞机ADS-B数据，可见飞机飞行速度（黄线）波动极为异常

该公司同型号其他飞机执行同一航段时，ADS-B中的飞行速度数据就很正常

而飞机的高度曲线所反映出来的信息量就很大了。

在飞机坠毁之前有几个异常动态：发生突然下坠，然后猛地拉高，接着就是直线下坠直到坠地了，从开始到结束仅有一分钟。

FR24官方公布的数据显示，飞机在这短短一分钟里的下降速率极高，在每分钟下降8000英尺（第一次下降）到每分钟下降24000英尺（第二次下降）之间。而两次下降中的那次拉起，也有着高到不正常的爬升速率（约4000英尺每分钟），这些正是本次空难发生的关键。

失事飞机在坠毁前经历了高度上的“大起大落”

由于这次空难事故发生在人口较为密集的区域，因此地面上有大量目击者目睹了飞机坠落的过程，甚至有多段现场视频完整地记录下了飞机坠毁前的最后画面。而从现场视频中可以看到，失事的ATR72飞机是以“摊大饼”的状态，原地打转直挺挺地掉下来。

其实这样的飞行动作我们也有见识过，在航展上苏35的招牌动作“落叶飘”就是这样一边空中“摊大饼”一边下落，只不过苏35是用来展现自己强大机动性而且处于可控状态，而ATR72则叫做失控了，即陷入了失速尾旋。

陷入尾旋而直挺挺落下坠毁的飞机

对于飞机来说，陷入失速尾旋是非常致命的。

失速尾旋的形成过程一般是从失速开始，紧接着一侧机翼失去更多升力，升力的不对称性会导致飞机进入自转状态。这时，飞机通常会围绕某个机翼的尖端进行旋转，并且在每次旋转中继续失去高度，也即陷入了尾旋。

对于小型飞机或者战斗机来说，要改出失速尾旋，需要保持冷静、正确操作；而对客机来说，由于较大且没那么灵活，遇到失速尾旋就格外惊险了，如果飞机没有足够的高度进行改出或者飞行员应对失措，那面临的就是机毁人亡。

飞机陷入尾旋时是可以改出的，其口诀就是：推杆收油反蹬舵。通过减少飞机的迎角、降低发动机推力以减少偏航力矩、使用方向舵来抵消飞机自旋等手段，稳定机身用高度换空速来改出尾旋。

而ATR72在面对失速尾旋时相对不容易改出，因为其T型尾翼、上单翼与涡桨发动机的气动布局：在陷入尾旋时，气流会被机身和机翼遮挡住，导致尾翼失去正常的控制飞机俯仰角度的气动能力，垂尾和方向舵作用也受限，使得飞行员较难通过操纵改出尾旋；而且T型尾翼重心较高，使得飞机陷入尾旋时有着更大的旋转惯性，加大了改出难度。

在ATR72三十多年的使用历史中，多次发生陷入失速尾旋的状态，而且结局多为机毁人亡。就如1994年美鹰航空4184号航班空难，就是飞机飞行中由于机翼结冰导致飞机失速，飞行员虽然努力挽救飞机但未能成功。而事后调查表明，如果再有1200英尺（约400米）的高度，飞行员就可能成功拯救飞机了。

致命结冰

至于为什么会发生失速尾旋导致飞机坠毁，我们就得把视线转向当地的天气了。

根据事故发生前后圣保罗机场的metar天气报文，天气为小雨轻雾，温度为15-17摄氏度，能见度4000米属于尚可。但在事发空域，当时发布了严重结冰警告，在该空域内12000-21000英尺高度有严重结冰现象，而飞机发生事故时的17000英尺正好在范围之内，因此失事飞机有着极高的发生结冰的可能，更不用说处于南半球的巴西8月正值冬季，还遇到下雨，那结冰概率一下子就上去了。

