[中配]揭秘協和飛機的真實命運

在巴黎東北郊區的一個陽光明媚的星期二下午, 一百名乘客開始登機, 走過狹長的協和飛機機身, 身旁兩側是乘隊的商務艙座位。 4590號航班是一架包機, 主要載著德國乘客, 開始了一段通過加勒比海、巴拿馬運河, 最終抵達厄瓜多爾的冒險之旅, 乘坐的是MS Deutschland號。 航班的機組人員由機長組成, 他是一位53歲的飛行員, 在協和飛機上飛行超過300小時。 副駕駛是一位50歲, 擁有超過2000小時協和飛機飛行時長的飛行員。 機務工程師同樣積累了超過900小時的協和飛機飛行經驗。 下午2點34分, 地面控制允許航班從戴高樂機場的最長跑道26R起飛。 這條跑道正是為了讓協和飛機的笨重三腳翼 達到起飛速度而設計的。 下午2點40分, 法航4590航班在26R跑道的起點排隊, 開始了一段激動人心的起飛序列。 這是世界上唯一使用加力燃燒器的商用飛機。 20秒後, 副駕駛報告他們達到了100節的速度。 6秒後, 機長喊出V1, 意味著無法回頭的時刻。 現在放棄起飛已經不再是一個選擇, 因為剩餘的跑道不足以及時停下。 僅僅過了2秒, 左翼傳來一聲巨響, 飛機冒出火焰, 片刻後墜毀在附近的一家酒店。 接下來是一項歷時數年的空難調查, 運用工程技術從殘骸中揭示事故原因。 這就是它的故事。 空難調查人員面臨的挑戰是巨大的, 尤其是對於如此悲慘的損失。 協和飛機墜毀在離戴高樂機場西南方向近10公里的 一家小酒店和餐廳上。 火焰吞噬了墜毀現場周圍的區域, 留給調查人員的是一片散落的焦黑殘骸, 等待他們重新拼湊。 調查人員首先整理了事故現場, 以尋找有關事件發生的線索。 酒店墜毀現場, 北側的樹木被修剪的痕跡表明, 飛機在向南飛行時發生了墜毀。 沿著向南的軌跡, 協和飛機強大的渦輪噴氣發動機殘骸 散落在黑暗裡燒焦的地面上。 現場滿是大型撞擊痕跡, 機身殘骸深深嵌入地面。 更南方,主艙與這場悲劇的遇難者一起被發現, 東邊是駕駛艙和被燒毀的儀器。 並不是所有儀器都在火災中倖存, 很多都已經遺失, 不過還是有一些儀器在墜毀和火災中倖存了下來。 調查人員記錄下了他們能讀到的最後讀數和表盤, 希望這能提供關鍵的信息, 幫助隨著調查的深入而揭示真相。 當他們挖掘飛機殘骸時, 他們發現了飛行數據記錄儀, 這是一種存儲飛機飛行記錄關鍵信息的工具。 他們還找到了駕駛艙語音記錄儀, 讓調查人員能夠聆聽飛機的最後時刻。 在這些音頻錄音中, 警官呼叫V1後, 不久就聽到了一聲巨響。 此時,飛行數據記錄儀顯示, 左翼二號發動機突然失去了速度和推力, 緊接著臨近的一號發動機也出現了同樣情況。 在引擎一和二掙扎的同時, 數據表明飛機保持著幾乎恆定的升腳飛行, 但未能攀升高度, 而左翼推力的損失導致飛機發生了滾轉。 這些飛行數據和音頻記錄 提供了大量證據來說明發生了什麼, 但留下了一個重要的問題沒有解答。 那聲響量的噪音是什麼? 在火災之前發生的是什麼造成的? 為了尋找更多線索, 調查人員將注意力轉向了跑道。 即使沒有數據記錄, 燒焦的混凝土也生動地描繪了 協和飛機的最後時刻。 從燒焦的草坪和損壞的燈具可以看出, 協和飛機失去控制並向左偏離, 同時混亂的混凝土印記和橡膠碎片 也指向左側輪胎的故障。 在這條共享的小路上, 飛機留下了更多的線索, 為持續調查提供了重要的幫助。 除了受損的橡膠輪胎, 還有兩個其他物品, 引起了調查人員的注意。 一條神祕的鈦合金條帶有不規則的鑽孔, 以及一塊沒有燒焦的飛機殘片, 大小不超過一張打印紙。 他們對那條薄薄的金屬條感到困惑, 不規則的鑽孔在行業中並不常見。 這導致調查人員試圖將這條42釐米長的金屬條 與協和飛機的任何部件進行匹配, 但是他們在設計文件中沒有找到與其匹配的任何東西。 他們得出結論, 這個金屬條並不是飛機的一部分, 而是在飛機起飛之前就已經存在了。 