因為對金屬疲勞的認識不足，“彗星”雖然是第一款商用噴氣客機，但最終以失敗告終。

飛機發生空難可謂“天災”，究其原因卻大多是由於“人禍”。其中除了對飛機的操作和維護不當外，在設計源頭中出現紕漏也佔據了不可忽視的比重。尤其是進入噴氣時代後，民用客機的效能不斷得到提升，同時也變得愈發精密和複雜，設計方案和技術規範上稍有缺陷都很可能釀成機毀人亡的慘劇。早在波音737MAX出事之前，航空史上已經留下了諸多前車之鑑。

疲勞讓“彗星”隕落

70年前，一顆航空界的明星冉冉升起——英國德· 哈維蘭公司研製的“彗星”(Comet)於1949年7月27日首飛成功，並在3年後投入遠端航線的運營，成為世界上第一種以噴氣式發動機為動力的商用客機，從此開啟了空中運輸的新時代。“彗星”客機不僅採用了噴氣動力和後掠式機翼這樣的最新技術，還擁有增壓座艙，在高空中的飛行效能和乘坐舒適性都是最能吸引航空公司和乘客的賣點。

可惜英國人的自豪感並沒能維持太久。1953年3月3日，加拿大太平洋航空公司的一架“彗星”從巴基斯坦卡拉奇機場起飛時，因飛行員操作失誤撞毀在跑道末端，造成機上11人全部遇難。這是噴氣式客機的第一次致命事故，而更大的打擊又接踵而至。5月2日，英國海外航空公司的一架“彗星”在印度加爾各答遭遇雷暴失事，機上43人無一倖存。1954年1月10日，英國海外航空公司的另一架“彗星”在地中海上空突然解體，連同29名乘客和6名機組人員墜入義大利厄爾巴島附近的海中。僅過了3個月，同樣的慘劇再度發生。4月8日，南非航空公司一架載有21人的“彗星”也在飛行途中一頭栽進那不勒斯附近海域。由於這兩起連續事故都是事發突然且毫無徵兆，引起各界的廣泛關注，英國政府不得不下令停飛所有“彗星”客機，並由英國皇家航空研究院牽頭，展開全面調查，尋找事故真相。

英國海軍出動艦隊，在失事海域一帶搜尋打撈飛機殘骸和遇難者遺體。調查當中發現，遇難者的肺部都有明顯的傷痕，很有可能是在高空中機艙發生破損，艙內氣壓突然減小，導致人體肺部氣體急劇膨脹，才使得肺部爆裂。那麼機艙失壓到底是人為破壞還是結構失效造成的？最初的破損部位又在哪裡？調查人員一方面對蒐集到的飛機殘骸進行細緻檢查，另一方面也著手用實物測試。他們建造了一座大型水槽，放入一架拆掉髮動機和內飾的“彗星”機身，反覆注水排水，模擬在飛行過程中飛機受到的壓力變化。當這項測試不間斷地持續到相當於3 000個飛行架次時，問題終於暴露了：機身鋁製蒙皮上沿著舷窗和艙門處出現了長長的裂紋。這就是金屬疲勞——在週期性變化的應力作用下，金屬材料逐漸產生區域性永久性累積損傷，經過一定迴圈次數後產生裂紋或突然發生完全斷裂的現象。

德·哈維蘭公司的工程師曾對“彗星”的結構和蒙皮材料進行過強度測試，結論是應該可以滿足飛行1萬架次或是10年時間的要求。然而他們沒有考慮到的是，飛機在實際飛行中要不斷經歷顛簸振動、加壓減壓和溫度變化等，其環境條件要比測試時惡劣得多。尤其是“彗星”安裝了大塊的方形舷窗，近乎垂直過度的邊角處會形成應力集中，受力程度遠超其它部位。再加上要打入鉚釘固定，孔洞處容易出現細微損傷，對應力變化更為敏感，結果就會在遠低於材料強度極限的情況下發生不可逆轉的破壞。後來對飛機殘骸的進一步檢查中，也在舷窗和艙門部位發現了裂痕，最終印證了飛機失事的原因。

在當時，一是對金屬疲勞的認識還不夠深入，二是缺乏能檢查出細微裂紋的手段，使得“彗星”在設計之初就埋下了隱患，到使用階段又沒能及時發現問題，導致空難接連發生。儘管德·哈維蘭公司痛定思痛，強化飛機結構設計，推出了改進型號，但“彗星”的光芒還是因此暗淡下來，風頭被波音707這樣的後起之秀奪去。訂單銳減之下，德·哈維蘭公司陷入經營困境，落得在1960年被收購。

開門不吉反遭災

正如“彗星”事故所揭示的那樣，增壓機艙一旦出現突然性破損，就會像發生爆炸那樣後果不堪設想。現代客機已經採取了各種措施來防止此類事故，比如舷窗改用圓形或橢圓形結構以減小應力集中，提高維護標準，採用高精度裝置來查詢可能的結構損傷等，但設計上的不完善仍會付出高昂的代價。

