“铁幕”下飞溅的发动机涡轮盘：致87人遇难的波兰航空007号空难

　　1980年3月14日，一架执飞波兰航空007号（LO007）航班的伊尔-62客机，在波兰华沙奥肯切机场（现在的肖邦机场）复飞时，遭遇非包容性发动机故障坠毁，事故导致机上87人全部遇难，创下当时波兰史上最惨痛的空难伤亡纪录。然而如此惨痛的事故并未解决灾难性的发动机问题，7年后，类似悲剧再度重创波兰。

　　1987年5月9日，一架执飞波兰航空5055号（LO5055）航班的伊尔-62M客机，在波兰华沙附近的卡巴迪森林（Kabaty Woods）自然保护区外围坠毁。事故原因是非包容性发动机故障导致飞机空中起火，飞机失控坠毁。该起事故导致机上183人全部遇难，刷新了波兰最惨痛的空难伤亡纪录。

　　令人遗憾的是，007号航班事故后波兰方面就曾指出：金属疲劳导致的发动机低压涡轮轴解体，而使用金属材料不当和低压涡轮轴设计失误是导致金属疲劳的重要的因素。波兰提出这样一些问题，而苏联的设计师、工程师否认了这些原因，后者表示是发动机故障导致断轴。5055号航班事故后，类似的报告再被送到莫斯科，苏联方面再度否认。随后就发生了东欧剧变，波兰航空也开始用波音767替换伊尔-62。

　　现在国际航空业已经习惯了共享经验，公开透明原则成为国际惯例，只有少数是例外。现在大多数国家发生空难，基本都会按照《国际民航公约》附件13的要求发布发一份官方事故调查报告。其中精确指出，调查事故或事故征候的唯一目的是防止事故或事故征候。这一活动的目的不是为了分摊过失或责任。

　　然而，在前《华沙条约》中则是相反的情况。苏联及其盟国，包括波兰在内，并没有将航空事故视为公共利益问题。在苏联，除非有外国人遇难，否则他们的报纸根本不会报道空难信息。官方调查报告通常很简短，并被视为秘密。实际上，苏联调查人员的技术知识和能力和西方的同行旗鼓相当，但他们的政治目的不同。对苏联而言，官方事故调查的目的不仅是为了加强安全，而是为了确定是不是存在犯罪情况。假如没有犯罪现象，调查就会终止。苏联民航将单方面采取行动，和调查员协商后再确定是不是进行安全改进。在这一背景下，让华约国家的空难变得很神秘。虽然曾经是秘密的调查报告已经解密，但内容大多很简短，这也对我们研究相关事故带来诸多挑战。

　　伊尔-62是苏联伊留申设计局在1960年代研发的一款四发远程窄体客机。伊尔-62可以容纳近200人，航程达1万千米，它在1963年1月首飞时还是世界上最大的喷气式客机。1972年，波兰航空接收了他们第一批伊尔-62，用来执飞跨大西洋航线，用来执飞飞往加拿大和美国的航班。

　　1980年3月13日，执飞LO007号航班的是波兰航空旗下一架注册号为SP-LAA的伊尔-62，该机在喀山航空工厂生产，其搭载4台喀山发动机制造协会（KMPO）生产的四台NK-8-4型涡扇发动机，飞机载客量为168人。

　　007号航班机长是帕维尔·利博赞（Pawel Lipowczan），46岁，他是一名经验比较丰富的飞行员，还是华沙航空俱乐部成员，曾创造2项世界跳伞纪录。他累计飞行8770小时，其中伊尔-62为4385小时。

　　副驾驶塔德乌什·洛霍茨基（Tadeusz Lohotsky），42岁，他累计执飞伊尔-62超过1800小时。领航员是34岁的康斯坦蒂·乔泽夫斯基（Konstanty Chorzewski），飞行工程师是37岁的扬·卢布涅夫斯基（Jan Lubniewski），无线岁的斯特凡·旺西维茨（Stefan Wąsiewicz）。

　　3月13日晚上9点16分（当地时间），007号航班从纽约约翰·肯尼迪机场起飞，经停纽芬兰甘德后飞往波兰。航班上搭载了87人，包括77名乘客和10名机组成员。

　　007号航班的跨大西洋飞行很顺利，飞机经过9小时飞行，在上午10点35分飞越丹麦-波兰边境。飞行员和管制员取得联系，他们将使用华沙奥肯切机场15号跑道降落。

　　飞行员在最后的进近时发现飞机出现异常，他们放出襟翼和起落架后，飞机的主起落架位置灯没有亮起。管制员通过望远镜看到起落架已经放下，但不清楚是否锁定。飞行机组决定复飞，飞行工程师卢布涅夫斯基将油门杆推至复飞位置，发动机在几秒内加速运转，但很快就传来一声强烈的爆炸声。飞机左侧内侧位置的2号发动机发生爆炸，低压涡轮盘破裂成3片，碎块开始四溅，第1片撞到附近的1号发动机，导致第二台发动机失效。第2片抛向空中。第3片完全击穿机身，切断了飞机线号发动机，导致第三台发动机失效。

