偷一架飛機?從飛行模擬的角度談阿拉斯加航空沖八被盜事件
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今年的航空業註定不太平。
全球航空業在2018年上半年屢屢出現飛安事故,若說天災無可避免,諸多本可避免的人禍則為航空業的各個方面敲響了警鐘。但令人大跌眼鏡的是,自從7月18日馬航空客330空速管套未移除備降事件發生僅半個月後,美國華盛頓州當地時間8月10日,西雅圖本地最大的國際機場——塔科馬機場停放的一架加拿大龐巴迪公司生產的Dash8 Q400型雙發螺旋槳支線客機,遭到場內機械師(後聽有更正為場內地勤)的偷竊並在未得到空管指示的情況下強行起飛,在西雅圖南部上空做包括橫滾在內的特技飛行後可控墜地。緊急起飛的F15戰機並未主動擊落。根據目前官方的解釋稱該男子是自殺行為,並非恐怖襲擊。
您要說是偷車賊,大家心中似乎對此類新聞司空見慣。但今天發生這如此荒唐的盜竊事件,竟然是一架飛機;還不是一架小飛機,而是一架雙發螺旋槳支線客機——能搭載78名乘客的客機就這樣在光天化日下偷走?且在目前網友公布的空管錄音中,肇事男子聲稱「自己先前玩過一些電子遊戲」所以「不需要太多幫助」——是什麼電子遊戲能讓一名非飛行員成功竊走並強行起飛?
在此做一個自我介紹:筆者身為飛行模擬遊戲軟體老玩家,研究各類飛行模擬軟體已12年之久。作為業餘愛好目前在bilibili發表飛行模擬系列視頻,並於《航空知識》雜誌發表關於飛行模擬軟體的文章。今日寫文獻醜,不足之處望諸位知乎的朋友們批評指正。
目前官方並未公布更多細節,根據作者個人的推測此「電子遊戲」為各類飛行模擬軟體中由使用PC端運行的,使用手機端飛行模擬軟體的可能性低(在此無貶低手機端遊戲之意,因為操縱一架客機從冷艙或者接通外部電源的情況下直到順利起飛,手機端遊戲模擬程度遠不及真實操作)。而最有可能的,是藉助了《微軟模擬飛行X》(後簡稱FSX)或洛克希德·馬丁《Prepar3D》(後簡稱P3D)飛行模擬平台的Majestic機模插件公司出品的Majestic Dash-8 Q400(介紹頁,非廣告:FSX Majestic Q400)(後簡稱MJC84)。
Majestic Dash8 Q400其對沖八Q400機型的模擬程度在飛行模擬業內廣受讚譽,不僅得到了真實世界航司沖八飛行員的好評,並且Majestic公司在對廣大模擬飛行玩家出售個人許可外,也售賣針對於真實世界航司訓練飛行員的全功能Training版本。我們今天就使用Prepar3D v4.3平台,搭配MJC84飛機機模插件,從飛行模擬軟體的角度,來談談阿拉斯加航空沖八被盜事件。
(在此說明以上推論僅為依個人研究飛行模擬軟體所得出的初步結論,具體細節我們還需要等待NTSB的調查結果。)
簡述Prepar3D飛行模擬軟體
在提到Prepar3D前,就不得不提到擁有30年歷史的著名飛行模擬遊戲:《微軟模擬飛行》。
經過歷代遊戲版本的革新(感興趣的朋友查閱微軟模擬飛行的歷史,如下),
https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Microsoft_Flight_Simulator2006年微軟發布了大名鼎鼎的《微軟模擬飛行X》。隨著時間的推移,正當人們期待著新作時,2009年,洛克希德 · 馬丁公司從微軟手中購得版權,推出基於FSX開發的新飛行模擬軟體(幾乎去除了任何面向新手的娛樂性,甚至可以不稱之為「遊戲」)——Prepar3D,讀音同為「prepared(準備好的)」。
哎?是不是有朋友表示這公司的名字有點兒面熟?實際上,這即是生產F-22、F-35等戰機的全球第一大軍火商洛克希德 · 馬丁!洛馬公司利用FSX其優勢開發出訓練飛行員、模擬戰爭環境的P3D平台,當然不僅僅坑五角大樓的錢——也以相對低廉的價格面向廣大普通航空愛好者發售。
可惜的是微軟公司在2012年發布廣受差評的《微軟飛行(Microsoft Flight)》後,解散了模擬飛行研發團隊。洛馬也不負廣大玩家眾望,在FSX的基礎上逐步優化運行體驗,以迎合當今的硬體水平。玩家們也大部分過渡到P3D中,包括先前FS系列的插件商們。今天的主角Majestic即為模擬飛行圈廣受讚譽的插件商之一。
普通人偷走一架飛機有多難?
