Hồi đầu tháng 2, chiếc máy bay Airbus A321 của Daallo Airlines đã bị đánh bom làm thủng 1 lỗ khá lớn trên thân gần cánh và điều đáng ngạc nhiên là chiếc máy bay này vẫn hạ cánh an toàn xuống sân bay thủ đô Mogadishu, Somalia. Có thể nói chiếc máy bay cũng như hành khách trên máy bay đã rất may mắn khi một lỗ thủng trên cấu trúc đã không xé toạc nó và gây nên tấn thảm kịch. Cấu trúc máy bay rất nhạy cảm và trong lịch sử ngành hàng không đã chứng kiến không ít vụ tai nạn do những hỏng hóc cấu trúc. Dưới đây là những ví dụ điển hình.
Cấu trúc của máy bay giống như một bộ xương, giúp gắn kết tất cả thành phần với nhau, các hệ thống cơ học bên trong có thể xem là các cơ quan, hệ thống thủy lực có thể so sánh với cơ bắp và mạch máu, hệ thống điện tử chính là não bộ và hệ thống áp suất có thể xem như lồng ngực trên cơ thể người. Tất cả các hệ thống này cần phải hoạt động phối hợp với nhau một cách chính xác để máy bay có thể bay an toàn.
Những hỏng hóc về cấu trúc và cơ khí có thể bắt nguồn từ khâu bảo trì, bị hư hại trong quá trình khai thác máy bay hoặc chính bản chất thiết kế.
1. Aloha Airlines Flight 243: nứt vỏ do mỏi kim loại, hạ cánh an toàn, 1 người chết.
Cấu trúc của máy bay giống như một bộ xương, giúp gắn kết tất cả thành phần với nhau, các hệ thống cơ học bên trong có thể xem là các cơ quan, hệ thống thủy lực có thể so sánh với cơ bắp và mạch máu, hệ thống điện tử chính là não bộ và hệ thống áp suất có thể xem như lồng ngực trên cơ thể người. Tất cả các hệ thống này cần phải hoạt động phối hợp với nhau một cách chính xác để máy bay có thể bay an toàn.
Những hỏng hóc về cấu trúc và cơ khí có thể bắt nguồn từ khâu bảo trì, bị hư hại trong quá trình khai thác máy bay hoặc chính bản chất thiết kế.
1. Aloha Airlines Flight 243: nứt vỏ do mỏi kim loại, hạ cánh an toàn, 1 người chết.
![Aloha_243_02.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607647_Aloha_243_02.jpg)
Vào ngày 28 tháng 4 năm 1988, chiếc máy bay Boeing 737-297 của hãng hàng không Aloha Airlines mang theo 89 hành khách và 6 thành viên phi hành đoàn bay từ thành phố Hilo đến Honolulu trên đảo Hawaii đã hỏng nặng ngay giữa trời khi một mảng lớn của thân máy bay bị thổi bay sau một tiếng nổ lớn do cabin mất áp suất đột ngột. May thay chiếc máy bay với sự điều khiển của cơ trưởng giàu kinh nghiệm Robert Schronstheimer đã hạ cánh thành công xuống sân bay Kahului trên đảo Maui. Vụ tai nạn chỉ khiến 1 người chết do bị hút ra khỏi máy bay, 65 người bị thương.
1:30 chiều ngày 28 tháng 4 năm 1988, chiếc Boeing 737 của Aloha Airlines cất cánh, chuyến bay dự tính chỉ mất 35 phút. Chiếc Boeing 737 với số đăng ký N73711 của Aloha đã 19 năm tuổi và không ai biết rằng có một vết nứt trên vỏ thân máy bay đang lớn dần. Vậy nguyên nhân do đâu có vết nứt này?
Hãy tưởng tượng thân máy bay giống như một quả bóng. Mỗi khi máy bay cất cánh, thực hiện một chuyến bay, phần vỏ ngoài dãn ra khi cabin được nén áp suất để mọi người có thể thở bình thường ở độ cao lớn. Ngược lại khi máy bay đã hạ cánh, vỏ máy bay co lại bởi lúc này cabin không được nén áp suất nữa. Mỗi lần cất/hạ cánh, không cần biết là chuyến bay xa hay gần, vỏ máy bay luôn trải qua một chu kỳ co dãn và chu kỳ này tạo áp lực lên vỏ máy bay và tiềm năng có thể gây ra những vết nứt siêu nhỏ.
