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  失事飛機機型是搭載普惠JT9D-7AH之波音747-100波音747-131,原計劃交付給美國東方航空並編為N7404Q,但由於東方航空取消747訂單,環球航空於1971年7月購買這架波音747,機身註冊編號N93119。這架飛機曾於1975年轉手伊朗空軍,一年後返回環球航空機隊。直至空難發生之前,飛機共計飛行了16,869個航班,總飛行時數為93,303小時。當天飛機執行從希臘雅典至紐約肯尼迪國際機場的TWA881班機,約16時38分到達。稍候飛機加油並更換機組人員:機長Ralph G. Kevorkian,機長/檢定駕駛員Steven E. Snyder和飛航工程師/檢定駕駛員Richard G. Campbell(三人均在環球航空服務超過30年);同行的還有飛航工程師Oliver Krick,他正在進行為期6個月的訓練。  800號班機原計劃於19時起飛前往巴黎,但由於一名乘客被誤認為行李已經登機,而人卻未登機;於是起飛時間被迫延遲了整整1個小時,後來才核實該乘客已經登機。最後班機於20時02分才離開機場第五航廈27號門。20時19分,飛機滑行到22R跑道。  經過一段爬升後,不久後飛機已經到達巡航高度。20時30分,機組人員進行了最後一次無線電通話,機組人員得到波士頓航空交通控制中心的允許,爬升至。20時31分12秒,班機的應答機最後一次回傳訊息到雷達上。  38秒後,在同一空域飛行的東風航空507號班機(波音737客機)上的駕駛員目睹了事發的整個過程;飛機爆炸後,800號班機同時從航管中心的雷達螢幕上消失。東風航空的駕駛員向航管中心彙報了這一情況(東風航空班機駕駛員與塔臺的錄音),他是第一個報告飛機墜毀的人;同時,航管中心試圖用無線電與班機聯絡,但沒有任何迴應。  800號航班在得到允許爬升後不久,位於機翼部分油箱突然發生爆炸,接著飛機的機頭部分(包括駕駛艙以及部分客艙)從高空脫離,導致飛機失去控制,剩下飛機的中央和機尾部分由於慣性,且引擎仍在運轉,剩餘部分仍在半空,約30秒後,飛機失去動力,開始下墜,突然左翼部分再次發生爆炸,最後飛機變成碎片,墬毀於大西洋。  儘管海岸防衛隊、警察和多艘私人船隻等迅速趕往現場進行搜救;然而不幸地,機上無人生還。這次空難成為美國當時第三嚴重的空難。

  NTSB於事發當日20時50分得知空難訊息,並於第二日清晨到達現場。與此同時,越來越多證人的供詞使人們相信,這起空難是由炸彈爆炸或導彈誤擊所導致的。(或者是油箱爆炸)

  殘骸打撈由聯邦和州政府負責,打撈中使用了遙控潛水器、側向掃描聲納和鐳射掃描裝置。  約95%的飛機殘骸得以打撈上岸,並送至紐約的Calverton Executive Airpark的一個機庫內重組,並由專家對殘骸進行分析。

  事故調查開始之初,媒體上流行著多種假設,以下三種假設較多人相信。但此後被逐一破解。

  由於事件發生之後相當多的目擊者表示看到有一條白色的煙柱連到飛機爆炸的位置,因此「導彈說」一時之間讓調查工作進行緩慢,FBI與美國中央情報局(CIA)都介入調查。由於訊息指稱美國海軍正在失事地點正在進行海軍演習,因此被列為"重要嫌疑犯"。但後來發現那只是燃燒的飛機,而不是導彈。

  事件發生之初,許多人聯想到洛克比空難,認為它不是被導彈擊落便是被恐怖份子炸掉,然而歷經一年多的調查,FBI找不出任何與炸彈有關連的證物。

  機件故障一開始便被列入可能的事故原因之中。原因無他,該機過於老舊,只是一開始無法確認到底是什麼東西故障會引發如此激烈的爆炸?油量指示系統?可是電壓電流都不足以引發火花。燃油泵?可是不至於會產生火花。結構性腐蝕導致整機爆炸?好像不應該會這樣。雖然可以確定的是爆炸應該牽涉油箱,可卻是千頭萬緒。  除了以上三個主要的假說之外,還有彗星撞擊說、雷擊說等等,不過都無法證實,因此這些假說最後都自調查方向中被刪除。

