美國MD-11貨機事故，再度敲響老齡飛機服役末期的安全警鐘

11月4日，美國UPS航空的一架注冊號為N259UP的麥道MD-11F貨機，在從美國肯塔基州阿里國際機場起飛離地后幾秒鐘發生事故。該機左翼下的1號發動機突然脫落。脫落的發動機在殘余推力和慣性作用下，翻轉飛越了機翼上方。由于燃油管道撕裂脫落，大量燃油泄漏并起火。

N259UP

監控鏡頭，注意發動機

飛機在僅爬升9米后向左側翻滾，墜毀在附近的工業區。此時不僅飛機中還有大量燃油，其墜毀所在區域也有大量存儲著易燃物和可燃物的物流倉庫、油料儲罐和卡車等。飛機的直接撞擊和后續引發的大規模火災造成了嚴重的地面人員傷亡。該次事故一共14人遇難，其中3人為機組乘員，11人為地面人員。

墜毀現場

從該事故的初步調查報告來看，事故的直接原因是發動機掛架的關鍵耳片結構存在未發現的金屬疲勞裂紋。該裂紋為自然形成擴展，對部件強度形成了致命性的破壞，使該結構無法承受發動機在高推力狀態下形成的負荷，最終在起飛過程中被撕裂。現階段的調查顯示，該機的維護工作符合現有的相關標準——這意味著MD-11飛機部件金屬疲勞檢測的標準可能本身就存在不足。

11月8日，美國有線電視新聞網（CNN）報道稱，美國聯邦航空管理局（FAA）已經下令停飛所有MD-11貨機和部分DC-10貨機，并要求進行全面檢查，尤其是對發動機掛架進行“高度侵入式”的高等級詳細檢查和探傷。UPS、聯邦快遞等以MD-11和DC-10為主力型號的航司均面臨運力瞬時降低的困境。部分非常依賴MD-11的小型航司，比如西部環球航空已經讓所有飛行員“休假”，公司陷入停業危機。

從飛機的維護規律來看，老齡飛機一旦出現嚴重的結構隱患，通常將面臨高昂的維修成本，這往往是加速該型飛機退役的關鍵因素。目前全世界大約還有50多架MD-11和不到10架DC-10。MD-11在役飛機的平均機齡已超過30年，屬于典型的老齡飛機。如果后續的群體探傷中發現更多飛機存在類似的致命隱患，這將有可能導致MD-11和DC-10徹底停飛，提前退出航空運輸市場。

斷裂失效的部件

此外，MD-11是在DC-10基礎上大改而來的型號。在機翼和發動機掛架的基礎設計上，MD-11與DC-10幾乎是全盤繼承關系。從現在的標準來看，DC-10的發動機掛架由于年代較早和在成本制約下追趕工期等原因，其設計并不完全符合保障飛機結構安全的損傷容限和多路傳力冗余原則，這一原因間接導致了DC-10飛機在1979年5月25日的美國航空191班機空難。

和這次MD-11貨機空難不同，191班機空難有明確的人為責任因素在內。但從導致事故的部件到事故的動態物理過程，兩次事故存在一定相似性。191班機同樣是發動機掛架斷裂，發動機同樣脫落并從機翼上方越過，飛機同樣在翻滾后墜毀，同樣是所有人員全部遇難。

191班機墜毀時機齡僅為7年3個月。其關鍵結構失效的原因不是自然老化，而是地面維護檢修過程中的違規操作。按規定該飛機的發動機和掛架必須依次分別按順序拆除，但地面維護人員為了省事，直接用叉車向上托舉發動機，將結合狀態下的發動機/掛架一起拆除。該違規操作導致掛架的關鍵法蘭部件產生裂紋，而這個部件無論是在設計（被遮擋）還是常規維護程序上，都不在目視可及的范圍內。這最終導致裂紋的發展過程完全沒有被發現，最終釀成大禍。

191空難監控截圖

按照現代結構設計原則，飛機關鍵部件應該通過針對性的設計，使其能被目視

和儀器探測，裂紋應當可以被檢出，而且裂紋的擴展速度和范圍被遏制，并避免裂紋在發展到肉眼可見之前就具備毀滅性的貫穿、撕裂破壞能力。在極端情況下，飛機結構依靠保險銷設計和多路傳力冗余結構的組合設計，即便部分結構脫落，也不至于連帶撕下更多的結構和管路電纜，而是盡可能“干凈地脫離”，同時剩下的其他結構仍能有效的分擔受力，使飛機能堅持降落。

但遺憾的是，DC-10設計的年代，以損傷容限為代表的飛行器現代結構完整性設計體系還處于萌芽階段。此外，當時還存在很多具體結構設計思路上的觀念沖突，比如麥道公司非常抵觸在發動機掛架上，設計用于保護性斷裂、避免波及更大范圍的“保險銷”式薄弱環節。

DC-10翼下發動機和吊架組件

這與后來191航班事故的現象形成了明顯的關聯：裂紋沒有被發現，進展也非常快，關鍵部位失效之后沒有其他結構件能充分分擔受力，發動機脫落造成了更大范圍的致命性擴大損傷。損傷容限的思路直至20世紀70年代末才被FAA通過FAR 25.571條款強制引入，191航班事故可以看作推進這一法規改革的重要誘因。

相較于DC-10，MD-11總體上繼承了其機翼和發動機掛架的承力設計。雖然在191航班事故以后，MD-11在總體設計不變的前提下，對結構進行了力所能及的改進，但另一方面，MD-11采用的發動機也更大、更重、推力更強，其發動機掛架等關鍵結構承受的負荷，尤其是連接點承受的扭矩和剪切力也比DC-10要更高。

有一種可能性是，此次MD-11的空難也許表明，在MD-11的結構設計環境下，關鍵部件，特別是單傳力路徑部件的金屬疲勞在累積到一定程度以后，可能會出現比預期快速得多的材料特性老化惡化。這種情況下，損傷容限提供的“容錯窗口”有可能被極大程度地壓縮，裂紋的進展速度不再能被控制到下一個檢修周期的到來。

這也許是本次空難可能造成的最大影響：當事故的根源來自基礎結構設計缺陷與機體老化的共同作用，那現在所有的MD-11都已無法再保障飛行安全。讓這些飛機提前退役，才是最安全的做法。（文案：候知健）