Lớp vỏ trên chiếc Boeing 737 của Aloha Airlines cũng vậy, qua thời gian khai thác, phần vỏ kim loại bắt đầu gặp phải tình trạng "mỏi" (metal fatigue). Quá trình phá hủy mỏi xảy ra khi vỏ máy bay liên tục chịu ứng suất thay đổi hay sự thay đổi về lực nén khi cabin được điều áp trong mỗi chuyến bay. Bắt đầu từ những vết nứt rất nhỏ với kích thước hiển vi sau đó sẽ rộng dần ra khi vỏ máy bay co dãn. Phần kim loại này ngày càng yếu và không chịu được áp suất lớn nữa.
![Aloha_243_03.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607639_Aloha_243_03.jpg)
Ảnh chụp vỏ ngoài gần vết nứt cho thấy một vệt máu lớn hình hộp sọ được NTSB xác định là của tiếp viên Clarabelle Lansing khi bị hút ra ngoài. Đầu của cô đã đập mạnh vào vỏ máy bay tạo nên vệt máu này.
![Aloha_243_01.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607643_Aloha_243_01.jpg)
Cơ trưởng đã nhanh chóng phát hiện ra vụ việc khi máy bay bắt đầu nghiêng sang trái rồi sang phải. Sau đó, ông nhìn lại phía sau thì cửa vào buồng lái đã biến mất, ông còn thấy được cả hành khách và bầu trời xanh. Vụ nổ thổi bay một mảng lớn gồm vỏ trần và nửa phần trên của thân máy bay kéo dài từ sau buồng lái đến khu vực cabin trước cánh.
Theo lời kể của một nữ hành khách ngồi ở hàng ghế số 17, sau vụ nổ, sàn máy bay như bị cong lên, tất cả những thứ gì không được buộc lại đều bị hút ra ngoài. Khi đã mất đi 1 phần vỏ lớn, các thanh cấu trúc bên trong lộ hẳn ra ngoài, đối mặt với nguy cơ đứt gãy liên kết. Do đó, các phi công hiểu rằng họ cần đáp chiếc máy bay này càng nhanh càng tốt.
Quảng cáo
May sao sự việc xảy ra khi máy bay còn cách cách sân bay Kahului trên đảo Maui 43 km về phía nam đông nam. Sau 13 phút, với sự hỗ trợ của nữ cơ phó Madeline Tompkins, cơ trưởng Schornstheimer đã hạ cánh an toàn xuống sân bay Kahului. Hành khách được sơ tán khẩn cấp bằng các phao thoát hiểm, 65 người bị thương trong đó có 8 người bị thương nặng được đưa đến bệnh viện bằng xe cấp cứu lẫn xe bus du lịch do đảo Maui không chuẩn bị sẵn tình huống này. Chiếc Boeing 737-297 của Aloha Airlines hư hại hoàn toàn và bị thải bỏ.
Ủy ban an toàn vận tải quốc gia Hoa Kỳ (NTSB) đã nhanh chóng thực hiện cuộc điều tra và họ không mất nhiều thời gian để đi đến kết luận nhờ thông tin đầy quan trọng được Gayle Yamamoto - một hành khách trên chuyến bay cung cấp. Yamamoto cho biết cô đã phát hiện ra một vết nứt trên thân máy bay khi bắt đầu lên máy bay trước khi vụ việc xảy ra.
Điều đáng quan tâm là đầu năm 1988, Cơ quan hàng không liên bang Mỹ (FAA) đã đưa ra một thủ tục cảnh báo các hãng hàng không về tình trạng mỏi kim loại đồng thời yêu cầu các hãng tiến hành kiểm tra các vết nứt tiềm tàng trên thân máy bay. Aloha Airlines vẫn chưa thực hiện thủ tục này và hậu quả là vụ tai nạn nói trên.
2. American Airlines Flight 191: rơi động cơ khi đang cất cánh, 273 người chết.
Đây là vụ tai nạn máy bay thảm khốc có số lượng người thiệt mạng nhiều nhất tại Mỹ. Vụ việc xảy ra vào ngày 25 tháng 5 năm 1979, chiếc máy bay McDonnell Douglas DC-10-10 của hãng hàng không America Airlines thực hiện chuyến bay mang số hiệu 191 từ sân bay quốc tế O'Hare, Chicago đến sân bay quốc tế Los Angeles trong một buổi chiều đẹp trời. Tuy nhiên, khi đang cất cánh, động cơ số 1 của chiếc DC-10 bất ngờ văng ra khỏi cánh, hệ thống thủy lực hỏng nặng khiến chiếc máy bay bắt đầu nghiêng sang trái và lao xuống đất làm tất cả 258 hành khách, 13 thành viên phi hành đoàn và 2 người khác dưới đất thiệt mạng.
