解析近期美国西南航空客机机舱顶部破洞事件

民航

　2011-05-03 《中国民航报》 记者胡海波　

4月2日，一架美国西南航空公司（Southwest Airlines Co.）的波音737-300客机在飞行途中上演惊魂一幕——机舱顶部突然破了一个2米见方的大洞，飞机随后成功迫降在美国亚利桑那州一个军用机场，除一名空乘人员因缺氧昏迷而受轻伤外，机上其他人安然无恙。

　　事实上，这已经不是美西南航第一次出现这样的事情。早在2009年7月，美国西南航空公司的一架波音737-300飞机也曾发生过同样的事故，但那一次的破洞只有30厘米见方。

　　同一家航空公司的同一种型号的飞机为何会在短时间内发生两次同样的事故？是偶然还是另有原因？记者接下来就将带您了解其中的原委始末。

飞行安全的“隐形杀手”

　　波音737-300飞机是波音公司737系列飞机的早期型号，1984年一经推出，就成为第二代波音737飞机的代表机型并迅速成为各航空公司短程航线上的主力军。波音737-300飞机在生产16年后于2000年停止向客户交付，取而代之的是新一代的波音737NG（737-600/700/800/900）飞机。但目前，很多国家依然运营着大批的波音737-300飞机。

　　经过事后调查，美西南航空的这两次事故都指向了同一个元凶，那就是金属疲劳。有业内人士指出，飞机频繁起降造成的机舱循环加减压会使机身处在一个膨胀、收缩的循环过程，较长时间之后，机身蒙皮的金属材料就可能出现金属疲劳。

　　记者就此采访了北京航空航天大学材料力学方面的专家孟庆春教授。“所谓金属疲劳，就是金属材料经过长期使用之后，由于重复多次地向其施加载荷，金属内部就会产生细小的裂纹；载荷继续施加，裂纹就会继续扩展，加到一定程度的时候材料就会被彻底破坏。”孟庆春解释说。

　　孟庆春告诉记者，由于金属疲劳而产生的破坏不同于普通破坏形式，不仅金属材料的裂纹不易被发现，而且在人们通常认为受力不大、不应该有问题的情况下，出现疲劳的金属材料也可能会被破坏。“就好像司机疲劳驾驶，由于他的反应速度变慢了，一些不起眼的因素也可能酿成交通事故。金属疲劳也是一样，裂纹起初是一点点扩大，但到一定程度之后就会造成承载面积的减小，即使在较小力的作用下，由于它不能够有效地承载载荷，最终材料也会被破坏。另外，由于初期内部的裂纹是肉眼看不到的，所以比较不容易被发现。”

金属疲劳不得不防

　　“最近的这次事故还算比较幸运的，从媒体的报道来看，美西南航的这架飞机的主体结构并没有遭受到严重破坏，所以飞机还可以承受飞行时的各种载荷，顺利地飞回来。但如果疲劳发生在要害部位，比如飞机的机翼，那后果将是不堪设想的。”孟庆春教授说。

　　不过，近乎于“隐形”的金属疲劳也不是不可破解，孟庆春教授向记者表示，虽然有的裂纹由于在内部肉眼很难看到，但现在拥有的无损探伤技术，如超声波检测、X光检测等都可以在早期就发现金属疲劳的踪迹，再加上日常对飞机的常规检查以及维修保养，完全可以将金属疲劳消灭在萌芽阶段。

　　另一方面，防止金属疲劳事故的发生还与飞机的疲劳寿命标准有关，如何权衡安全裕度与航企利益之间的关系在其中起着至关重要的作用。日前，有媒体报道说波音公司已经承认美西南航空737-300飞机的这次“开天窗”事故系飞机疲劳寿命计算失误所致。对此，孟庆春教授也表达了自己的看法，他说：“在最初设计飞机的时候，都会有一个疲劳寿命的问题，飞机经过一定的起降次数或飞行时间之后都要进行详细的检查。但由于疲劳问题的分散性和不确定性，精确的疲劳寿命目前是很难给出的。并且在精确计算疲劳寿命的同时，还要考虑航空公司的运营效果。”

　　目前，随着科技的发展，波音公司和空中客车公司在设计新飞机过程中，都不约而同地加大了复合材料的使用比例。据孟庆春介绍，复合材料的使用也将有效延长飞机的疲劳寿命。“复合材料抗疲劳性能比较好一些，但是疲劳是不能避免的，重点还在防微杜渐。”