科技灾难触目惊心 发明超人类极限带来隐忧

今天的上海文汇报援引《灾难－－科技前沿的教训》一书的材料，追叙了一系列事故的成因和技术性失误的恶果。从早年的飞艇，到以后的大型客机以至航天飞机上的有关灾难。这些灾难的成因是足以引人深思的；而有些本可避免的灾难最终未能避免，就更值得人们深思并永远记取了。

－－巨大的飞艇毁于一旦

在第一次世界大战期间，飞艇被认为适宜于长途旅行和海上侦察。从1910年到1914年，德国的五架齐柏林客运飞艇共运行了2000次没有发生坠毁事故。大型飞艇可以装载成吨的货物，而且由于它的飞行时速最高达到70英里，所以乘坐很舒适。飞机的引擎必须燃烧汽油，而那个时代的人把汽油看成是一种可怕的燃料。于是以氢气为燃料的飞艇成了一种时尚。

在英国，飞艇发展计划得到澳大利亚和印度领地的一些海军和地方长官们的积极支持，因为飞艇能使大英帝国与各个殖民地之间的联系更加紧密。1927年，私有企业与国有企业双方各计划造一架至少700英尺长，可以飞行到澳大利亚的巨型飞艇。维克斯有限公司建造的飞艇被命名为皇家100号，航空部皇家飞艇厂建造的叫皇家101号。到1929年，101号终于可以升空了。这个巨大的飞艇成为当时世界上最大的飞行器，它飞行靠的是建造在五个动力箱上的大型木质推进器，这些动力箱被用支杆吊在飞艇的腹部。驾驶飞艇的是穿着海军式制服的机组人员，飞艇上装有轮船的方向舵和飞机的升降舵，指挥舱内的指挥官向他的“舵手”们下达命令。驾驶员想要加速或者减速时，就通过像轮船上一样的通话系统，向每个动力箱内的工程师发布命令。白天导航员通过罗盘和地表特征进行导航，夜里导航员则要顺着梯子爬上气囊的顶部，通过观察天上的星星给飞艇指示方向。飞艇上还安装有可以从气囊中排放多余压力的阀门。但这种气囊有一个问题，飞艇每次从一边倾斜向另一边时，气囊中的气体就会荡来荡去。

皇家101号所面临的第一个问题是它的自重，其原因之一是它的柴油发动机重达17吨，总的重量达113吨，这个问题的严重性在一年后的坠毁事件中十分突出地表现了出来。此外当时人们还意识不到，带着这么多易燃的氢气到处走动，那是一件多么危险的事。1930年6月，皇家101号出现在年度皇家空军航空展上，当时它右侧银白色的帆布外罩上出现了裂口。装配员们爬上去检查，下来时又带来了一个坏消息：飞艇的外壳正在大面积地腐烂。于是人们带着补丁布料和针线爬上飞艇去缝补裂口。这种情形引起了卡丁顿航空检查委员会的首席检查员F·麦克韦德的注意。7月3日他直接向伦敦的航空部递交了一份秘密备忘录，但是这个警告没有引起注意。为完成汤姆森勋爵10月份到印度开会的飞行计划，机身装配工们将飞艇在770英尺的长度上又加了45英尺，并替换了腐烂的外壳。汤姆森相信，在以后至少20年里，飞艇将是空中交通的主流，而皇家101号将起到示范作用。汤姆森携带了大量的象牙和文件箱，以及成卷的地毯和额外的供应品，以备赴埃及的宴会。1930年10月4日这个寒冷的雨夜，皇家101号从造船厂系留它的桅杆上起飞，朝着东南方向的埃及驶去。第二天凌晨二时，皇家101号飞艇颠簸着，飞向一座低矮的山脉。这时，人们听到主舵的叫声，他尽其可能地提醒每一个人：“我们正在掉下去！”

皇家101号的头部以较低的速度碰到了地面，接着由于反作用的缘故，它又反弹上去，然后重新落下来。至少一个气囊裂了口子，巨大的灾难由此发生，氢气的火焰从飞艇的头部开始燃烧。飞船上的54人中，死了48人，包括汤姆森勋爵和英国民航局长布兰克爵士。后来的法庭调查认为，事故是由多种原因引起的。英国对此事的反应是终止了整个飞艇计划，甚至将私人成功建造的皇家100号飞艇也收归国有，并将它切割成了碎片。

－－麦道DC-10失事的教训

布赖斯·麦考密克机长是一个极为优秀的飞行员。在美国航空公司工作的前28年里，他曾驾驶过六种型号的客机，其中有四种都是麦道公司生产的。到了1967年，第五种麦道飞机问世了，这就是巨大的DC-10喷气式飞机。麦考密克有机会事先对其进行了检查，甚至爬进了客舱下面的货舱。他在货舱里看到：控制着后引擎、方向舵和升降舵的连线一个挨着一个，如果其中一条发生问题，其他的也会因之而被切断。而且DC-10飞机一旦液压动力发生问题，那它就没有任何备用的人工操作系统。在正式的训练结束后，麦考密克想看看在没有任何液压系统的情况下，只利用引擎的刹车装置是否可以控制这架飞机并将其着陆。通过几个小时的模拟器练习，麦考密克发现他能做到这一点，这使他又惊又喜。在模拟器上，他仅用三个刹车杆就能让飞机起飞；他也能通过调整机尾上引擎的马力，使DC-10爬升和下降。他做梦也没有想到，他的这些练习，到后来竟还真的派上了用场！