![American_191_01.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607644_American_191_01.jpg)
Quảng cáo
Khoảnh khắc chiếc DC-10 sắp lao xuống đất được một người chụp được.
Chiếc DC-10 của American Airlines cất cánh vào 3:02 chiều trên đường băng 32R/14L. Khi đang đạt tốc độ cất cánh, động cơ số 1 và tháp treo động cơ (pylon) trên cánh trái bất ngờ tách rời, kéo theo một phần gờ trước cánh (leading edge) dài 0,91 m. Động cơ lộn vòng trên mặt cánh và rơi xuống đường băng. Mặc dù vẫn lấy được độ cao nhưng vết rách trên cánh đã làm hỏng nhiều hệ thống, trong đó có hệ thống thủy lực. Áp lực dầu trong hệ thống thủy lực tụt hẳn khiến cánh tà trước (leading edge slat) của cánh trái thu lại, gia tăng độ mất lực nâng (stall). Kết quả là cánh trái không duy trì được lực nâng, tạo nên lực nâng bất đối xứng giữa 2 cánh khiến máy bay nghiêng sang trái và lao xuống một khu vực cách đầu cuối đường băng 1,4 km.
![American_191_02.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607645_American_191_02.jpg)
Chiếc DC-10 lao xuống đất, phát nổ, tạo thành một quả cầu lửa khổng lồ.
Chiếc DC-10 trở thành một quả cầu lửa khổng lồ, bị phá hủy hoàn toàn. Các mảnh vụn vung vãi khắp nơi, thứ to nhất được đội cứu hộ tìm thấy là 2 càng hạ cánh, 2 động cơ và phần đuôi. Theo lời kể của một nhân viên cứu hộ: "Chúng tôi không tìm thấy cơ thể nào còn nguyên vẹn, chỉ là những mẫu tay, chân, đầu, một phần chân, bàn tay và cơ thể tách rời. Và chúng tôi cũng không thể xác định đâu là nam, đâu là nữ hay thậm chí là người lớn hay trẻ em bởi tất cả đều cháy thành tro. Các phần thi thể nóng đến nỗi chúng tôi không thể chạm vào." Không chỉ khiến 271 người trên máy bay thiệt mạng, vụ va chạm còn làm chết 2 công nhân đang sửa chữa ở một garage gần đó và 2 người khác bỏng nặng.
Công tác điều tra đã được NTSB tiến hành ngay sau đó, một loạt nghi vấn được đặt ra như điều gì khiến động cơ số 1 của DC-10 tách rời khỏi máy bay và tại sao chiếc máy bay không thể duy trì độ cao với 2 động cơ còn lại? Việc mất 1 động cơ không thể khiến máy bay rơi, trên lý thuyết chiếc DC-10 vẫn có thể lấy độ cao và quay trở lại sân bay với 2 động cơ. Tuy nhiên không giống như các thiết kế máy bay khác, DC-10 không sở hữu cơ chế riêng để khóa cánh tà trước mà chỉ dựa vào hệ thống thủy lực. Khi tai nạn xảy ra, các van thủy lực sẽ ngăn cánh tà thu lại trong trường hợp đường ống thủy lực bị hỏng.
![American_03.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607638_American_03.jpg)
Ảnh phóng to đã qua xử lý cho thấy chiếc DC-10 đã mất động cơ số 1 và cánh tà trước bên cánh trái đã co lại.
Trong vụ tai nạn của chuyến bay 191, chiếc DC-10 đã vỡ tan thành từng mảnh nhỏ khiến đội ngũ điêu tra gặp nhiều khó khăn để xác định chính xác vị trí của các cánh như cái lái, cánh nâng, cánh tà trước và cánh tà sau. May sao một nhân chứng đã chụp được khoảnh khắc chiếc DC-10 nghiêng sang trái trước khi rơi và hình ảnh này ban đầu cho thấy chỉ có cánh tà trước trên cánh phải mở ra hoàn toàn khi phi công cố gắng lấy lại trạng thái cân bằng. Cánh tà trước trên cánh trái không thể được xác định do hình ảnh quá mờ. Thế nhưng bức ảnh này đã được gởi đến một phòng thí nghiệm tại Palo Alto, California để phân tích kỹ thuật số - một quy trình có thể xem là ngoài khả năng với công nghệ những năm 1970 và đòi hỏi những trang thiết bị phức tạp. Hình ảnh được đưa về dạng trắng đen và nhờ đó NTSB đã có thể phân biệt được vị trí các cánh tà trên 2 cánh và họ đưa ra kết luận cánh tà trước trên cánh trái đã thu lại, phần đuôi của chiếc DC-10 không bị hư hại và càng hạ cánh vẫn đang mở.