按照邏輯, 下一步是仔細檢查同一跑道上所有出發的航班, 以確定這塊金屬條可能來自哪裡。 4590號航班於下午2時30分起飛, 他們仔細翻閱了所有在下午1點後起飛的 飛機的維護和工程文件。 他們翻閱的眾多文件之一, 指引了他們正確的方向。 一架為5分鐘前起飛的大陸航空航班提供服務的 麥克唐納·道格拉斯DC 時有一份維修文件提到了一個金屬磨損條。 維修文件顯示這架飛機在一個月前 在特拉維夫進行了金屬磨損條的修理。 相同的文件顯示, 這次維修未達到製造標準。 為了確認,調查人員追蹤到了DC時, 發現其缺失了一條與不規則鑽孔相同的磨損條。 犯罪嫌疑人的指紋與案發現場匹配。 調查人員得出結論, 在4590號航班即將起飛的幾分鐘前, 那個大陸航班在跑道上掉落了它的磨損條。 關鍵是,在跑道上遺留的橡膠輪胎碎片中, 發現了一條32釐米長的裂口。 儘管將這根42釐米長的金屬條 與輪胎上的切口聯繫起來很有誘惑, 但調查人員不能假設這是導致事件的原因。 為了確認,調查人員搭建了一架模擬的協和飛機。 這是一輛改裝過的手推車, 適配新的協和飛機輪胎, 裝載了25噸已模擬飛機的重量。 而且確實這條金屬條正是如同在墜毀殘骸中所見的那樣劃破了輪胎。 然而,這僅僅解釋了輪胎為何會爆胎。 關鍵是,這並沒有解釋輪胎爆裂是如何導致最終的火災事故的。 畢竟這次墜毀並不是協和飛機首次在起飛時遭遇輪胎爆胎。 在其30年的項目中,協和飛機經歷了57次輪胎故障。 其中22起事件發生在起飛階段,19起是由異物造成的。 在這12起事件中,觀察到結構損傷, 6起發生了燃油箱穿透, 但沒有一起引發像4590號航班那樣的火災。 有一個事件特別突出。 1979年6月14日,一架法國航空的協和飛機 從華盛頓特區的朱利斯機場起飛,前往巴黎。 起飛過程中,其中一個輪胎爆胎導致三個油箱出現穿孔, 這導致燃料洩漏的速度為每秒4千克。 幸運的是,機組人員注意到了損傷, 在起飛後24分鐘安全降落回朱利斯機場。 在隨後針對這一事件的報告中提到, 油箱被穿透後著火的風險較低。 他們指出,低燃油洩漏率加上稀少的點燃源 並不會構成顯著的火災風險。 他們還表示,即使發生漏油,油箱的位置 也會使燃油擴散而不是積聚。 協和飛機燃燒的圖像和視頻 與之前調查的結果形成了鮮明對比。 這當然引出了一個問題, 這次航班有什麼不同之處導致了這張臭名昭著的照片? 為了回答這個問題,調查人員需要量化4590號航班的燃油洩漏率。 來自事故視頻和圖像的視覺證據提供了首個線索。 藉助這些圖像,調查人員能夠估算出協和飛機機翼後面火焰的尺寸, 判斷火焰長達50米,直徑3米,厚度10釐米。 他們估算出維持如此火焰所需的燃油洩漏速率為每秒60公斤。 其中一件倖存於事故中的儀器證實了這個數字。 通過已知的初始燃油量,一些簡單的計算確認了燃油洩漏的速率為每秒60公斤。 使用的是仍停留在最終位置的燃油表, 是朱利斯機場上次事件中每秒4公斤洩漏量的15倍。 這指向一種截然不同的燃油洩漏機制。 這裡就是跑道上的第三個證據,幫助調查人員解開墜毀之謎的地方。 跑道上發現了一塊30釐米見方的油箱碎片。 這塊金屬揭示了發生的祕密。 對一個未經訓練的眼光來說,這塊金屬不會顯得特別。 一側塗有協和飛機的白色耐熱塗料, 另一側則有沿起長度延伸的加固支撐條。 這些細節足以準確定位它來自飛機的哪個位置。 油箱編號5就在著陸Gear的正上方。 接下來,調查員注意到這塊金屬完全沒有燒毀, 這表明它是在火災開始之前掉落的。 為了揭開最後一塊拼圖,調查人員需要一位材料科學專家。 對沒有訓練的人來說,金屬的斷裂表面所傳達的信息很少, 但對斷裂力學專家來說,他卻能講述一個故事。 調查員的報告指出,保表皮上的破裂大部分是啞光的。 斷裂面呈45度角,這表明這些是靜態斷裂。 要理解這一段的意義,我們需要一些關於斷裂力學的背景知識。 為什麼45度的斷裂面表明是靜態斷裂? 