1972年6月12日，美國航空公司的一架麥克唐納·道格拉斯DC-10寬體客機在3 500米高度飛行時，後部貨艙門突然開啟，引發機艙內部失壓並損壞了部分控制系統。所幸飛機迫降成功，沒有人員傷亡。三釋出局的DC-10是1970年才面世的新機型，其貨艙門設計成向外開啟，這樣就不會佔用內部的裝貨空間。而在機艙加壓的情況下，艙門要頂得住向外的壓力，鎖定裝置就得足夠可靠。美國國家運輸安全委員會對此次事故的調查發現，貨艙門關閉後即使沒有完全鎖緊到位，指示燈也會提示艙門已經關好。然而麥道公司並沒有予以重視，認為再次出事的可能性極小，只是採取了簡單的修補措施，以至於這個設計隱患後來發展成災難。

1974年3月3日，土耳其航空公司的981號航班由巴黎飛往倫敦。起飛後不久，這架出廠僅2年的DC-10客機就墜毀在一處森林內，機上滿載的346人全部罹難。這是截至當時航空史上死亡人數最多的一起空難，震驚了全世界。調查結果顯示，該機的尾部貨艙門沒有完全鎖緊，在半空中爆開脫落後造成內部急劇失壓，引起連鎖反應——客艙地板塌陷，損壞了下方的液壓管線，導致飛機失去控制。這起悲劇嚴重削弱了外界對DC-10的信心，即使麥道公司事後亡羊補牢，徹底修改了貨艙門的鎖定設計，並加固客艙地板，增加透氣孔以保持客貨艙之間的氣壓平衡，使之再沒有發生過同類事故，但仍不可避免地影響到DC-10的銷量，如今只有少量貨運型還在使用。

無獨有偶，波音公司巨無霸級的747客機也差點在艙門設計環節栽了大跟頭。1989年2月24日，美國聯合航空公司的一架747由夏威夷的檀香山飛往紐西蘭的奧克蘭。當這架大型四發客機上升到7 000米高度時，右前側貨艙門猛然彈開，同時撕裂了部分機身蒙皮。這樣的爆炸性失壓還產生了大量飛散的碎片，對右側的機翼和兩臺發動機都造成損傷。萬幸的是，機組人員處置得當，駕駛帶著破洞的飛機安全返回檀香山，機上355人中只有9名乘客被吸出客艙葬身大海。

波音747的貨艙門同樣是向外開啟的，為此設計了多重鎖緊繫統，但此前就發生過艙門鬆動導致飛機被迫返航的事件。美國國家運輸安全委員會最初的調查認為，是地勤人員操作不到位，未能將艙門鎖緊，但遇難者家屬質疑是鎖緊繫統的設計有問題。後來打撈到艙門的殘骸，經過進一步核查，才確認是艙門的電動控制裝置存在缺陷。當艙門關閉上鎖時，內部電路並未完全斷開，會讓原本起到卡緊作用的固定機構退回原位，在艙內加壓後就容易推動艙門鬆脫。結論公佈後，波音公司重新設計了747的貨艙門鎖緊繫統，避免更嚴重的事故發生。國家運輸安全委員會還建議各飛機制造商無論是採用外開還是內開艙門，都要確保飛行當中在壓力變化下不會意外開啟。

疲勞試驗後，“彗星”的方形舷窗出現了長長的斷裂帶。

墜毀的土耳其航空公司的981號航班。

方向舵連環疑案

自面世半個世紀以來，波音737以其安全高效成為史上最暢銷的噴氣式客機，但設計上隱藏著的毛病也曾帶來連串事故。1991年3月3日，美國聯合航空公司的585號航班飛抵科羅拉多斯普林斯機場。就在降落階段，這架737雙發客機突然向右翻滾並失速墜地，機上25人全部喪生。調查人員展開蒐證分析，逐一排除了天氣影響、操作失誤和人為破壞等因素，對包括方向舵在內的控制部件進行的檢驗也顯示正常，使得事故調查一直懸而未決。同樣的疑案在3年後再次上演。1994年9月8日，全美航空公司的427號航班也在準備降落時突然失控，近乎垂直地俯衝而下，墜毀在賓夕法尼亞州匹茲堡國際機場附近，死亡人數達到132人。調查發現，這次的737失事與之前的聯合航空585號航班非常相似，都是方向突然偏轉後無法恢復控制，只是427航班是向左翻滾後墜落的。調查人員懷疑是方向舵被卡死，但反覆測試方向舵的控制系統都沒有出現異常，這讓調查再度陷入僵局。

直到1996年6月9日發生了第三次事故，才找到了突破口。當晚，美國東風航空公司的517號航班在降落時兩次遭遇不受控的偏轉。奇蹟的是這架737還來得及自行恢復，得以安全著陸。這下調查人員獲得了完整的人證和物證，重點對方向舵內的液壓動力控制單元進行全面檢驗。結果證實，當中的液壓伺服閥在經歷極端的溫差變化後會發生堵塞卡死卻不會留下痕跡，而且當飛行員試圖透過方向舵踏板修正時，方向舵會朝相反的方向偏轉，反而加速了飛機的失控。歷時多年，事故真相這才水落石出。波音公司不得不花費巨資修改737客機的方向舵設計，併為尚在使用當中的飛機更換相關部件，以排除隱患。