Qua các thử nghiệm trong hầm gió và bay mô phỏng, NTSB đã nắm bắt được quỹ đạo của chiếc DC-10 sau khi rơi mất 1 động cơ và cánh tà trước bên trái thu lại. Kết quả thử nghiệm cho thấy những tổn hại trên mép cánh trước và sự thu lại của cánh tà trước làm tăng vận tốc thất tốc (v-stall) từ 124 knot lên đến 159 knot.
DC-10 được tích hợp 2 thiết bị cảnh báo giúp thông báo cho phi công về tình trạng mất lực nâng. Chúng bao gồm đèn cảnh báo cánh tà trước không đồng nhất trên 2 cánh - thứ sẽ phát sáng sau khi các cánh tà tự thu lại và cần rung (stick shaker) trên cột điều khiển của cơ trưởng - thứ sẽ kích hoạt khi máy bay rơi vào vận tốc thất tốc. Cả 2 thiết bị này đều hoạt động nhờ vào một máy phát điện vận hành bởi động cơ số 1. Cả 2 đều bị vô hiệu hóa sau khi động cơ này rơi ra. Trong khi đó cần rung lại không được trang bị bên cột điều khiển phía cơ phụ và đây cũng là một yếu tố khiến tổ bay không thể kịp thời xử lý tình huống.
![American_04.png](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607642_American_04.png)
Sơ đồ cấu trúc tháp treo pylon cùng động cơ.
Tại sao động cơ lại rơi ra? Nhiều nhân chứng cho biết chiếc DC-10 không va phải bất cứ chướng ngại vật nào trong quá trình cất cánh, trong động cơ cũng không có mảnh vỡ lạ. Do đó, việc động cơ rơi ra phải xuất phát từ một hỏng hóc bên trong cấu trúc. Từ chiếc động cơ rơi lại trên đường băng, NTSB đã khám xét và phát hiện ra rằng tháp treo động cơ (pylon) đã gãy và bung ra do một tổn hại nào đó trước khi máy bay rơi. Các nhà điều tra tiếp tục lục lại lịch sử bảo trì của chiếc máy bay và họ phát hiện ra một bằng chứng quan trọng.
![American_191.png](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607646_American_191.png)
Trong lần bảo trì gần nhất, khoảng 8 tuần trước khi máy bay rơi, động cơ số 1 của chiếc DC-10 đã được tháo ra để sửa chữa. Tháp treo động cơ - thành phần hình con thoi, rất cứng nhằm gắn kết động cơ vào cánh đã bị tổn hại trong quá trình bảo trì này. Theo khuyến cáo của McDonnell-Douglas, động cơ cần phải được tháo ra khỏi tháp treo trước, sau đó mới tháo phần tháp treo (như hình trên). Tuy nhiên, American Airlines cùng với Continental Airlines và United Airlines đã bắt đầu sử dụng một thủ tục mà theo cả 3 hãng có thể tiết kiệm đến 200 giờ làm việc của kỹ sư đối với mỗi máy bay và theo quan điểm an toàn mà 3 hãng đưa ra, thủ tục này sẽ giảm số lượng thành phần cần ngắt kết nối (các thành phần của nhiều hệ thống như thủy lực, đường ống dẫn nhiên liệu, cáp điện và dây dẫn) từ 72 xuống còn 27 thành phần.
![American_06.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607641_American_06.jpg)
Theo thủ tục mới, kỹ sư sẽ tháo rời cả phần tháp treo lẫn động cơ cùng lúc thay vì tháo lần lượt 2 phần. Một chiếc xe nâng đã được dùng để đỡ cho phần động cơ trong khi được tháo khỏi cánh. Tuy nhiên, cách làm này được cho là rất khó để có thể thực hiện thành công bởi những khó khăn khi phải giữ cho động cơ nằm ngay ngắn khi đang được tháo rời. Một đại diện của McDonnel-Douglas cho biết hãng "không khuyến khích thực hiện thủ tục trên bởi nhiều rủi ro" đồng thời đưa ra khuyến cáo đối với American Airlines.
