法航协和飞机空难调研
法航协和飞机4590空难调查报告
1、关于协和客机
协和式飞机（Concorde）是一种由法国宇航和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机，它和苏联图波列夫设计局的图-144同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机。协和飞机在1969年首飞、1976年投入服务，主要用于执行从伦敦希思罗机场（英国航空）和巴黎夏尔·戴高乐国际机场（法国航空）往返于纽约肯尼迪国际机场的跨大西洋定期航线。飞机能够在15000米的高空以2.02倍音速巡航，从巴黎飞到纽约只需约3小时20分钟，比普通民航客机节省超过一半时间，所以虽然票价昂贵但仍然深受商务旅客的欢迎。1996年2月7日，协和式飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒，创下了航班飞行的最快纪录。虽只生产了20架，于2003年退出服役，在法航4590事故前的25年的服役生涯中未曾发生过一起致命事故。
2、空难事件经过
2000年7月25日，法国航空公司一架注册编号为F-BTSC的协和飞机准备从法国巴黎戴高乐机场起飞，执行飞往纽约的4590号航班，机上有9位机组成员（2名飞行员、1名飞行工程师、6名空中服务员）以及100位乘客。机组按照当时的天气情况，选择的起飞速度分别为150节（V1，约278公里/小时)、198节（VR，约367公里/小时）、220节（V2，约407公里/小时）。
当天下午4时40分，4590号班机于巴黎戴高乐机场26号右跑道起飞。当飞机在跑道上以时速320公里滑行时，机场塔台向4590号班机报告飞机后方失火，并表示能优先使用跑道降落，但由于飞机已滑行了1,200米，跑道只剩下2,000米，再加上它已加速至时速328公里，超过了起飞的决断速度，已经无法安全停下，飞机除了起飞别无他选。
4时43分15秒，协和飞机的左机翼拖着长长的火焰下徐徐升空，4时43分22秒，飞机驾驶舱的发动机火警警报器响起，三秒后，机长关闭2号发动机，但飞机离地一直只有30米。飞机起火的机翼不断解体，方向舵亦在此时被烧毁，导致整架飞机倾向左侧。4时45分，飞机在起飞后69秒坠毁于机场附近的戈内
斯镇的一间酒店外25米处，坠毁时机腹朝天，当时飞机离布捷机场只有一小段航程。机上100乘客和9名机组人员全部罹难，并导致旅馆内4人死亡。
Figure 1 飞机起火
Figure 2 飞机残骸
Figure 3 事故现场
Figure 4 布满油污的跑道
3、调查结果
官方调查报告认为，空难发生当天，跑道上有一条由美国大陆航空的麦道DC-10客机（编号N13067，执行飞往纽瓦克的大陆航空55号班机）一号发动机跌出的长条型金属部件，该客机先于4590号班机起飞；金属部件在4590航班起飞前仍未清走。在4590航班客机起飞时，飞机机轮辗过该部件，导致轮胎爆裂，
轮胎的碎片并以高速射向机翼的油缸，造成的震荡波导致油箱盖受压并打开，大量燃油泄漏；另外一块较小的轮胎碎片割断起落架的电缆线，导致火花引燃漏油
Figure 5跑道上发现的金属碎片
Figure 6 跑道上发现的轮胎碎片
起火。起火时机场的航管人员虽有发现并通报该班机机长，但因飞机已滑行至V1速度不得不起飞，机长原先想飞到5公里外的巴黎-勒布尔热机场迫降。但是二号发动机已经关闭，然后一号发动机着火，继而烧毁机翼，导致机翼融化，令飞机无法攀升及加速，最后失速坠毁于机场一里外的一间旅馆，导致9名机员及100名乘客和地面4人死亡。
4、法航4590空难中油箱的失效：
虽然是油箱遭到轮胎碎片击打，但是油箱却并不是从外部被击穿的，而是从内部被击穿，这令调查人员十分困惑，研究人员猜想是否是装满油的油箱遭受强烈冲击时，内部产生强烈冲击波，燃油又是不可压缩液体，在这种情况下对油箱造成巨大压力最后将油箱中最薄弱的部分击穿，后来研究人员通过计算机模拟验证了这一猜想
Figure 7 油箱的失效分析
Figure 5 油箱失效计算机模拟结果
5、改进航空安全建议
（1）为了保护油箱不被轮胎碎片破坏EASA在CS-25部的14修正案中进行了以下修改：
新增: CS-25.734 “防止轮胎失效对飞机的损伤”
The safe operation of the aeroplane must be preserved in case of damaging effects on systems or structures from: （飞机的安全运行必须针对以下物体造成的对系统和结构的破坏影响进行保护：）
? tyre debris; （轮胎碎片）
? tyre burst pressure; （爆胎冲击波）
? flailing tyre strip; and （失效的轮胎条带以及）
? wheel flange debris. （机轮法兰盘碎片）
修改:CS-25.963(e) "油箱失效保护"
