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?4月2日，一架美國西南航空公司（Southwest Airlines Co.）的波音737-300客機在飛行途中上演驚魂一幕——機艙頂部突然破了一個2米見方的大洞，飛機隨后成功迫降在美國亞利桑那州一個軍用機場，除一名空乘人員因缺氧昏迷而受輕傷外，機上其他人安然無恙。 事實上，這已經不是美西南航第一次出現這樣的事情。早在2009年7月，美國西南航空公司的一架波音737-300飛機也曾發生過同樣的事故，但那一次的破洞只有30厘米見方。 同一家航空公司的同一種型號的飛機為何會在短時間內發生兩次同樣的事故？是偶然還是另有原因？記者接下來就將帶您了解其中的原委始末。 飛行安全的“隱形殺手” 波音737-300飛機是波音公司737系列飛機的早期型號，1984年一經推出，就成為第二代波音737飛機的代表機型并迅速成為各航空公司短程航線上的主力軍。波音737-300飛機在生產16年后于2000年停止向客戶交付，取而代之的是新一代的波音737NG（737-600/700/800/900）飛機。但目前，很多國家依然運營著大批的波音737-300飛機。 經過事后調查，美西南航空的這兩次事故都指向了同一個元兇，那就是金屬疲勞。有業內人士指出，飛機頻繁起降造成的機艙循環加減壓會使機身處在一個膨脹、收縮的循環過程，較長時間之后，機身蒙皮的金屬材料就可能出現金屬疲勞。 記者就此采訪了北京航空航天大學材料力學方面的專家孟慶春教授。“所謂金屬疲勞，就是金屬材料經過長期使用之后，由于重復多次地向其施加載荷，金屬內部就會產生細小的裂紋；載荷繼續施加，裂紋就會繼續擴展，加到一定程度的時候材料就會被徹底破壞。”孟慶春解釋說。 孟慶春告訴記者，由于金屬疲勞而產生的破壞不同于普通破壞形式，不僅金屬材料的裂紋不易被發現，而且在人們通常認為受力不大、不應該有問題的情況下，出現疲勞的金屬材料也可能會被破壞。“就好像司機疲勞駕駛，由于他的反應速度變慢了，一些不起眼的因素也可能釀成交通事故。金屬疲勞也是一樣，裂紋起初是一點點擴大，但到一定程度之后就會造成承載面積的減小，即使在較小力的作用下，由于它不能夠有效地承載載荷，最終材料也會被破壞。另外，由于初期內部的裂紋是肉眼看不到的，所以比較不容易被發現。” 金屬疲勞不得不防 “最近的這次事故還算比較幸運的，從媒體的報道來看，美西南航的這架飛機的主體結構并沒有遭受到嚴重破壞，所以飛機還可以承受飛行時的各種載荷，順利地飛回來。但如果疲勞發生在要害部位，比如飛機的機翼，那后果將是不堪設想的。”孟慶春教授說。 不過，近乎于“隱形”的金屬疲勞也不是不可破解，孟慶春教授向記者表示，雖然有的裂紋由于在內部肉眼很難看到，但現在擁有的無損探傷技術，如超聲波檢測、X光檢測等都可以在早期就發現金屬疲勞的蹤跡，再加上日常對飛機的常規檢查以及維修保養，完全可以將金屬疲勞消滅在萌芽階段。 另一方面，防止金屬疲勞事故的發生還與飛機的疲勞壽命標準有關，如何權衡安全裕度與航企利益之間的關系在其中起著至關重要的作用。日前，有媒體報道說波音公司已經承認美西南航空737-300飛機的這次“開天窗”事故系飛機疲勞壽命計算失誤所致。對此，孟慶春教授也表達了自己的看法，他說：“在最初設計飛機的時候，都會有一個疲勞壽命的問題，飛機經過一定的起降次數或飛行時間之后都要進行詳細的檢查。但由于疲勞問題的分散性和不確定性，精確的疲勞壽命目前是很難給出的。并且在精確計算疲勞壽命的同時，還要考慮航空公司的運營效果。” 目前，隨著科技的發展，波音公司和空中客車公司在設計新飛機過程中，都不約而同地加大了復合材料的使用比例。據孟慶春介紹，復合材料的使用也將有效延長飛機的疲勞壽命。“復合材料抗疲勞性能比較好一些，但是疲勞是不能避免的，重點還在防微杜漸。”
