图1：机号为B18255的中华航空波音747客机

事故调查中发现，22年前对擦地部分进行修补，安装永久性修补加强板之前，没有将在擦地时在蒙皮上造成的划痕清除。久而久之，随着时间推移，飞机起落次数积累，从多处擦痕处产生裂纹，并不断扩展，最后导致了机身结构的灾难性失效。

图1为机号为B18255的CI611波音747-200飞机。

事故概述
中华航空CI611航班定期往返于台湾桃园机场和香港国际机场，根据中华民国民用航空局规范运营。

事发时有乘员206名，2名飞行员，1名飞行机师，以及16名空乘人员。起飞和爬升正常。但在起飞之后大约20分钟将要到达3万呎高度时，CI611航班在台湾海峡上空发生解体。在坠毁之前，飞机没有发出故障警报。根据黑匣子(学名是座舱语音记 录仪和飞行数据记录仪)，雷达数据，残骸分布，以及对残骸的检查，CI611航班在飞行中解体的最可能解释是机身后下方凸起处的结构失效。

图2显示了CI611的飞行路径和坠毁位置。

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残骸收集
CI611航班机身解体为4大块，残骸散布于马祖，澎湖列岛东北23海里的海域。此处海水深度为70米左右，事发之后搜救马上展开。找到了162名遇难者的遗体和飞机15%的残骸。没有发现燃烧，爆炸以及枪击的痕迹。

在飞机失事之后第4天，就是5月29日，黑匣子发出的信号被收到。但是由于恶劣的海况，直到６月１８日才被打捞出来。

对于从台北飞香港飞行时间为１个半小时的航班，由于航程短，通常在飞机到达１万２千英尺的高度就开始为乘客提供食品和饮料。但是乘务长的遗体被打捞上来的时候仍然固定在座位上。这使得调查人员感到疑惑。

图 3到图6显示了对残骸的搜索收集和鉴别调查情况。http://s7/middle/50ee2112gbc41fd96d066&690

图3：搜索船队

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图4：机头被打捞上来

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图5：打捞上来的机尾（可以分辨出华航的梅花标志）

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图6：对残骸进行鉴别

飞机历史
华航ＣＩ６１１航班是一架波音７４７－２００飞机，机号Ｂ－１８２５５。１９７９年８月２日由波音交付给华航。到飞机失事时，累计飞行时间为６４８１０小时，起降数达到２１３９８次。

１９８０年２月７日，这架飞机在香港启德机场降落时发生尾部擦地受到损伤。事故的发生是在着陆时，飞机抬头过度，造成机身后部触地，擦伤了后机身下方的部分蒙皮。

图 7显示了波音７４７飞机在降落时的姿态。从图中可见如果俯仰角过高，机身后下方凸出部有可能触地。

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图7：波音７４７飞机着陆姿态

尾部擦地发生之后，初步检查发现在后机身机身段２０８０和２１６０之间，机身段２５７８和２６５８之间的机腹蒙皮发生了擦伤。后排水管脱离，左侧外排阀门内角部分开裂。

根据一份华航报告，飞机在未增压状态下被拖入维修机库。为保证飞机继续运营，连夜对飞机进行了临时修补。并且计划在４个月之内对临时修补之处再作永久修补。

临时性修补的指令如下：

• 在擦伤部位及其邻近部位仔细目视检查是否存在内部结构损伤。
• 安装两块厚度为０．０６３英寸，材料为７０７５－Ｔ６铝合金的加强板。
• ４个月之内根据结构维修手册用永久修补取代临时修补。

注：在临时修补时，不需要在加装加强板之前消除机身蒙皮上的擦痕。

飞机的飞行记录显示永久性修补完成于１９８０年５月２５日。当时华航将此类修补定级为轻度，只需要最低层次的备案和批准。所以在ＣＩ６１１失事之后找不到关于这次永久性修补的详细报告。

图

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图8：机身擦痕

残骸提供的结构问题证据
对打捞上来的机身残骸进行检查。检查发现作为怀疑重点的部位蒙皮表面（在加强板下面）有很多前后走向的划痕。

从被修补部位表面的打磨痕迹来看当初在做修补时曾经试图消除擦痕。但是可以确定那次对机尾擦地进行的永久性修补没有按照波音７４７飞机结构维修手册完成。 永久性修补要求将划痕消除（磨平）。对从残骸中找到的剩余蒙皮检查发现那些细长的滑痕并没有被磨平（也就是说没有消除损伤）。同时，安装的加强板覆盖面积 不够。加强板除了要覆盖损伤表面外，还要有足够的延伸。这就好比手上破了口子，创口贴的面积要比口子的面积大很多。

对永久性修补的要求是修补要从受损区域伸展到完好的材料，通常要求到达两到三行铆钉外的位置。这样就为平均分配加强板上的载荷提供了一条备用传载路径。对修补来说，载荷平均分布是获得良好疲劳特性的关键因素。

发生结构失效的加强板位于第４６段机身。图 9显示了打捞上来的第４８段机身。上面的修补加强板和第４６段机身上面的类似。

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图9：第48段机身残骸的加强板

因为修补没能覆盖受损部位，在外面一行铆钉外侧有一小块区域有前后走向的细长划痕，垂直于机身环向。蒙皮的划痕造成应力集中，增大了在划痕底部的局部疲劳应力。增加的疲劳应力导致疲劳寿命缩短，提早发生裂纹。