實際上,就在今天的飛機失竊事件前,知乎上就有一個關於「偷走飛機難不難?」的問題。各位民航從業大佬們已經回答的很清楚了,在此筆者簡述一下「大體流程」。
首先,您得進得去內場。
這恐怕就阻攔掉絕大多數圖謀不軌的人了。一般擁有商業航班的機場其安保措施都會十分嚴格,就拿國內舉例,武警叔叔們可不是吃素的。
當然筆者這番話也絕對了。在航空業高度發達的美國,小型通航機場星羅棋布,其停機坪也較為開放,私人的小飛機就在停機坪上停著。想想如果您每天開車上班,走到停車場中的愛車前第一步需要做什麼?
掏鑰匙。
沒錯,很多通航小飛機——比如說各位學飛的朋友甚至在模擬飛行中絕大多數新手玩家上手的第一架飛機——塞斯納C172(俗稱「小賽」、「X絲納」),依舊是需要鑰匙的。開車(指啟動發動機)前需要右擰鑰匙,給點兒油。
「依舊」這個詞恐怕大家注意到了,怎麼?現在的大型客機沒有鑰匙?
我們就用今天的主角:龐巴迪Dash-8 Q400舉例。環顧駕駛艙各個角落,您就沒看到任何可以插鑰匙的孔。同理,大家坐飛機時常遇到的波音737和空客320,琳琅滿目的各個顯示組件、測桿、操縱盤、油門桿、頂板、中控台……就是沒有一個像插鑰匙的洞。
原因很簡單。通俗點兒說,就算是您成功地用十八般武藝混進了機場內場,又以迅雷不及掩耳盜鈴兒響叮噹的步伐躲過一切地勤和監控探頭,來到了一架飛機面前,身為對航空完全一張白紙的普通大眾:要不看著廊橋連樓梯在哪都不知道,要不就算是有登機扶梯車,走到緊閉的艙門面前(當然沖八的高度較低,登機梯是左一客艙門打開後踩著「門板」的台階上去的),琢磨半天也打不開。這下可好,您目前要做的就是主動向機場公安自首。
好吧算您運氣好,正好看見一架飛機沒關門,空乘和安全員都不在,周圍也沒有地勤工作——甚至駕駛艙門都沒關上——以萬分激動的心情坐在夢寐以求的機長座椅上(其實對於很多不接觸航空的大眾來說,機長坐哪邊估計都不知道),心已經涼了大半。眼前的一切,上面刻著的、畫著的、顯示著的英文字母和數字我都知道怎麼念,就是看不懂!這麼多按鈕,這麼多電門,這麼多杆子……就算把飛機line-up在跑道上,發動機也運轉著,一切系統正常工作著,讓您上手去開——估計您連油門在哪兒都不知道!