事實上，這已經不是美西南航第一次出現這樣的事情。早在2009年7月，美國西南航空公司的一架波音737-300飛機也曾發生過同樣的事故，但那一次的破洞只有30厘米見方。
同一家航空公司的同一種型號的飛機為何會在短時間內發生兩次同樣的事故？是偶然還是另有原因？記者接下來就將帶您了解其中的原委始末。
飛行安全的“隱形殺手”
波音737-300飛機是波音公司737系列飛機的早期型號，1984年一經推出，就成為第二代波音737飛機的代表機型并迅速成為各航空公司短程航線上的主力軍。波音737-300飛機在生產16年后于2000年停止向客戶交付，取而代之的是新一代的波音737NG（737-600/700/800/900）飛機。但目前，很多國家依然運營著大批的波音737-300飛機。
經過事后調查，美西南航空的這兩次事故都指向了同一個元兇，那就是金屬疲勞。有業內人士指出，飛機頻繁起降造成的機艙循環加減壓會使機身處在一個膨脹、收縮的循環過程，較長時間之后，機身蒙皮的金屬材料就可能出現金屬疲勞。
記者就此采訪了北京航空航天大學材料力學方面的專家孟慶春教授。“所謂金屬疲勞，就是金屬材料經過長期使用之后，由于重復多次地向其施加載荷，金屬內部就會產生細小的裂紋；載荷繼續施加，裂紋就會繼續擴展，加到一定程度的時候材料就會被徹底破壞。”孟慶春解釋說。
孟慶春告訴記者，由于金屬疲勞而產生的破壞不同于普通破壞形式，不僅金屬材料的裂紋不易被發現，而且在人們通常認為受力不大、不應該有問題的情況下，出現疲勞的金屬材料也可能會被破壞。“就好像司機疲勞駕駛，由于他的反應速度變慢了，一些不起眼的因素也可能釀成交通事故。金屬疲勞也是一樣，裂紋起初是一點點擴大，但到一定程度之后就會造成承載面積的減小，即使在較小力的作用下，由于它不能夠有效地承載載荷，最終材料也會被破壞。另外，由于初期內部的裂紋是肉眼看不到的，所以比較不容易被發現。”
金屬疲勞不得不防
“最近的這次事故還算比較幸運的，從媒體的報道來看，美西南航的這架飛機的主體結構并沒有遭受到嚴重破壞，所以飛機還可以承受飛行時的各種載荷，順利地飛回來。但如果疲勞發生在要害部位，比如飛機的機翼，那后果將是不堪設想的。”孟慶春教授說。
不過，近乎于“隱形”的金屬疲勞也不是不可破解，孟慶春教授向記者表示，雖然有的裂紋由于在內部肉眼很難看到，但現在擁有的無損探傷技術，如超聲波檢測、X光檢測等都可以在早期就發現金屬疲勞的蹤跡，再加上日常對飛機的常規檢查以及維修保養，完全可以將金屬疲勞消滅在萌芽階段。
另一方面，防止金屬疲勞事故的發生還與飛機的疲勞壽命標準有關，如何權衡安全裕度與航企利益之間的關系在其中起著至關重要的作用。日前，有媒體報道說波音公司已經承認美西南航空737-300飛機的這次“開天窗”事故系飛機疲勞壽命計算失誤所致。對此，孟慶春教授也表達了自己的看法，他說：“在最初設計飛機的時候，都會有一個疲勞壽命的問題，飛機經過一定的起降次數或飛行時間之后都要進行詳細的檢查。但由于疲勞問題的分散性和不確定性，精確的疲勞壽命目前是很難給出的。并且在精確計算疲勞壽命的同時，還要考慮航空公司的運營效果。”
目前，隨著科技的發展，波音公司和空中客車公司在設計新飛機過程中，都不約而同地加大了復合材料的使用比例。據孟慶春介紹，復合材料的使用也將有效延長飛機的疲勞壽命。“復合材料抗疲勞性能比較好一些，但是疲勞是不能避免的，重點還在防微杜漸。”