　　此时007号航班的4台发动机坏了3台，2台“黑匣子”也停止了记录。飞机开始向右侧倾斜，最终以向下俯冲13°的姿态和350公里/小时的速度坠落到一座城堡护城河的河堤上。飞机大部分机身被撞成碎片，只有机尾还算完好。

　　波兰警察迅速包围了现场，并驱散了所有围观者。007号航班上搭载着波兰1名当红歌星和22名美国拳击队员，事故在波兰被引起广泛关注。巧合的是，坠机发生时奥肯切机场正在召开客运航空通信安全会议。事故发生后，会议被取消。波兰当局立刻成立了由副总理塔德乌什·沃扎斯奇克（Tadeusz Wrzaszczyk）领导的事故调查委员会。

　　调查员很快找到了飞机的两个“黑匣子”，但聊胜于无，飞行记录仪在坠机前26秒停止记录，录音机也没留下信息。飞机残骸显示，飞机2号发动机损毁严重，压缩机外壳丢失，调查员在2公里外才找到2号发动机低压涡轮的二级涡轮盘。从碎片的破损程度上来看，涡轮盘破裂并非因金属疲劳失效，而是发生了超速事件。低压涡轮盘一直加速到最大速度的130%，导致涡轮盘失效破裂。

　　007号航班搭载的是NK-8-4低涵道涡扇发动机，推力103kN（23150磅）。它的高压涡轮驱动压缩机，低压涡轮驱动风扇。低压和高压涡轮连接到相应的低压和高压压缩机部分，涡扇发动机中风扇由几级低压涡轮驱动，高压压气机由1级或2级高压涡轮驱动，涡轮盘由前往后直径是逐渐加大的。涡轮在燃烧室后的高温度高压力燃气的作用下，产生巨大的机械功。通过涡轮轴带动压气机非常快速地旋转，使流过压气机风扇中的空气增压。一旦涡轮轴折断，涡轮失去负荷就会加速使涡轮转子的转速达到飞转。轮盘在超高的速度下，会爆裂成多块，在高的离心力作用下击穿机匣甩出发动机成为非包容的轮盘破裂故障。

　　在NK-8发动机上，发动机后部的两级低压涡轮通过低压涡轮轴连接到发动机前部的风扇和低压压缩机。调查员从007号航班的残骸中找到低压涡轮轴时，他们发现了确凿的证据——金属疲劳让涡轮轴断成了两截。在某个时候，或许是涡轮轴在制造的时候，一个加工工具在内孔上留下异常深的划痕，这成了涡轮轴的薄弱点，最终发展成裂缝。飞机每次起飞裂缝都会扩大，直至007号航班复飞时，发动机加速至最大，导致涡轮轴断裂。

　　当涡轮轴断裂时，低压涡轮机和低压压缩机失去连接。低压涡轮盘在0.1秒内加速至它红线%，强大的离心力将二级涡轮盘撕裂成3片碎块。其中1块立刻摧毁了附近的1号发动机。这也验证了航空专家的猜测，后置四台发动机飞机的重大缺陷：一台发动机发生非包容性故障，几乎总会摧毁旁边的发动机。

　　调查委员会询问苏联人，一架伊尔-62只有一台发动机工作时，能否抵达跑道？他们没收到明确的答复。而根据官方技术数据计算，虽然单台发动机不能让飞机保持高度，但足以让飞机到达跑道，现在还无法解释单台发动机以上限功率运行的飞机，为何会突然陷入陡峭的俯冲姿态。

　　调查员在检查连接飞机操纵系统的控制推杆时发现了答案，伊尔-62是有史以来最大的全手动飞行控制客机，飞行员经过控制推杆操纵飞机，007号航班的控制推杆断成了两截，断口不是碰撞造成的，而是被涡轮盘碎片切断了。

　　007号航班坠机过程也就浮出水面了，当飞行员准备复飞时，灾难就开始了。发动机处于复飞推力，9秒后2号发动机低压涡轮解体。第一片碎块射向空中；第二片碎块射入1号发动机，导致第二台发动机失效；第三片碎块射入机身，切断了方向舵和升降舵的控制推杆，以及“黑匣子”的电源线号发动机，导致飞机失控。