「哎這飛機真有意思,還是自動擋的。腳底下右邊油門左邊剎車沒有離合哎!」
「哎這飛機真有意思,方向盤都沒有。現在的『空中客車』都使用意念駕駛了!」
「哎這飛機真有意思,瞎動幾個按鈕。這椅子還能前後左右移動哎!」
所以針對一名對航空一竅不通且不懷好意的人來說,飛機有沒有鑰匙對其差別不大。還記得我們上文說的C172么?這滿眼的煤氣表可比現代客機眼暈太多了。
然而西雅圖的這哥們,可是航空從業人員。首先,比普通旅客更容易進入停機坪,也比普通旅客更容易進入駕駛艙內部。而且身為機械師的他,對沖八的駕駛是有一定了解的。
那這位肇事者是如何偷走飛機的呢?
一個好漢三個幫
作為一名擁有航空執照的通航小飛機飛行員,完全可以在來到機場後憑一己之力清空地面設施、繞機檢查、加註燃油、冷艙啟動……直到開車、滑行、起飛。畢竟飛機小,所需要的地面支持也不多。
但是,中大型客機呢?
當您所乘坐的航班落地滑行至停機位靠橋後,飛行員關車(關閉發動機)。為了保證電力、氣源等供應(當然波音787隻要有足夠的電力,四台客艙空氣壓縮機就會正常工作以提供空調組件),要不使用大多數位於飛機機尾處的APU(即輔助動力單元:一台工作原理類似於航空發動機的燃氣輪機,提供電力與引氣但不提供動力),要不就要連接地面電源、地面氣源以節約飛機的燃油並且降噪。
這時地勤在給您的飛機「插上」電源供應與黃管子氣源後,為了避免您的飛機發生不必要的移動,會給起落架輪胎前後放上輪擋;同時與駕駛艙建立雙向通訊,將耳機的插口插入機頭附近的插座中;為了讓乘客下飛機並且裝卸貨物,廊橋門或者登機梯緩緩靠來,地勤也會手動開啟貨艙門卸載您的託運行李。
飛機需要加註燃油,要不從遠處開來一輛巨大的油罐車,要不從地面的油井汲油,在機翼下方的燃油加註口餵飽飛機;為了過站後接續航班的乘客不餓肚子,航食公司來車從飛機右側艙門遞送雞肉飯和牛肉麵;同時加註水,和抽取集便器的污穢物;遠機位的話還需要擺渡車開到登機梯前運走一批又一批乘客……
筆者說了這麼多飛機停機後的地面工作——您可以稍微地想像一下——當這架飛機擔當的接續航班要後推開車前,有多少地面設備要清空撤離?
- 地面電源;
- 地面氣源;
- 輪擋;
- 耳機線;
- 撤橋或撤登機梯;
- 關閉各類艙門;
- 撤貨梯和小車;
- 油罐車;
- 航食車梯;
- 集便車;
- 擺渡車……
崩潰了沒?
就算是您的體力如超人一般移走了全部設備(這時您會發現自己上不去飛機了)並且騙過所有地勤。您還對這款飛機了如指掌完成了各項正常程序檢查單,哈哈哈勞資走上人生巔峰要開走飛機了!然而尷尬的一幕發生了。
一般的客機沒有倒擋。且不允許反推後推。
場面一度十分尷尬。
於是您用三寸不爛之舌巧言騙取了牽引車大叔的信任,大叔將信將疑地把牽引車開到鼻輪前。您說:「勞駕您後推吧!」地勤大叔反問道:
「空管地面席位允許了么您內?」
場面二度十分尷尬。
如果您情商百級且巧言詭辯後推成功來到了滑行道上,響晴白(bo,二聲)日,視力稍微正常的工作人員都能看出這有貓膩。就算是地勤和空管全瞎了!或者我在一個月黑風高的夜晚偷偷摸摸!勞資終於能迎娶波音380空客747了!好嘞,APU開著呢沒?關閉空調組件向發動機N2轉子提供引氣,開車!