我們來舉幾個例子,使用不同材料承受不同類型的壓力, 看看它們的斷裂幾何形狀是如何變化的。 調查人員知道,油箱中使用的鋁材是一種可延展的材料。 如果我們取一個延展性材料並施加硬力, 那麼正如其名所示,隨著負荷的增加,材料樣本會發生變形。 這會導致一種現象叫做縮緊,材料逐漸變薄, 直到無法承受更大的負荷,然後發生斷裂。 這使得失效部件上留下了一個特徵性的45度角。 在這類故障中,通常可以看到一個杯子和球的表面呈45度角。 這種表面只會出現在受拉的韌性材料上。 如果對樣品施加另一種類型的硬力,比如扭轉硬力, 那麼材料將以90度角斷裂。 檢查這塊的斷裂面向負責此案的專家們講述了一個故事。 油箱的洞並不是由於輪胎直接刺破油箱造成的。 這表明是由於油箱內部壓力積聚導致的破裂。 那塊橡膠以足夠的力量撞擊機翼底部,導致油箱變形, 使油箱的牆壁彎曲向內,而相鄰的部分則向外鼓漲。 這是一個嚴重的問題,因為燃料是不可壓縮的, 並且在飛行開始時,油箱是滿的。 產生的壓力波猛擊了隆起的部分,將在跑道上發現的油箱碎片彈出。 這樣大的孔口足以導致燃油洩漏與悲慘事故圖像中看到的火焰相匹配。 場景已佈置好,一根位置不當的金屬條導致受壓的輪胎爆裂並撞擊機翼底部, 進而在油箱內部產生了巨大的壓力波,導致油箱破裂, 造成嚴重且悲慘的動力喪失,導致飛機失控下降。 法航與美聯航之間展開了長達十年的法律爭鬥, 雙方相互指責,最終在2010年的法院裁決中, 美聯航被罰款100萬歐元。 計劃在燃油箱內增加凱夫拉秤力,以防止再次發生類似的靜電破裂, 並將潛在的電點火源也移走並在該區域進行加固。 新型耐損輪胎也隨之推出。 然而這些改動對財政困難的協和飛機意義不大, 這次空難成為了航空公司的沉重打擊。 隨著機票價格高企,航班需求在事故後驟降, 協和飛機的經濟性變得不可行, 這導致英國航空和法國航空都取消了超音速飛行計劃。 一個時代的結束伴隨著一場悲慘的空難。 我猶豫著是否要為YouTube製作這個視頻, 因為它涉及一起悲慘的事故, 而YouTube的變現系統並不總是明確哪些內容會被影響, 哪些不會。 這就是為什麼我把所有與第二次世界大戰相關的內容移到Nebula, 在那裡我可以繼續製作關於我熱愛的主題的視頻, 而不用擔心YouTube的觀看量。 在我的諾曼底登陸和不列顛之戰系列之間, 我有超過三小時的紀錄片可以讓你現在觀看。 這並不是像如今那些老套乏味的歷史紀錄片不斷被重拍, 只為了在30分鐘的時長內不斷重複, 以便插入足夠的廣告。 這是深入地研究濃縮成三小時的娛樂性和信息性的紀錄片。 你所熟悉並喜愛的真實工程中的那些細緻入微的細節, 只是應用於另一個類型。 下個月我們還將分享關於Spin Launch即將發布的紀錄片的更多內容, 因為我們有幾個小時的鏡頭,如果沒有合適的平臺就會被淘汰。 我們只是眾多利用Nebula進行實驗, 並製作可能在YouTube上無法運作的視頻的創作者之一。 有Real Life Lore的現代衝突系列, 還有我參與的Wendover Productions遊戲秀, 在那裡你會看到我平時那些我在這個頻道裡拼命想要隱藏的混亂個性。 Nebula不僅僅是額外視頻的家, 這是一個新想法和概念的實驗場, 幫助我們作為內容創作者進行實驗並發展我們的技能。 這些視頻中融入的技能得益於我們在《不列顛之戰》系列中不斷提升的3D動畫能力。 除此之外,獲取Nebula的最佳且最便宜的方式, 是以每年僅14.79英鎊的低價註冊CuriosityStream, 這樣你就能獲得CuriosityStream龐大的獲獎紀錄片庫, 並免費獲取Nebula。 您可以通過屏幕上現在的鏈接註冊, 或者如果您正在尋找其他內容, 可以觀看我們關於SpaceX新火箭燃料的上一視頻, 或者觀看RealScience最新的視頻, 解釋為什麼烏鴉如此聰明。