　　该起事故暴露出伊尔-62的一项设计缺陷：该机型缺乏安全冗余，当时的苏联适航认证对该项也没有要求。西方的客机通常会设计多套控制管理系统，当一套失效的时候，第二套也能顶上来。007号航班的控制推杆断裂后，飞行员失去了对方向舵和升降舵的控制，单台发动机无法让飞机保持高度，不对称推力导致机身倾斜。事故发生26秒后，飞机以机头下倾13°姿态坠地。

　　1980年4月，在007号航班空难发生1个月后，波兰方面就发布了一份简短的调查报告，将坠机原因归咎于苏联制造低压涡轮时糟糕的工艺水平。详细的调查的最终结果没有公开，被打上“TOP SECRET”标签并束之高阁。

　　波兰将007号航班事故调查报告发给莫斯科，苏联工程师和科学家表示“难以置信”，他们表示发动机故障导致的涡轮盘失效。多年以后的解密信息数据显示，007号航班事故后，苏联官员和贵宾搭乘的所有伊尔-62都更换了发动机。

　　调查报告还建议苏联对伊尔-62进行现代化改造，例如增加飞控系统的备份，这样即便一套飞控系统失效，飞机仍能控制。苏联人从未解决这一个问题，当时的伊尔客机都没有安全备份系统。

　　007号航班事故还和当时波兰的大环境相关。1970年代后期，政治家爱德华·吉雷克（Edvard Gierek）在波兰推行新的经济政策，导致波兰陷入财政危机。波兰交通部要求波兰航空节省资金，有关部门很快就停止了对安全的监管。油价节节攀升，波兰航空决定减少在外国机场加油，他们从波兰起飞时携带更多的燃油，这自然也加重了发动机的负荷。

　　早期的NK-8-4发动机可靠性并不高，很多发动机达不到5000小时的常规使用的寿命，波兰航空的伊尔-62飞2000~3000小时发动机就会发生故障。发动机需要返回苏联工厂维修，成本很高，波兰航空决定增加大修间隔以减少维修次数。波兰方面向苏联反馈，他们经过测试发现伊尔-62发动机能够顺利工作8600小时而无需维修。而苏联方面表示：波兰人想飞多久就飞多久，他们只负责工作5000飞行小时。

　　波兰航空决定在伊尔-62的发动机上采用“3+1”组合，使用3台“好”的发动机和1台严重超过保修期的发动机，也被称为“领航者”。在007号航班的4台发动机中，有3台“领航者”，出现故障的发动机是最新的一台。这台发动机在1975年投入到正常的使用中，运营1700小时就出现故障，被修复后重新投入到正常的使用中。1979年这台发动机因过度振动，再次被拆除维修。这些振动很可能是低压涡轮轴即将故障的前兆，工程师发现振动在制造商的限制范围内，发动机又被装了回去。维修后，发动机在事故飞机上累积运行了700小时。

　　调查员在调查007号航班事故时，根本找不到任何关于NK-8-4发动机可靠性的测试报告，此前波兰方面宣称的测试可能根本就不进行过。

　　图、007号航班机组被葬在军事公墓（左侧），华沙体育俱乐部竖立一尊献给事故中遇难的拳击手雕像（右图）

　　波兰航空的“降本”短期内取得“亮眼”成绩，他们节省了大约650万美元。1980年1月11日，波兰航空的管理层从波兰交通部获得了高额奖金。具有讽刺意味的是，波兰航空的奖金刚领2个月，就发生了007号航班事故。坠机第二天，有人就将波兰航空管理层获奖的文章贴在机组室门上，这也引发了飞行员罢工，他们拒绝驾驶搭载“领航者”发动机的伊尔-62飞机。

　　1980年3月22日，波兰航空从莫斯科请来伊留申设计局首席设计师根里克·诺沃日洛夫（Genrikh Novozhilov）和古比雪夫发动机厂设计师谢尔盖·穆欣（Sergey Mukhin）和机组沟通，才缓和了双方紧张的关系，波兰航空被迫从飞机上拆除了所有故障的发动机。飞行员开始妥协，他们给伊尔-62起了新的绰号：“飞行棺材”。

　　此后不久，波兰航空开始引入新的伊尔-62M替换旧的伊尔-62机队，它安装了尾部油箱，满足从华沙到纽约的直飞需求。

　　此外伊尔-62M还换装了更高效的D-30KU发动机，这是索洛维也夫设计局研发的一款双转子涡扇发动机。D-30KU的涵道比为2.42，突破了苏联涡扇发动机涵道比长期在1的尴尬局面，接近当时西方高涵道比涡扇发动机水平，标志着苏制发动机在研制风扇叶片方面取得重大进展。发动机的可靠性受到严控，大修时间为3000小时。