但您可別忘了,所有人是瞎了——但是可沒聾啊。
APU多大噪音地勤們心裡沒點兒B(四聲)數么?如果您在遠機位登過機;或者是看新聞聯播當國家領導人出訪時,下飛機時的鏡頭:背景辣么大「嘶嘶嘶」聲可不是鬧笑的。
場面三度十分尷尬。
而到了這裡,幾乎斷了您偷飛機的所有可能性。可悲的是,您目前甚至都沒有使用飛機發動機的動力移動過一厘米。
那麼問題來了,塔科馬這哥們是如何辦到的呢?
塔科馬奇遇記
原因恰恰是龐巴迪沖八等同類飛機的優勢,以及肇事者的身份。
這位肇事者身為機械師(或者是航空專業從業人員),再加上「玩過電子遊戲」的經驗,對飛機的一切系統談不上了如指掌,但也是有個基本的認識。他是如何騙過所有地勤的暫且不表,我們看看他是如何將一架Dash-8 Q400飛起來的。(如果您感興趣可以前往筆者以前製作過的一期關於Dash-8 Q400的視頻了解正常程序下的複雜步驟。)
【P3D】沖八:龐巴迪天下第一!(Prepar3D 模擬飛行)_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 乾杯~-bilibili假設這架沖八當時處於完全斷電冷艙狀態,在正常的航班下飛行員需要做些什麼呢?
眼花繚亂了?其實這還是最大程度上的精簡版。很多操作的細節並未在正常程序檢查單中提及。這樣一條程序下來最快也要半小時。但我們設身處地地換位思考,如果您要偷走這架飛機,需要做的是什麼?儘可能迅速地使飛機動起來!
由於沖八一定程度上的優勢,其相比于波音空客機型來說,啟動發動機的方法較為簡潔:沖八甚至可以在不需要外部電源、APU的情況下,使用電瓶供電即可啟動發動機——這並不違反標準操作程序,只要您按照其正常程序一步步照做就沒問題(當然一般情況下飛行員使用外部電源來啟動右發,然後撤離地面設備後推啟動左發;APU在沖八中甚至很少使用)。一旦一台發動機啟動後,飛機就有了穩定的電力和氣源供應。
在盜竊這慌神的節骨眼上,這位機械師恐怕也顧不上這些了。很可能跳躍了很多不影響啟動發動機,但在正常航班中必要的步驟。比如說繞機檢查、檢查安全設備、調定燈光系統、調定氣源系統、調定音頻控制面板和無線電……何以佐證呢?
在網友公布的空管錄音中,這位尋短的機械師在空中表示「頭暈」,並說明自己並未設置客艙增壓。然而沖八隻要在飛行管理計算機中輸入飛行航路計劃後,客艙增壓是全自動的,所以未輸入任何起落機場的數據是不會使增壓系統正常工作(除非人工調整著陸高度)。同理,既然慌不擇路FMS壓根就沒碰,那麼飛行計劃航路、空中無線電導航、性能數據、起飛數據計算……也就無從進行了。
開車後,正如上文所述,我們需要在停機位後推(當然現實中大多數飛機是先後推再開車)。既然偷竊飛機已發生,據此推斷此時飛機應當並未停靠廊橋位。而是在上文中的截圖所示一般,塔科馬機場東南角有阿拉斯加航空的維修機庫與很多凈空條件良好的機位【筆者註:目前更多細節已經紕漏,是從機場東北角的停機坪穿越跑道16左來到16中強行起飛,滑行距離較短】。沖八的轉彎半徑較小,可以從寬敞的停機坪中大角度轉向(有一類停機位是專門支持飛機直接大角度滑出的,多用於較小的機場或停機坪較為寬敞的機位)。
