美国MD-11货机事故，再度敲响老龄飞机服役末期的安全警钟

11月4日，美国UPS航空的一架注册号为N259UP的麦道MD-11F货机，在从美国肯塔基州阿里国际机场起飞离地后几秒钟发生事故。该机左翼下的1号发动机突然脱落。脱落的发动机在残余推力和惯性作用下，翻转飞越了机翼上方。由于燃油管道撕裂脱落，大量燃油泄漏并起火。

N259UP

监控镜头，注意发动机

飞机在仅爬升9米后向左侧翻滚，坠毁在附近的工业区。此时不仅飞机中还有大量燃油，其坠毁所在区域也有大量存储着易燃物和可燃物的物流仓库、油料储罐和卡车等。飞机的直接撞击和后续引发的大规模火灾造成了严重的地面人员伤亡。该次事故一共14人遇难，其中3人为机组乘员，11人为地面人员。

坠毁现场

从该事故的初步调查报告来看，事故的直接原因是发动机挂架的关键耳片结构存在未发现的金属疲劳裂纹。该裂纹为自然形成扩展，对部件强度形成了致命性的破坏，使该结构无法承受发动机在高推力状态下形成的负荷，最终在起飞过程中被撕裂。现阶段的调查显示，该机的维护工作符合现有的相关标准——这意味着MD-11飞机部件金属疲劳检测的标准可能本身就存在不足。

11月8日，美国有线电视新闻网（CNN）报道称，美国联邦航空管理局（FAA）已经下令停飞所有MD-11货机和部分DC-10货机，并要求进行全面检查，尤其是对发动机挂架进行“高度侵入式”的高等级详细检查和探伤。UPS、联邦快递等以MD-11和DC-10为主力型号的航司均面临运力瞬时降低的困境。部分非常依赖MD-11的小型航司，比如西部环球航空已经让所有飞行员“休假”，公司陷入停业危机。

从飞机的维护规律来看，老龄飞机一旦出现严重的结构隐患，通常将面临高昂的维修成本，这往往是加速该型飞机退役的关键因素。目前全世界大约还有50多架MD-11和不到10架DC-10。MD-11在役飞机的平均机龄已超过30年，属于典型的老龄飞机。如果后续的群体探伤中发现更多飞机存在类似的致命隐患，这将有可能导致MD-11和DC-10彻底停飞，提前退出航空运输市场。

断裂失效的部件

此外，MD-11是在DC-10基础上大改而来的型号。在机翼和发动机挂架的基础设计上，MD-11与DC-10几乎是全盘继承关系。从现在的标准来看，DC-10的发动机挂架由于年代较早和在成本制约下追赶工期等原因，其设计并不完全符合保障飞机结构安全的损伤容限和多路传力冗余原则，这一原因间接导致了DC-10飞机在1979年5月25日的美国航空191班机空难。

和这次MD-11货机空难不同，191班机空难有明确的人为责任因素在内。但从导致事故的部件到事故的动态物理过程，两次事故存在一定相似性。191班机同样是发动机挂架断裂，发动机同样脱落并从机翼上方越过，飞机同样在翻滚后坠毁，同样是所有人员全部遇难。

191班机坠毁时机龄仅为7年3个月。其关键结构失效的原因不是自然老化，而是地面维护检修过程中的违规操作。按规定该飞机的发动机和挂架必须依次分别按顺序拆除，但地面维护人员为了省事，直接用叉车向上托举发动机，将结合状态下的发动机/挂架一起拆除。该违规操作导致挂架的关键法兰部件产生裂纹，而这个部件无论是在设计（被遮挡）还是常规维护程序上，都不在目视可及的范围内。这最终导致裂纹的发展过程完全没有被发现，最终酿成大祸。

191空难监控截图

按照现代结构设计原则，飞机关键部件应该通过针对性的设计，使其能被目视

和仪器探测，裂纹应当可以被检出，而且裂纹的扩展速度和范围被遏制，并避免裂纹在发展到肉眼可见之前就具备毁灭性的贯穿、撕裂破坏能力。在极端情况下，飞机结构依靠保险销设计和多路传力冗余结构的组合设计，即便部分结构脱落，也不至于连带撕下更多的结构和管路电缆，而是尽可能“干净地脱离”，同时剩下的其他结构仍能有效的分担受力，使飞机能坚持降落。

但遗憾的是，DC-10设计的年代，以损伤容限为代表的飞行器现代结构完整性设计体系还处于萌芽阶段。此外，当时还存在很多具体结构设计思路上的观念冲突，比如麦道公司非常抵触在发动机挂架上，设计用于保护性断裂、避免波及更大范围的“保险销”式薄弱环节。

DC-10翼下发动机和吊架组件

这与后来191航班事故的现象形成了明显的关联：裂纹没有被发现，进展也非常快，关键部位失效之后没有其他结构件能充分分担受力，发动机脱落造成了更大范围的致命性扩大损伤。损伤容限的思路直至20世纪70年代末才被FAA通过FAR 25.571条款强制引入，191航班事故可以看作推进这一法规改革的重要诱因。

相较于DC-10，MD-11总体上继承了其机翼和发动机挂架的承力设计。虽然在191航班事故以后，MD-11在总体设计不变的前提下，对结构进行了力所能及的改进，但另一方面，MD-11采用的发动机也更大、更重、推力更强，其发动机挂架等关键结构承受的负荷，尤其是连接点承受的扭矩和剪切力也比DC-10要更高。

有一种可能性是，此次MD-11的空难也许表明，在MD-11的结构设计环境下，关键部件，特别是单传力路径部件的金属疲劳在累积到一定程度以后，可能会出现比预期快速得多的材料特性老化恶化。这种情况下，损伤容限提供的“容错窗口”有可能被极大程度地压缩，裂纹的进展速度不再能被控制到下一个检修周期的到来。

这也许是本次空难可能造成的最大影响：当事故的根源来自基础结构设计缺陷与机体老化的共同作用，那现在所有的MD-11都已无法再保障飞行安全。让这些飞机提前退役，才是最安全的做法。（文案：候知健）