因为加强板的边沿遮住了蒙皮上面的划痕，所以无法看到。在后机身下方位于机身段２１００中心部位Ｓ－４８Ｌ和Ｓ－４９Ｌ长绗（又称纵向加强筋）之间的蒙皮划

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图10：增压／减压周期造成的加强板微振磨损示意图

当时已经实施的检查规范程序：腐蚀防止及控制规范

作为1988年阿罗哈航班事故（飞机飞行中漏了一个大洞，乘务长被吸了出去，但是在机组努力下飞机成功迫降。）之后实施的“老旧飞机”检查规范一部分，根 据腐蚀防止和控制规范，对这架飞机的“机尾擦地修补”位置进行检查。腐蚀防止和控制规范要求对可能产生腐蚀的位置进行直接目视检查。这种检查被归入华航的 飞机维护程序里面。

虽然在这架飞机的服务期内对这个部位进行过若干次内部检查，其中最后一次是在空中解体之前大约４年，但是都没有能够发现位于加强班下方的裂纹。由于裂纹从

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图11：两种蒙皮裂纹的扩展示意图

维修评估项目
事故发生之后，华航已经对这架飞机上和座舱压力舱修补类似的修补进行了第一阶段的评估。对维修记录的审查发现机身后下方凸起处在机身段２１００附近有生锈 痕迹。业界长久以来都将座舱外蒙皮生锈作为一个对增压舱内部结构发生问题（比如结构裂纹，压力密封泄露等）的快速判断工具。日积月累，灰尘，烟尘和其它物 质都会在座舱蒙皮内表面积累沉淀。在增压舱的微小缺陷处，空气会泄露进入由于座舱内外压力差形成的气流当中。座舱空气和其它物质混到一起，从缺陷处流过， 进入空气流滑过座舱表面，留下锈迹。这些深色痕迹（锈迹）预示着加强班下面可能隐藏着结构损伤。

调查委员会建议

美国交通安全委员会（NTSB）针对CI611航班事故提出了从代号为A-03-07至A-03-10的四项安全建议：

A-03-007：根据维修规模和其它相关因素，针对运输类别飞机上压力舱修补造成的潜在损伤掩盖的识别建立合适的标准。如果无法解决潜在损伤被掩盖的问题，有可能发生多点疲劳损伤和裂纹的发生从而导致飞机结构失效。

A-03-008：颁布一项适航性指令（Airworthiness Directive, AD）,要求所有进行过压力舱修补的运输类别飞机运营者，执行类似于适航性指令AD 2003-03-19修正款39-13044中要求的操作，该指令使用于所有波音747系列飞机。

A-03-009：将此次事故通告维修人员。强调对于压力舱不当的维修可能掩盖损伤，从而允许多点疲劳损伤和裂纹发展最终导致结构失效。

A-03-010：要求增压运输类别飞机的生产商将隐藏损伤可能导致的结构失效写入结构维修手册，培训教材，以及其他维修指令。

发布的适航性指令

CI611事故调查之后颁布的适航性指令AD 2003-03-019是作为需要被立即采纳实施的规则颁布的。该指令适用于所有适航认证类别的波音747飞机。该指令强制要求在飞机起降次数达到1万5千次之前或者在90天之内，以时间靠后者为准（就是说对已经飞过1万5千次起降的老飞机来说要在90天之内，对还没有飞机多少起落的新飞机不必在90天之内，但要在起降次数到达1万5千次之前），对机身后下方对机身擦地的修补进行目视检查。如果在机身段BS 1961和BS 2360之间有修补加强板，该指令要求：

1）如果加强板经历的起降次数低于1万，需要将加强板拆下对下面的蒙皮进行检查和评估（检查评估的重点在于寻找蒙皮表面可能引起早期蒙皮裂纹的擦痕和其它损伤），或者

2）根据加强板的大小和位置，采用内部中频涡流（eddy current）探伤或者在外部进行详细检查。

对于尺寸更大的加强板，检查要更加频繁。如果在任何一次检查中发现了擦痕，需要在1千次起降之内或者18个月之内，以靠前者为准，将加强板拆下进行进一步检查。

附：
附图1到17模拟了华航611航班从1980年发生机尾擦地事故，其后进行的维修，直到2002年在台湾海峡上空解体的过程。

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附图1：机尾擦地

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附图 2：擦地造成的擦伤
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附图 3：蒙皮滑痕

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附图4：打磨之后的滑痕
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附图 5：安装加强板

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附图6：蒙皮承受飞机起降交变载荷（增压状态）

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附图 7：蒙皮承受飞机起降交变载荷（减压状态）

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附图8：蒙皮和加强板在交变载荷下发生交变变形（增压状态）

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附图9：蒙皮和加强板在交变载荷下发生交变变形（减压状态）

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附图 10：滑痕会造成应力集中

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附图11：滑痕造成的应力分布

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附图 12：滑痕造成的应力集中产生裂纹，裂纹扩展
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附图 13：加强板阻止蒙皮在增压时张开

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附图14：增减压导致的蒙皮加强板相对运动造成局部微振磨损
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附图 15：CI611航班裂纹分析
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附图 16：蒙皮裂纹导致机身框架结构失效

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附图 17：机尾脱落导致飞机失事