同時,沖八的燃油系統、液壓系統等與大家熟悉的波音、空客不大相同。燃油泵、液壓等是需要發動機啟動後打開的;同時身為螺旋槳飛機的沖八特有的條件推桿需要在發動機啟動後推滿,自動順槳需要激活;沖八還有一條比較爭議的問題,那就是雖說安裝了偏航阻尼的開關,但實際上並沒有偏航阻尼(以至於真實飛行員調侃道偏航阻尼的開關就是個「小夜燈」這個梗),那就需要起飛前後除了調整俯仰配平外,還需時時調整尾舵配平。最令人捏把汗的是空管錄音表明這位機械師在上天后甚至都對飛機剩餘的燃油量模稜兩可。
滑行時,由於螺旋槳發動機的特性,當發動機收回慢車時(好比您開車時掛空擋不踩油門)飛機會向後倒退,而此時並沒有激活反推——這也就是為何螺旋槳飛機在空中飛行時禁止收回慢車位的原因——所以沖八的地面滑行在油門的控制方面要比噴氣式飛機略顯困難。此時空管的地面席位也並未准許其滑行,這名機械師需要避讓所有正常滑行的飛機並強行上跑道起飛,有趣的是還不忘打開了應答機(而正相反,MAS370在飛行中關閉了應答機),空管能在雷達屏幕上看到他【筆者註:此處已經過修改,尚未得到官方確認】。
甚至這位尋短的機械師不顧地面人員的安全,在空中進行了橫滾機動!如果筆者沒有記錯的話,上一次客機做橫滾機動還是在波音707的一次試飛中,波音的試飛員出於對飛機的自信,擅自做了一個橫滾機動,這可把當時正在地面觀看飛行的波音總裁嚇個不輕。【筆者註:感謝評論區指正,是波音707的原型機】
在空中時,雖然從無線電中能聽出這位機械師異常的興奮,但是其在偷竊下的飛行所導致的飛機非正常工作也讓他叫苦不迭。正如上文所述,沖八並沒有偏航阻尼,這就需要飛行員對各個操縱面配平的調整十分精確,這哥們並沒有飛行經驗自然令他措手不及,錄音中駕駛艙的警報也響個不停;再加上起飛前並沒有設定好導航,在天空中就只能靠目視瞎飛一氣;甚至筆者猜測其連起飛速度都未曾設定好,亡命徒般地加速到140節左右(只要不超過最大起飛重量,飛機在各個條件的制約下最大的抬輪速度)……並且其表示自己不會降落這架飛機,「甚至我壓根就沒想把它落在地面上。」
這場偷飛機的鬧劇最終以悲劇結尾,機械師自殺可控撞地,發生爆炸。而這件事也使西雅圖塔科馬機場因為安全問題臨時關閉——值得慶幸的是這位機械師並沒有恐怖主義傾向,駕駛著沖八向北飛往西雅圖市中心——這隻有兩分鐘不到的航程,攔截的戰機根本來不及升空應對,實屬後怕。
結語
說實話,筆者在看到ABC台《早安美國》節目關於西雅圖飛機被盜事件的畫面時,看到一家完整無缺的飛機,被一名亡命徒心懷惡意地把玩著,置飛行安全以及社會無辜大眾的安全於不顧——最後在地面上隕落,成為了廢銅爛鐵——心中真的不是什麼滋味。
Suicidal airline employee steals plane from Seattle airport, crashes
這架Dash-8 Q400就像是一位老朋友,前幾天剛剛見過面,生龍活虎。就正如前幾天筆者在P3D飛行模擬中執飛過沖八,給筆者和其他在飛行模擬遊戲軟體中飛行的航空愛好者們以快樂。但它在這名尋求自殺的機械師的施暴下,在西雅圖的南部無力地掙扎,最終粉身碎骨。
我只好狠狠地閉上看著電視轉播的眼睛,關閉了標籤頁。
航空安全,絕無小事。
而此次客機失竊事件,也為全球的機場安保再次敲響了警鐘。甚至此次事件不亞於911事件對美國乃至全球航空運輸業的警告。
願湛藍的天空依舊那般平靜。
@ericjeppesen
2018年8月12日凌晨,北京
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