DC-10的舱门设计本来是打算使用液压设备的，但是麦道公司为了简化设备并减轻其重量，转而使用了电动门。1970年5月29日，麦道公司在长滩的工棚里对这种飞机进行舱内压力检测时，一扇未能关好的舱门爆开了。公司对此未引起足够重视，却将问题推到电动按钮的控制时间太短上。于是，当1972年6月12日，麦考密克驾驶着这架飞机，载着67名乘客从洛杉矶飞往纽约，飞机在自动驾驶状态下爬升到1.2万英尺时，只听到飞机的后舱门砰地一声响，飞机产生剧烈的晃动，麦考密克手里的急救操纵杆断成了两截，尘土、沙粒和铆钉一股脑地砸在他的脸上。飞机立刻向下俯冲，而更为严重的问题是引擎起火了。麦考密克将机翼引擎的刹车推到了最大限度上，把飞机从俯冲状态中解救了出来。同时，他又以切断燃料供应的方式关闭了机尾的引擎。就像在模拟器训练时那样，他通过引擎动力对飞机进行控制，终于把这架飞机开到了韦恩县的机场。这是迄今为止在客机驾驶中从未运用过的高超技艺。

愤怒的麦考密克要求麦道公司“修好这扇该死的门”。后来，虽然麦道公司在飞机上安装了加固装置，但并没有做过严格的试验。1974年，土耳其航空公司的一架DC-10飞机又由于门闩机械故障而失去了后舱门，在从巴黎飞往伦敦的途中，它坠毁在法国的一片森林里，346人丧生。

－－仓促升空导致“挑战者”号爆炸

许多灾难的出现，都与某项计划的执行者不顾危险信号的出现依然一意孤行有关。1986年1月27日夜晚，在关于“挑战者号”航天飞机发射问题的电话会议上，布瓦若利工程师就曾极力劝告他所在的西奥科尔公司，要他们说服美国国家航空航天局(NASA)，不要在第二天这么寒冷的天气里发射。固态火箭部经理艾伦·J·麦克唐纳听了他的意见，当即警告国家航空航天局，在寒冷的气候条件下“O型密封圈”可能会有泄露，使燃料透过钢保护性外套发生燃烧。他表示自己不会以公司代表的身份在发射书上签字。但国家航空航天局觉得西奥科尔的建议没有事实根据，决定第二天“挑战者”号仍发射升空。一场灾难就这样发生了。

早在1972年，美国国家航空航天局就确定了航天飞机的基本设计图。随着开发和测试的开始，关于人造卫星的两个极其困难的问题吸引住大多数专家们的注意力。一是有人驾驶的有翼航天飞机在返回大气层时需要经受像喷灯一样的高温，所以在它的机腹和机翼部位就需要有31000块可重复使用的新型保护砖；第二难点就是以氢为燃料的航天飞机主引擎(SSME)。一架航天飞机需要三个这样的主引擎，每一个都要比以往任何的火箭马达马力更大、体积更小，而且能经得起再利用。引擎测验问题一直持续到1979年，单是在1977年，就有四个引擎变成了碎片。直到1979年末，主引擎才达到了可靠性能的要求。制造商位于犹他州，每个火箭马达要分成四个主要圆柱形，通过火车运到肯尼迪航天中心，工人们把这些部件竖直堆叠起来形成一个完整火箭。西奥科尔把每个部分之间的连接称作“户外接点”。每节推进器需要三个户外接点，在每一个户外接点上，每个部件内固态燃料铸件间留有细小的气隙。在没有预防措施的情况下，发射过程中火焰会充满这个缝隙，并穿过缝隙影响到推进器外包装层半英寸厚的钢板。为让火焰停留在推进器中心，户外接点上应该用耐热灰泥把燃料铸件间的缝隙密封起来，外面再用O型密封圈嵌进边槽，以作为最后的密封。在1982年发射之前，美国国家航空航天局在犹他州的检测架上进行过七次点火试验，检测“接点旋转”的后果。就在这时，里根政府从航天预算中削减了604万美元，于是到1984年美国航空航天局将原来所保证的12次发射减少到五次。航天飞机在每次飞行之后的检查，引擎和控制系统一直都令人悲观。固态火箭推进器看似简单，但是它的马力却大到需要用两分钟的时间推动两千吨重物的速度，每一个推进器的马力相当于17架747飞机全速冲刺时所有引擎的功率总和。而O型密封圈成了一个关键的问题。

1986年1月28日，天气晴朗，但很寒冷。早晨八时前，七名机组人员爬进了“挑战者”号。当“冰组”在倒数计秒的两个小时里进行它最后的检查时，左推进器的温度是华氏33度，而右推进器的温度比左推进器低了14度。但是由于合同各方都已签字同意发射，这没有引起人们的注意。上午11时38分，挑战者号进入点火状态，先从尾部三个液体燃料的主引擎开始，然后是两个固态火箭推进器。在推进器点火之后58秒，地面上的远程摄影机拍摄到右推进器上有光亮出现。第72秒的时候，支架在高温下损坏了，当“挑战者”号上的人造卫星从载体上脱离以超音速的速度向一边倾斜时，一个火球从挑战者号上喷发出来……

美国国家航空航天局对挑战者号灾难的反应，是将所有的航天飞行停止了将近三年的时间。受到这个事故的刺激后，西奥科尔公司研制出至今证明一直非常成功的户外接点密封材料。然而还有一点是当时人们没有预料到的，即灾难发生十年之后，西奥科尔公司的一位主管发表谈话说，除了户外接点的泄露，工程师们经过商讨，对那个支架存在的问题也有普遍的忧虑。P-12号支架是压力集中的区域，这是“挑战者”号气体泄露的地方。低温在O型密封圈橡胶引起的反应，以及压力在支架区域的集中，所有这些因素结合在一起，造成了一个足以让“挑战者”号坠毁的漏洞。

如果时间和预算都能满足实事求是的质量检测的需要，那么皇家101号、土耳其的那架麦道DC-10，乃至“挑战者”号，就都不会遭遇机毁人亡的噩运了。