駕駛艙內的“手滑”

雖說現代客機的自動化程度在不斷提高，但駕駛艙內密佈的各種儀表、開關、手柄仍不能讓人省心。如果駕駛艙的人機介面設計不盡合理，就有可能誘發機組人員判斷出錯和操作失誤。比如重要儀表安排不當，或是故障提示不明確，會讓飛行員難以準確掌握飛機狀況，也就不能做出正確的應對。要是操縱系統的設定有缺陷的話，更會讓人忙中出錯，從而影響飛行安全。

1990年，麥道公司在DC-10的基礎上推出了更先進的MD-11客機。外形雖然看起來變化不大，但MD-11採用了以彩色顯示屏為主的“玻璃座艙”，輔之以電腦化的飛行管理系統，只需雙人機組即可全程操作，只是這樣的改進並非萬無一失。1993年4月6日，中國東方航空公司的一架MD-11客機由上海飛往洛杉磯。當飛抵美國阿拉斯加州的阿留申群島附近海面上空時，這架飛機突然發生多次劇烈的俯仰顛簸，機上的255人猶如經歷了天翻地覆，許多艙內設施也被撞壞。所幸飛機沒有嚴重受損，飛行員恢復控制後緊急備降在美國塞米奇島上的謝米亞空軍基地。這次空中意外失控共造成兩名乘客死亡，重傷60人，輕傷96人。事故原因卻是來自一處看似不起眼的“瑕疵”：MD-11駕駛艙內襟翼/縫翼控制手柄的設計不夠周全，飛行員在操作電腦系統時的無意觸碰使得手柄移位，導致原本是在起降時才用到的前緣縫翼意外放出，才突然改變了正常的飛行狀態。這一設計缺陷後來得到糾正，也警示了在飛行控制中防差錯設計的重要性。

逃過一劫的美國東風航空公司的517號航班，飛機編號N221US。

容易混淆的介面

飛機上不僅是駕駛艙內的操控系統不容出錯，由地勤人員負責檢查維護的部位也不能馬虎，稍有疏忽就可能帶來致命後果。1994年6月6日，中國西北航空公司的一架圖-154M型客機從西安飛往廣州。由咸陽機場剛升空不久，飛行員就報告飛機發生飄擺，姿態保持不住，還發出異常聲響。機組人員曾採取短時接通自動駕駛儀等措施，但都無法穩住飛機。隨後該機陷入失速滾轉，掉落到2 800多米的高度時發生解體，從起飛到墜毀僅過了10分鐘。機上中外乘客146人和機組14人全部遇難，這也是迄今在中國大陸境內死亡人數最多的一起空難。

這起慘烈的飛行安全事故影響重大，引起了民航管理局和有關部門的高度重視。經過周密調查，發現在此次航班執飛前的例行檢修中，地面機務人員在更換一個裝置安裝架時，將傾斜阻尼插頭和航向阻尼插頭互相插錯，而且在通電檢查中也沒有故障提示。結果在飛機起飛後，阻尼陀螺感受到的傾斜角速度訊號傳給了方向舵舵機，相反將感受到的偏航角速度訊號傳給了副翼舵機，造成飛機對飛行員的操縱反應異常，飛行員也難以正確控制飛機，最終導致飛機失控墜落。

顯然，機務人員的維修疏失和飛行員的應急能力不足是造成這次空難的直接原因，但飛機在設計上存在安全漏洞卻是根本。出自圖波列夫設計局之手的圖-154是前蘇聯第一種按西方標準設計的客機，和波音727類似，採用在機尾安裝三臺發動機的佈局，1972年開始用於航班運營，1982年又推出改進型圖-154M，中國的民航公司曾陸續引進過30架。雖說圖-154M的綜合性能並不算差，但設計細節上缺乏足夠的嚴謹。兩個功能不同的介面既靠得很近，又無明顯的區別標誌，接錯後也不能自檢出來。這真應了航空界由來已久的“墨菲定律”——只要存在出錯的可能性，如果不斷重複去做，錯誤就一定會發生，而且不管可能性有多麼小，它總會發生，並會造成最大程度的損失。

在這起事故調查結束後，中國民航管理部門不僅加強了對機務維護工作的規範管理，以及對飛行人員的技能培訓，還將圖-154M暴露的設計缺陷通報給飛機制造廠商，並要求在引進新機型時，都要按照國際通用適航標準，嚴格進行型號合格審定工作。由於技術上逐漸落後，經濟性和安全性下降，中國民航所用的圖-154M已經於2002年全數退役。

隨著民用航空的快速發展，現代客機在追求高效能和高效率的同時，對安全性的要求仍不可鬆懈。在設計階段既要吸取經驗教訓，更要有超前的預見性，才能防微杜漸，在每一個細節上切實保障飛行安全。

俄羅斯的圖-154M設計過於粗糙，目前除了在極少數國家運營外，基本退出了民航領域。