货舱门是飞机的运动功能部件,其设计的好坏,直接影响飞机的过站时间和派遣率,也可能影响飞机的安全。如果飞机在高空中飞行时,货舱门意外打开,将造成增压舱突然释压,损坏飞机线缆和关键系统,造成飞机的失控,严重时还会造成飞机的解体,造成重大人员伤亡和财产损失。
货舱门引起的事故很多,带来的影响有大有小。去年,波音在X的最终负荷测试时,其货舱门突然发生爆炸,意味着波音必须更换舱口并重复测试,影响飞机研制进度。
有的由于货舱门出现讯号异常,为了安全起见机长决定返航,耽误旅客的出行安排。有的货舱门在高空中飞掉了,遗失了一些行李和货物,最终有惊无险地安全着陆,没有人员死亡。例如,年,爱尔兰摇滚乐队U2的主唱博诺乘坐的Learjet飞机,当飞行高度大约在英尺高空的时候,后方货舱门突然脱离,飞机最后安全降落在柏林机场。
年6月12日,美国航空96号航班(DC-10机型)从洛杉矶起飞,经停底特律后,准备飞往拉瓜迪亚机场。当飞机飞越加拿大温莎上空时,后下货舱门突然打开,引发舱内释压,客舱地板因为受压过大发生了塌陷,而塌陷的位置正好是飞控系统的电缆连接处,从而飞机失去控制,以高达英尺/分钟的下降速度,踉踉跄跄地向地面栽去。多亏机长沉着冷静,通过增加发动机动力等一系列措施,使飞机安全停在了跑道。
其它3次货舱门在空中打开事故,飞机和乘客就没那么幸运了,都造成了民航史上骇人听闻的重大空难。年,一架载有名乘客和机组人员的刚果(金)运输机在飞行中,后部的货舱门突然自行打开,造成大约名乘客丧生。年2月,美国联合航空公司的一架波音由夏威夷的檀香山飞往新西兰的奥克兰。当爬升到米高度时,前下货舱门突然打开,造成爆炸性释压,撕裂了部分机身蒙皮,还产生了大量飞散的碎片,对机翼和发动机都造成了一定的损伤。尽管机组驾驶飞机安全返回檀香山,但机上有9名乘客被吸出客舱葬身大海。
年3月,土耳其航空公司一架DC-10客机,从巴黎飞往伦敦,航班飞过莫特丰丹镇时,后货舱门意外打开,随后飞机以近乎垂直的姿态,以km/h的速度撞向地面,机上的人全部遇难,是世界民航史上十大空难之一。从此,DC-10飞机逐渐淡出客运市场,如今只有少量货运型还在使用。
经调查,美国航空96号空难的事故原因是货舱门设计缺陷。按DC-10的设计,货舱门在关闭之后,作动器上的作动杆伸出,驱动锁钩钩住门槛上的固定闩轴,最后搬运工压下门杆,让锁针穿过锁钩。当压杆成功,指示灯也就提示舱门已经关好。设计方案也有防错措施,就是通过锁销可以监控闩机构。当闩机构未完全上闩时,锁销将被限位挡块阻挡,无法上锁,进而无法关闭驾驶舱告警开关,驾驶舱告警灯将保持舱门未上锁的提示。但是存在一个设计缺陷,就是即使锁针没有卡入正确的位置,舱外的门杆依然可以下压成功。随着飞机爬升高度的增加,舱内外的压力差逐渐增大,没有完全锁闭的货舱门在压力作用下脱落,导致了这起事故。
美国航空96号空难发生后,麦道公司也从四个方面采取了设计更改措施,一是在货舱门的锁针位置处开了一个玻璃窗口,以便让搬运工人能够看到货舱是否锁死;二是加长锁针的长度;三是在舱门内侧加装了金属板,确保如果货舱门没有锁住的情况下,外部手杆将下压不成功;四是货舱门外也加贴了英文警示标志。麦道公司原以为采取了简单的修补措施后,舱门再次出事的概率极低,然而,不是所用DC-10飞机都及时贯彻了这4条更改,土耳其出事的客机就没有加装提示作用的金属板。同时这些改进也有局限性,有很多搬运工人都不知道舱门处玻璃孔的作用,巴黎的货运工人也看不懂英文标牌的具体含义。再加上2个问题:一是由于驱动机构中的轴承老化使得电动机上的负载增大,引起温度升高,到一定程度后电路中的过热保护系统就会切断电动机的电源,导致闩机构作动器上的作动杆未完全伸出,也就是未完全上闩;二是由于锁机构安装错误,误差达到了7.95mm,本来锁销末端至少应超过限位挡块后侧面6.35mm,但事故飞机锁销的位置距离限位挡块后侧面还有1.6mm的距离,在未完全上闩时,限位挡块给锁销的阻力很小,起不到监控闩机构的作用。这些因素共同叠加,就导致了那次重大空难。麦道公司也痛定思痛,重新进行了货舱门的锁定设计,并加固客舱地板,增加透气孔以保持客货舱之间的气压平衡,才彻底解决了这个问题。
美国联合航空公司航班那次波音事故,有两个原因:一是货舱门的电动控制装置存在缺陷。在关闭之后、飞机起飞之前,货舱门控制系统中一个有缺陷的开关或配线导致闩的电气驱动装置接通,驱动闩机构解闩,在加压后推动舱门松脱。另一个是货舱门的锁机构存在设计缺陷,固定装置当时用的是又薄又狭长的铝材,强度和刚度都不达标。据说在这次事故爆发前2年,由于固定装置的断裂和变形,货舱门打开了一个小缝,导致飞机增压功能丧失。
在维修中,也发现大部分故障是由于离合器磨损以及咬合力不足带来的锁栓及锁钩作动器失效。根源在于,作动器在内部止动块触碰之前没有及时断电,使作动器超负荷工作,造成离合器及齿轮等部件造成磨损,以及作动器本体磨损和损坏。
因此,根据空难和事故的教训和实际维修中的经验,货舱门的设计时,必须防止反向驱动解闩和未完全上闩情况的发生,锁机构需要有足够的强度和刚度,以避免意外解闩的发生;锁机构应保证闩机构处在正确的位置,不会非指令开启;必须定期对侧货舱门的所有机械机构进行目视检查,避免非正常机械磨损的出现。