This AMC sets forth a means of compliance with the provisions of CS-25 dealing with the certification requirements for fuel tanks (including skin and fuel tank access covers) on large aeroplanes. Guidance information is provided for showing compliance with the impact and fire resistance requirements of CS 25.963(e). （AMC设置了一系列与CS-25相适应的措施以满足对大飞机油箱的要求，包裹蒙皮和油箱口盖）
FAA给波音787和空客A350设置了特殊条款。
波音787-8型飞机将拥有先进的设计来保护油箱不被轮胎碎片击穿，机翼油箱采用碳纤维复合材料。对这些特性，现有的适航规章没有相应的安全标准，而这些特殊条款包含的安全等级与现有的适航标准等效。
空客A350将在轮胎碎片可冲击到的油箱结构中采用碳纤维增强塑料来保护燃油。
（2）建议法国民航总局对轮胎、油箱、燃油等强化性能管理、提高质量要求，还建议机场引进自动监视系统，加强对机场跑道的安全检查。
对于美国大陆航空公司，调查组建议美国联邦航空局加强对该公司维修工作的监督管理，使该公司的海外维修工作与美国本土符合同样的标准。调查组称，由于经济原因，现在越来越多的航空公司在其他国家进行飞机部件维修而忽视了质量标准，如大陆航空公司那架ＤＣ10飞机的零部件维修就不符合标准，致使零件在飞机起飞时脱落。
建议在飞机上加装设备监视器，使机组人员能够看到飞机隐藏部位的所有情况，及时发现问题。目前飞机上的装置还无法让驾驶员看见发动机起火，这对飞行安全是不利的；此外，调查组还建议在飞机上安装录像装置，以使有关部门事后更好地分析发生事故时驾驶舱和客舱中的情况。
(3)机场外来物管理
除了飞机自身的因素，出现在跑道上的钛金属碎片是导致这场事故的直接原因如果机场能偶及时排查跑道外来物很可能就可以避免这场悲剧。
中国民航建立了完善的外来物管理系统并包括进《民用机场运行安全管理规定》（CCAR-140）。将外来物管理工作分为FOD（外来物损伤）的防范、FOD 的巡查和发现、FOD的移除、FOD 的信息管理和 FOD 防范评估与持续改进等五个方面。机场设有专门的FOD管理委员会，委员会会，定期分析、评估机场 FOD 管理工作；协调解决机场外来物管理有关事宜；对FOD 管理存在的问题、隐患，提出整改措施并督促有关单位落实，有关FOD的具体工作由FOD办公室进行负责。机场管理机构会对飞行区作业人员进行FOD防范意识培训。航空器维修保障单位被规定对螺栓、螺母等零部件及维修工具都要设置标志，作业结束后要进行清点，当发现有工具或零部件遗失时要第一时间通知FOD管理办公室。机场还应针对FOD进行巡查，巡查分为人工巡查和设备探测。人工巡查的要求机场管理机构应在白天对航空器活动区域进行动态巡视检查，此外，还应进行例行的夜间检查，夜间检查宜安排在航班间隙或机场跑道开放前检查。机场管理机构应适时评估、增设或改装巡场车辆的照明设施，提高夜间道面巡查的质量。人工巡查的内容、频率、程序及规则应当符合《民用机场运行安全管理规定》（CCAR-140）相关条款的要求。如果在跑道上发现航空器零部件，应尽可能识别并尽快通知该零部件的所有人或其代理人。
由于法航4590空难的缘故，FOD自动检测系统的研究提上了日程，协和客机的故乡之一英国最先取得成果，英国的QinetiQ公司开发了Tarsier外来物碎片雷达侦测系统，这套系统先是在英国及美国德州空军基地使用。2006年12月6日，温哥华机场宣布启用了这套跑道异物雷达侦测系统。成为全世界第一个采用FOD检测系统的民航机场。温哥华机场装备后的3年里，伦敦希斯洛国际机场、美国甘迺迪机场、阿拉伯联合大公国杜拜机场、德国法兰克福、法国巴黎机场、多哈国际机场都陆续安装了这套系统。FAA关于FOD检测系统发布了咨询通告。对FOD 侦测系统的评估在国际上引起关注，许多国家也开始了自己的研究工作，许多研究内容与FAA 所进行的研究工作非常类似。特别是欧洲空中交通管制组织，启动了一个类似的研究项目，其目的是制订一套性能标准，法国也表示，他
们也正在对FOD 探测系统进行评估。这些标准或评估结果在将来有可能会通过国际民航组织（ICAO）的认可而成为国际标准。
FAA于2007年初开始启动机场FOD探测系统的评估工作，将第三节提及的四个FOD监测系统作为被评估产品，在美国选取了几个机场，开始做测试工作。严格的测试工作历时两年多，2009年9月30日，FAA正式发布了关于FOD应用的AC No: 150/5220-24，
我国关于FOD监测系统和民航机场的现状