当地航空气象部门发布的严重结冰预警

而ATR72这飞机，在结冰导致事故这事上，也算是有着斑斑劣迹了。

作为一架1988年首飞的飞机，ATR72放在今天已经算是个落后机型了。而且ATR72的机翼构型有缺陷，机翼上层容易结冰。除此之外，ATR72飞行高度较低，通常在2万英尺以下，这使得ATR72常常飞行在积冰情况更为严重的中低空层。就如本次结冰警告的高度范围是12000-21000英尺，如果是喷气客机飞行在30000英尺左右高度，那自然无需担心结冰，但很显然ATR72飞不到这高度。而且ATR72的结冰告警与除冰设备也颇为落后，使得飞行员无法及时发现结冰并进行除冰。

机翼结冰对飞机的影响是显著的。冰层会改变机翼的气动形状，增加空气阻力，减少升力，导致飞机的失速迎角降低。这意味着飞机在较低的迎角下就可能失速，飞行员可能在无明显预兆的情况下突然失去对飞机的控制。此外，结冰还可能影响飞机的稳定性和操控性，尤其是机翼的升力和方向舵的效能。如果考虑到ATR72的恶劣前科以及飞机正好处于严重结冰警告的空域与高度之内，那么失事飞机发生结冰的可能性不小。

但通常来说，飞机的失事不会是单一原因，往往是多因素复合作用导致空难发生。正如前文所说，飞机陷入失速尾旋后需要通过一系列正确处置来改出，但从现有迹象来看，飞行员很可能没有正确处置。

在飞机高度变化上，我们可以清楚地看到“落起落”三个过程，如果基于发生机翼结冰导致失速的话，很可能发生的情况是这样的：

失事飞机在17000英尺巡航飞行时发生了机翼结冰，导致飞机发生失速开始向下俯冲，下降速率达到了8000英尺每分钟。这时候的情况并不严重，而且飞机处于依然可以操控的状态。但飞行员显然被这突然失速俯冲吓到了，面对突如其来的俯冲，他极有可能下意识地拉杆到底想要爬升，使得飞机变成了大迎角爬升的状态。

这一段拉升极有可能是飞行员错误应对导致的

然而，灾难正由此开始。剧烈的大迎角拉升反而使得飞机失去了空速，由此陷入了失速之中。而当一侧机翼的失速比另一侧机翼更为严重时，升力的不对称导致飞机陷入了自转状态，由此进入了尾旋状态。而熟悉空难或者经常看《空中浩劫》的朋友都知道，这情况不就是博南拉杆么。

造成这样的轨迹极有可能又是一次“博南拉杆”

考虑到飞机是从17000英尺坠落下来，在坠落的过程中有着近一分钟的时间可以挽救飞机，用高度换速度然后通过“推杆收油反蹬舵”来改出。但飞行员显然已经无法冷静操控飞机，彻底失去了改出的可能，最终在众人的注视之下坠毁。

如果我们回头来看这起空难，基于现有信息我们可以得出以下几个要素：

1. ATR72本来就是安全性不高的落后机型；

2. 事发空域有结冰警告可能导致结冰；

3. 从飞行数据来看，飞行员极有可能错误应对、“博南拉杆”了。

这三个要素但凡缺少一个，这起空难可能就不会发生了。

在航空业中有一个“瑞士乳酪理论”：每一道安全措施都是一片乳酪，而乳酪上的孔洞则代表着漏洞。虽然乳酪上有着诸多孔洞，但只要不是恰巧凑在一起，那么就不会发生事故；但如果恰好多片乳酪上的孔洞凑在一起形成了贯通，事故就发生了。空难往往都是多道安全措施失效的结果，而这次也不例外。

瑞士乳酪理论是安全管理的一个重要理论

因此，我们要尽可能地减少每一片“乳酪”上的孔洞，尽可能地减少“贯穿”的概率。

也因此，在飞机研发与适航取证中，飞机的结冰是一个极为重要的科目，要能在机翼结冰厚度较高的情况下依然能确保飞行安全，并且有足够的除冰措施防止结冰影响飞机的操纵与气动面的破坏。

同时，飞行员的正确处置也是非常关键的，而这是靠日复一日的严格训练所达成的。

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