  波音747系列飛機配有四具發動機,每具發動機推力5萬餘磅,因此在設計上每具發動機有其專屬的油箱,油箱編號由機頭朝前方向自左至右分別為一號、二號、中油箱、三號及四號主油箱,747-400系列與100～300系列不同之處在於取消了一號及四號備用油箱,並增加了水平尾配重油箱,不過主油箱配油運作的基本概念不變。

  由於飛機的升力來自於飛機的主翼,因此為避免主翼於大荷重起飛時受力過大而產生超負荷的型變,導致金屬疲勞及升力減低。因此,航機加油時,儘可能的將油量往翼尖放,燃油重量平攤在雙翼之中增加機翼的重量,待機翼油箱裝滿時,多餘的油料才會裝在中油箱裡,舉例來說:假設一、四號油箱滿油量各是2萬磅,二、三號油箱滿油量各是5萬磅、備用油箱滿油量各是7000磅,中油箱滿油量是10萬磅,反之亦然,油料也自中油箱優先使用:

  在什麼條件之下,這些混合油氣會被引燃呢?NTSB於事發後1年(1997年7月)以一架借自美國長青航空(Evergreen Airlines)的747-100進行實驗,顯示當模擬TWA800狀況條件下,油箱中的油氣為可燃狀態。根據NTSB的喬‧寇力(Joe Kolly)博士以50加侖的Jet-A殘油,用空調包(PACK)的正常運作熱度於起飛前在機坪加熱中油箱三小時後發現,中油箱內的油氣溫度可以達到114°F(45.5°C-可燃),而若是飛機位於13800呎高度時,Jet-A油氣的閃點就將降為96°F(35.5°C),足以滿足爆炸條件。而根據一份FAA更精確的報告指出(DOCID:fr03ap97_dat-123),燃油氣體的可燃溫度隨著油品種類、油箱內氣壓以及油箱內溶氧濃度(自液態油品中因震動及壓力變化而釋放至油氣中的氧氣)而有所不同。以使用最普遍的Jet A為例,於海平面高度時,當環境溫度低於100°F時,油氣處於過貧(too lean)狀態,而若是高於175°F則為過富(too rich),另外,根據加州理工學院(California Institute of Technology)以四分之一(25%)縮尺模型油箱模擬的實驗結果而言,該油箱內油氣可以用0.5至500微焦耳(millijoules)引燃-(相較冬天人們穿著毛衣時,指尖接觸到門把時所放出的靜電能約為1-10微焦耳),而且幾乎屢試不爽。種種研究都證明油箱內的油氣在相當多的情況之下都是可燃的。  基本上747中油箱結構所能承受的壓力極限為25psi,然而當油氣爆炸時會產生39-42psi的壓力,結構因而瓦解。目前證據顯示,TWA800事件中,第一塊掉落出來的東西是來自於中油箱內,假想的情形是:油氣爆炸,炸斷了主翼樑(spanwise beam),斷裂的主翼樑往前衝,撞擊到前翼樑(front spar)留下了許多不可磨滅的「吻痕」,爆炸的氣體及碎片持續向前衝,在前段機身下側穿出了個大洞,機身結構因破損而承受不住機頭的重量而崩解,當機頭段脫離機身下墜時,機身失去機首重量的平衡而持續上飄直到失速。

  在空難發生前,環球航空業績並不好。由於事發前美國的亞特蘭大市正籌備即將舉行的1996年奧運會,環球航空希望藉此盛事大展拳腳,擺脫多年經營不振,可是這次空難卻給予環球航空致命一擊。公司經此事故後,終於在2001年被美國航空併購消失。  由於早期設計都是簡單的認為只要排除引燃因子就不會爆炸。但經此事故後,美國聯邦航空局要求大飛機需要在中央油缸加入惰化系統(向油箱充入氮氣),並於中央油缸和空調裝置之間添置隔熱物料,以進一步減少發生機會。  此事故被攝製成紀錄片《空中浩劫》的S17E04 “Explosive Proof”。  2000年上映的驚悚電影《絕命終結站》劇中發生爆炸的Volee航空180號班機原形即為TWA800班機空難,劇中飛機墜毀後電視中新聞畫面亦採用的是TWA800班機空難的新聞畫面。
環球航空800號班機(TWA800)是一班從美國紐約肯尼迪國際機場起飛,中途停留在法國巴黎戴高樂機場,目的地為義大利羅馬-菲烏米奇諾機場的環球航空班機。1996年7月17日,班機搭載著212名乘客及18名機組人員前往法國巴黎,在起飛後約12分鐘在紐約長島外海的大西洋上空爆炸解體,墜入海中,機上全部人員罹難。