周二在日本发生的跑道相撞事故标志着现代轻型客机首次被烧毁,并被视为新一代碳复合材料飞机应对灾难性火灾能力的一个测试案例。
这架日本航空公司(JAL)的空中客车A350在东京羽田机场降落后不久,与一架德哈维兰(De Havilland)海岸警卫队的Dash-8涡轮螺旋桨飞机相撞,起火燃烧。这架A350飞机上的379人全部从着火的飞机上撤离,但6名海岸警卫队机组人员中有5人遇难。
飞机残骸的照片显示,A350的机身已经变成了灰烬。在调查人员寻找碰撞原因的同时,航空业迫切希望确认高科技复合材料客机的生存能力,这种客机在过去10年改变了长途飞行和航空公司的经济状况。
安柏瑞德航空大学(Embry-Riddle Aeronautical University)的航空安全专家安东尼·布里克豪斯(Anthony Brickhouse)说,这次坠机“确实是我们掌握的第一个案例研究,不仅是从火灾的角度,而且是从坠机生存能力的角度。”
拥有787梦想飞机的波音公司和拥有A350的空客公司在21世纪初都押下了重注,认为轻质碳复合材料可以节省大量燃料,而且不易疲劳,减少维护。
在投入使用后不久,梦想飞机就遇到了电池问题,导致起火,并于2013年初短暂停飞。2013年7月,埃塞俄比亚航空公司(Ethiopian Airlines)的一架787客机发生火灾,原因是飞机的紧急定位发射机短路,导致机身维修。
然而,这些事故都没有造成船体损失。
A350包含53%的复合材料重量,复合材料构成了其大部分外部结构,包括机身,尾部和机翼的主要部分,以及部分机头部分。
专家表示,所有乘客和机组人员在结构完好无损的情况下安全撤离,这一事实将重新唤起人们对经过特殊条件认证的材料的信心。
但他们警告说,现在就得出关于A350的复合材料外壳如何抵御火灾或可以吸取哪些技术教训的全面结论还为时过早。
布里克豪斯说,将A350飞机坠毁事件与2013年韩亚航空(Asiana Airlines)运营的波音777飞机坠毁事件进行比较,可以为工程师提供有价值的见解,了解复合材料飞机和铝制飞机在火灾中的区别。2013年,韩亚航空的波音777飞机撞上防波堤后起火,造成三名乘客死亡。
日航A350是第一架主要由复合材料制成的商用客机,但不是第一架运输机,不过目前还不清楚日本调查人员能从复合材料火灾中得到什么教训。
2015年,一架同样严重依赖复合材料的空客A400M军用运输机在西班牙塞维利亚郊外坠毁,原因是错误安装的软件卡住了发动机。但西班牙军事调查人员对坠机事件的调查是保密的。
这次事故导致了高速撞击和火灾,四名试飞机组人员全部遇难,在烧焦的土地上几乎没有留下任何可见的飞机痕迹。
复合材料的工作原理
行业刊物《Leeham News》的复合材料专家比约恩·费尔姆(Bjorn Fehrm)说,复合材料机身与铝制飞机相比有几个优势。
他说,铝的熔点约为600摄氏度(1100华氏度),并且可以传导热量,而碳纤维可以承受大约六倍于铝的温度,这种结构会阴燃并燃烧掉,而不是熔化。
空中客车公司在2019年的消防员指南中表示,与传统的铝制飞机相比,A350表现出“同等的安全水平”,测试显示对火焰穿透的“抵抗力增强”。
但空客指出,当长时间暴露在高温下时,复合材料机身可能会失去结构完整性,即使复合材料外壳看起来完好无损。
根据美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)的一份文件,特别是树脂会首先燃烧掉,火焰在燃烧过程中传播得更慢。
日本广播公司TBS援引消防部门的话说,这架日航A350飞机燃烧了6个多小时后,消防员才完全扑灭了火焰。
这就提出了一个问题,即消防员是否需要额外的培训来处理涉及复合材料喷气机的火灾。
事故照片显示,消防员戴着外科口罩和头盔,但没有其他防护服。
费尔姆说:“机场的消防队实际上必须考虑为什么他们不能阻止大火。”
空中客车公司指出,早些时候的测试表明复合材料具有与铝相似的耐火性能,一位发言人补充说,该公司已于2018年在当局在场的情况下对空客A350-1000进行了全面的疏散测试。
德国消防安全解决方案公司svt Products GmbH的销售经理Nabil Al Kabir说,多种因素会影响复合材料的可燃性,包括结构、纤维材料和所使用的防火屏障层。
“有一点可以肯定,如果煤油燃烧产生的热量如此强烈,铝也会失效。”
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