![American_05.jpg](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607640_American_05.jpg)
Tháp treo động cơ với 2 điểm gắn kết trước và sau.
Trong khi đó NTSB đi đến kết luận rằng thiết kế của tháp treo và bề mặt liền kề khiến các thành phần khó tháo ra sửa chữa và dễ bị các nhân viên bảo trì làm hỏng. Có 2 phương pháp để thực hiện thủ tục: 1 là sử dụng cần trục phía trên cùng với tời nâng, 2 là sử dụng xe nâng. United Airlines sử dụng hệ thống cần trục trong khi đó American Airlines và Continental Airlines sử dụng xe nâng. Sau khi kiểm tra toàn bộ đội bay DC-10 của cả 3 hãng hàng không, NTSB nhận thấy chỉ có phương pháp dùng tời nâng của United Airlines là dường như hiệu quả, trong khi đó nhiều chiếc DC-10 của American Airlines và Continetal Airlines đều chịu phải nhiều hỏng hóc tại các khớp ghép nối động cơ và tháp treo.
![American_191_01.png](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607648_American_191_01.png)
Phương pháp dùng xe nâng có nhiều hệ quả xấu, nếu xe nâng đặt không đúng vị trí, động cơ sẽ lệch và làm kẹt điểm gắn kết giữa tháp treo pylon và điểm gắn kết trên cánh, do đó không thể đưa vít vào vị trí và siết lại. Người điều khiển xe nâng chỉ được chỉ dẫn bằng tay và nghe chỉ thị, do đó vị trí của xe nâng không thể nào hoàn hảo được và gây hỏng hóc. Trong trường hợp lắp pylon vào không khớp, các kỹ sư đã tháo động cơ và pylon ra và lắp lại cho đến khi đưa được vít vào. Cứ như vậy quy trình này vô tình tạo nên vết nứt.
![American_191_02.png](https://s3.cloud.cmctelecom.vn/tinhte1/2016/02/3607636_American_191_02.png)
Sau vụ tai nạn, NTSB đã kiểm tra bộ phận gắn kết trên pylon và trên cánh, kết quả là họ đã phát hiện ra những dấu vết hư hại. Điều này có nghĩa phần gắn kết phía sau của pylon đã bị ép mạnh vào phần gắn kết trên cánh. Đây là một bằng chứng quan trọng bởi bộ phận cố định pylon chỉ va đập với bộ phận gắn kết trên cánh khi ốc cố định đã được gỡ ra và động cơ được đỡ bởi một thứ bên ngoài thay vì pylon, ở đây chính là chiếc xe nâng. Từ đây, các nhà điều tra có thể xác định rằng những hư hỏng trên bộ phận gắn kết phía sau của pylon đã có từ trước khi máy bay rơi.
Mặc dù tổn hại này chưa đủ để ngay lập tức gây ra vụ tai nạn nhưng vết nứt đã lớn dần qua thời gian và nở rộng ra một chút sau mỗi lần cất/hạ cánh trong suốt 8 tuần trước khi vụ tai nạn xảy ra, lúc này vết nứt trên điểm gắn kết đã đạt điểm đứt gãy và không thể chịu lực được nữa. Do không được phát hiện và sửa chữa kịp thời, động cơ với lực đẩy tối đa khi cất cánh đã khiến pylon bung ra, xoay ngược lên trên - xoay quanh điểm gắn kết phía trước vẫn còn kết nối với cánh. Điểm gắn kết này sau đó cũng bị quá tải bởi lực đẩy động cơ và gãy khiến động cơ rơi hẳn ra ngoài.
Ngoài 2 vụ tai nạn trên, những hỏng hóc về cấu trúc cũng là nguyên nhân gây nên vụ tai nạn của China Airlines 611 (mỏi kim loại, nứt đuôi sửa chữa không đúng quy trình sau khi máy bay gặp tai nạn nứt đuôi 22 năm trước đó) và Japan Airlines 123 (mỏi kim loại, nứt vách ngăn áp suất do sửa chữa không sai quy trình, máy bay mất áp suất khiến toàn bộ phần đuôi và hệ thống thủy lực bị thổi bay).