飛機引擎爆炸，乘客險被吸出窗外，「金屬疲勞」終結美航空業近9年零傷亡史？

美國民航業已有9年沒有發生任何乘客死亡事故，然而這周卻被美國西南航空的事故打破了。

美國東部時間4月17日早上10：43，美國西南航空1380號班機從紐約拉瓜迪亞機場（LGA）起飛，開往達拉斯。然而，恐怕整架飛機上的5名工作人員與143名乘客都不會預料到，僅僅20分鐘後，他們將在萬米高空上經歷一場生死驚魂。

在距離紐約不到250公里的賓夕法尼亞州Hershey鎮上空，西南航空1380的左發動機爆炸了。由爆炸產生的殘骸打穿了發動機罩並打碎了機艙的一扇窗戶。由於機艙迅速失壓，坐在這扇窗戶旁邊的一位女乘客被「推」往機外，儘管多名乘客出手相救，她最終沒有被吸出機艙，但是她最終還是因為受傷太重在醫院死亡，另還有7名乘客因傷住院。

這場空難在美國民航業里造成了一場大地震。要知道，在過去數年裡，美國民航的安全記錄幾乎完美，離上一次導致乘客死亡的空難已有9年之久。而在全球範圍，2017年也是民航最安全的一年。而放大了看，由發動機碎片導致乘客死亡的空難是十分罕見的，上一次發生在美國航空公司還是在1996年。

圖：本次事故的西南航空1380號班機爆炸的發動機

當美國國家運輸安全委員會（NTSB）的調查人員趕到現場時，他們立刻發現其左側發動機的24片扇葉中少了一片。

「這片扇葉在葉轂處直接斷掉了，而經過初步檢查，我們發現扇葉分離處有金屬疲勞的痕迹」，NTSB委員長Robert Sumwalk說道。

金屬疲勞指的是由於重複使用而導致金屬在局部高應力區形成微小裂紋，再由微小裂紋逐漸擴展以致斷裂。金屬疲勞可能發生在渦輪扇葉發動機的扇葉片上，飛機上的鋁皮上，以及任何其他金屬部件上。

而驚人的是，這次空難並不是西南航空首次發生髮動機故障引起的事故。2016年8月，西南航空的同一型號飛機（波音737-700）的同一型號發動機（CFM56-7B）同樣在巡航高度產生髮動機爆炸，將發動機罩前部炸飛。從乘客拍攝的照片來看，這兩起空難中發動機的慘樣相似度驚人。

所幸與這次不同的是，雖然2年前那場空難也產生了機艙失壓，但那是由於左翼上方的機身上被打穿了一個大洞，並沒有任何殘骸射入機艙，因此沒有發生人員傷亡。但是，那場事故直接導致該發動機的製造商和監管機構聯手要求各航空公司對這款發動機風扇葉片進行超聲波檢測，找出可能存在的金屬疲勞。

圖：2016年8月同樣在萬米高空產生髮動機爆炸的西南航空3472號班機，左圖機翼上方紅圈內為機身被打穿的洞

「旋轉中的萬劍」：渦輪風扇發動機

渦輪風扇發動機是現代商業航空的標配。它們基本上是渦輪螺旋槳與渦輪噴氣推進發動機的二合一。其核心為一個噴氣發動機，通過對空氣加壓、燃燒加熱、驅動渦輪、噴射而出來產生推力。而由噴氣驅動的渦輪不僅會為壓縮空氣提供動力，它們還會驅動發動起最前方的一個大大的風扇。這個風扇會像一個函道螺旋槳一樣，將一小部分空氣推入噴氣發動機前面的壓氣機，但它還會將大部分空氣直接從噴氣發動機外部的外涵道推出，產生額外的推力。

因此，雖然渦輪風扇發動機的最高速度比不上純噴氣式發動機，但它們在慢一點的速度下卻可以實現更小的單位推力小時耗油率，讓它們十分適合利益最大化的商業航空。目前市場上絕大多數渦輪風扇發動機皆採取了「高涵道比」，意味著風扇在外涵道產生的推力要比核心的噴氣發動機大許多。

西南航空旗下波音737-700所使用的CFM56發動機是全球最受歡迎的高涵道比渦輪風扇發動機。由法國賽峰飛機發動機公司和美國通用電氣航空合資組建的CFM國際製造，自1974年上市以來，目前全球有超過500家航空公司都在使用CFM56系列發動機。而在其總和超過8億小時的飛行記錄上也罕有重大事故。西南航空所使用的具體型號，CFM56-7B，目前被用於全球6700多架飛機上，總共歷了3.5億小時的飛行。

因此，從設計角度來看，這款發動機是十分安全的。但多種因素都可以導致最安全的發動機成為「旋轉中的萬劍」，其中最常見的就是維修失誤和金屬疲勞。

隨著發動機逐漸變老，其鈦合金製成的中空、彎刀形扇葉會變脆並開裂。而當一個含有裂紋的扇葉以每分鐘8000轉的速度飛速旋轉時，它很有可能成為一把致命的武器。若是它往前飛，飛出發動機罩還好。但如果它往後飛，進入噴氣發動機的壓氣機和燃燒室部位，被打碎的壓氣機葉片和燃燒室碎片很可能引起整個發動機的全面爆炸。

「劍刃風暴：亂飛的扇葉

而發動機爆炸的危險不是來自於爆炸本身，而是來自於脫落後高速亂飛的扇葉以及被它打掉的碎片對機身的威脅。想像一下，大量堅固的鈦合金尖刀高速打擊機身鋁合金錶皮會產生什麼樣的慘案。因此，發動機罩必須被造的十分堅固，用來抵抗可能發生的「劍刃風暴」。

其實我們不用想像，商業航空史上已有多次因為扇葉打穿發動機罩，射入機身而造成的空難。比如1989年美聯航232號班機，就是因為其尾翼發動機扇葉脫落，損壞了大量的飛行控制裝置而導致機上296人中111人死亡，172人受傷。而1989年另外一場由扇葉造成的空難，英倫航空92號班機，也造成了47人死亡，74人重傷。值得一提的是，英倫航空92號班機使用的是CFM56早期的一款發動機。

圖：美聯航232號班機尾翼發動機風扇的殘骸

幸運的是，近些年來由發動機故障導致的空難已經鮮有美聯航232那種規模的傷亡了。在1996年，最近的那場空難中，只有一位母親和她的孩子身亡，5人受傷。而直到今天之前，已經有22年沒發生因發動機故障而死亡的空難了。

2年前的西南航空3472號班機丟失的扇葉至今還沒有被發現，NTSB的調查也還未結束。但是該發動機的葉轂斷口顯示出金屬疲勞裂紋生長的痕迹。而這次1380號班機也很有可能擁有同樣的痕迹。本次空難中，尾號為N7772S的波音737-700上面的發動機自2000年進入服務後，已經歷過4萬多次飛行；其中有1萬多次是上次大修之後進行的。對於西南航空來說，這並不算多。畢竟，西南航空的平均機齡在業界中屬於偏老。不過在此次空難之後，西南航空估計會提高發動機大修的頻率吧。也希望所有使用波音737-700和CFM56系列發動機的航空公司可以從西南航空兩次空難中吸取教訓，及時處理扇葉金屬疲勞問題。

但是，大家一定要記住，飛行還是要比開車安全的多。