在我国尚未发现关于FOD监测的雷达系统研制成功的报道，但有一些光学、视频监测的产品，如深圳亿成安科技有限公司的【机场跑道数字化监控预警系统】，上海东信网络通信有限公司的【飞机起降跟踪和跑道搜索系统】。但是，也许是自身的性能差距，这些产品鲜有应用。
国内一些大型民用机场如首都机场、武汉机场等已经有购买国外FOD监测系统的动向。国外FOD监测系统的产品也有在我国建立生产基地的动作。
国家民航总局机场司民航局安全技术中心在2009年编写了【FOD防范手册】，这也许是我国关于FOD监测系统将要提到日程上的一个信号。
6、从法航4590航班给我们的宝贵一课：
（1）位于轮胎碎片破坏范围内的油箱必须拥有遭受轮胎碎片冲击而不会大量漏油的能力
自从1976年开始服役以来，协和客机出现了大量的轮胎失效故障，有的还导致了油箱的损坏，有的还造成了油箱击穿。但是从没有起火，没有大量的燃油泄漏，也没有发动机失效。
为了提高轮胎的可靠性，协和机队在上世纪80年的实施了几项安全设计并
取得了良好的效果，但还是有失效的情况发生。轮胎失效有很多原因，包括跑道外来物。燃油箱撕裂会对飞机造成极大威胁，因此位于轮胎碎片破坏范围内的油箱必须拥有遭受轮胎碎片冲击而不会大量漏油的能力。
(2) 燃油箱撕裂，尤其是发生大量燃油泄漏的，是灾难的前兆
油箱起火会导致结构被烧毁，一旦控制面被烧毁，飞机将失去控制，而失去控制的飞机无法逃脱坠毁的命运。
（3）维修任务完成后，应保证受到维修的部件有足够的可靠性。法航4590航班事故中的那架DC-10飞机的违规维修工作是整个事故的起点。
结语：协和客机服役近30年，法航4590航班是唯一一起致命事故，它的安全性令人惊叹，它能以两倍音速进行巡航，飞行在60000英尺的高空，这一切都是民航领域的顶峰，2003年因为燃料价格上涨导致的经济性影响，协和客机永远地退役了，这是航空史上唯一的退步，横跨大西洋的超音速客机消失了，令人唏嘘。
法航4590航班，作为协和客机的唯一一次失事，除了哀叹外，还为我们留下了宝贵的财富，未来的客机油箱因此将能够抵挡更强烈的外来物冲击。
附录：
有关此次事故调查的文件网络资源：
Findings of FA4590 accident report：
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/Concorde_Accident_Rep ort.pdf
Air France Flight 4590 Accident Report：
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/Concorde_Accident_Rep ort.pdf
Preliminary Recommendations
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/Concorde_Recommendati ons177.pdf
Recommendations Specific to Concorde
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/Concorde_Recommendati ons178.pdf
General Recommendations
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/Concorde_Recommendati ons179.pdf
CS-25 Amendment 14
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/CS-25Amendment14.pdf
Special Conditions: Boeing Model 787–8 Airplane; Tire Debris Penetration of Fuel Tank Structure
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/787%20tire%20Special% 20Conditions%20E7-18931.pdf
Special Conditions: Airbus, Model A350–900 series airplane; Tire Failure—Debris Penetration or Rupture of Fuel Tank Structure https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/Airbus%20A350%20Tire% 20Failure%20FR%201_14_14.pdf
Airworthiness Directive issued by UK for the Concorde
https://www.360docs.net/doc/5818666553.html,/AirFrance4590/EAD_Concorde.pdf