來源： 把科學帶回家

　　撰文 | Mirror

　　不久前，川航貨運航班3U3839在從重慶飛往莫斯科的途中，突然出現(xiàn)機械故障，機組人員出于安全考慮決定返航。

3U3839航班飛機著陸前的軌跡 | 圖源：Flightradar24

　　令人意外的是，這架飛機并沒有直接返航，而是在空中兜兜轉轉了數(shù)小時后才在機場安全降落。

　　按一般人的想法，飛機遇到緊急情況需要降落時，難道不是應該盡快飛到目標機場降落，為什么要花這么長時間兜圈子？

　　飛機的導航系統(tǒng)并沒有問題，地面的狀況也不復雜，這其實是駕駛員在特意繞圈，為安全著陸做準備。

　　飛機在盤旋過程會消耗燃油，從而減輕機身重量，這樣在著陸時就不會超重。

　　可飛機起飛時載油量分明更重，怎么著陸時才擔心超重？

飛機著陸 | 圖源：Wikimeida Commons

　　不同于汽車的固定載重限制，飛機的起飛和著陸分別有兩個不同的重量限制——最大起飛重量和最大著陸重量。前者通常遠大于后者，例如波音747-400的最大起飛重量比最大著陸重量多了100噸。

　　這不難理解，畢竟飛機是以相當大的速度落向地面，乘客都能感受到那股沖擊力。如果飛機載重過大，沖擊力就會超出機身結構的承受力。此外，攜帶過多燃油著陸也有起火風險。

　　所以飛機在加燃油時不是像汽車那樣加滿就行，而是要同時考慮起飛和著陸時的重量限制。不同航線的燃油消耗顯然不同，如果航線比較短就少加點，讓飛機的著陸重量能及時減輕到安全范圍內(nèi)。

　　然而，普通客機正常航行時的油耗只有幾噸每小時，萬一途中遇到十萬火急的情況，比如有病人需要搶救，而飛機又處于超重狀態(tài)又該怎么辦？

　　此時的飛機顯然沒有時間花數(shù)小時盤旋耗油，這時候還有兩種更快的選擇：超重著陸或者直接放油。

　　超重著陸的風險顯而易見，不過如果沒有超重過多（一般不超過1%），在機組和空管的配合下，也可能安全著陸，因為飛機在設計時已經(jīng)考慮到了這種緊急情況。

　　當然最穩(wěn)妥的還是避免超重，把油放掉。這可不是把油箱打開就行了，而是需要專門的應急放油系統(tǒng)。

圖源：王鵬，朱德軒（2016）

　　這個系統(tǒng)通常與供油系統(tǒng)整合在一起，飛機的大部分燃油都裝在機翼那段，應急放油系統(tǒng)能夠把燃油泵到翼尖噴出，并且能夠控制放油速率。

機翼放油裝置 | 圖源：Wikimeida Commons

　　應急放油程序啟動后，飛機的重量將在15分鐘內(nèi)降到安全著陸標準，每分鐘就會放掉數(shù)噸燃油。

　　2018年，東航MU587航班的波音777-300ER從上海飛往紐約的途中，機組人員就曾為搶救一名病情危急的乘客，而排放掉約30噸的燃油，然后備降阿拉斯加的安克雷奇機場，這位乘客因此得到及時救治。

　　既然放油更快，遇到突發(fā)狀況的飛機為什么不都選擇直接放油？

　　不是所有飛機都有應急放油系統(tǒng)，它通常應用在受超重影響大的大型飛機上，比如波音747和空客A380。如果飛機的最大起飛重量和最大著陸重量相差不大，則不配備這個系統(tǒng)，比如波音737、空客A320。還有一些飛機出于性價比等因素的考慮將應急放油系統(tǒng)作為可選項，比如波音767和空客A330。

波音767-300 | 圖源：Wikimeida Commons

　　2020年，加拿大航空837航班的波音767-300的左發(fā)動機失火，飛機需要緊急降落，但由于沒有應急放油系統(tǒng)，飛機在空中盤旋耗油4小時后才降落。

加拿大航空837航班飛行軌跡 | 圖源：Flight Radar

　　這次川航返航的空客A330同樣沒有選裝應急放油系統(tǒng)，所以也得盤旋耗油。

　　應急放油過程需要機組和空管時時掌控飛機自身和周邊的情況，以免造成更大的傷害。中國民用航空局和美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）都對飛機應急放油的要求有詳細規(guī)定，包括以下幾點（摘自《中國民用航空規(guī)章》）：

　　上面這些保障的是機上人員的安全，那么放油會不會威脅到地面上的人呢？比如下一場燃油雨？

　　大多數(shù)情況下，飛機是在數(shù)千米的高空中放油，燃油高速噴出后會霧化、蒸發(fā)，因此對機身和地面上的人都不會造成直接影響，但污染大氣無可避免。

　　當飛機處于5000~6000英尺（1524~1828米）的高度時，釋放的燃油一般能在落地之前完全蒸發(fā)。所以在條件允許的情況下，飛機放油時的高度要超過這個范圍，盡量高于3000米，并且要遠離居民區(qū)和其他飛機。

　　除此之外，飛機放油還要小心避開空中的強靜電區(qū)，因為搞不好一個靜電火花就會引火上身，讓情況火上澆油，靜電也是加油站著火事故的元兇之一。

　　當然，放太多也不行。中國民航局應急放油規(guī)定：剩余油量至少要保證飛機能從海平面爬升3000米，然后以最大航程速度巡航45分鐘。

　　然而，我們無法預料飛機會在何時何地出現(xiàn)何等程度的突發(fā)情況，所以很多時候要靠機組和空管的臨場判斷，必要時也可打破常規(guī)，目的都是盡可能避免或降低人員損傷。

　　如果客觀條件不可控或者操作不當，地面居民就可能受到波及。2020年，達美航空89航班的波音777-200ER飛出不久后就因為單側壓縮機失速而返航，當時機長表示情況可控，機上人員最終全部安全著陸。

達美航空飛機低空放油 | 圖源：BNONews

　　然而，由于機組在未告知空管的情況下低空放油，大量燃油未完全蒸發(fā)就淋到了地面上，而那片區(qū)域又是居民區(qū)，還有幾所學校，至少56人因此皮膚或肺部受傷。

　　總體而言，當飛機面臨突發(fā)狀況時，應急放油或盤旋耗油是一種有效的安全措施。和飛機起飛前的安全提示一樣，我們很容易忽視它們，但為了生命安全，準備再多也不多余。