1911年美軍平均飛行64.83小時發(fā)生一起嚴重飛行事故,至2000年美國空軍平均飛行96153小時發(fā)生一起嚴重飛行事故(萬時率0.104),飛機的安全性水平在九十年間提高了1482倍。世界民航定期航班已達到平均飛行1428571架次發(fā)生一起嚴重飛行事故(百萬飛行架次事故率0.7)的水平。人類航空這一高危行業(yè),在走過了百年坎坷歷程后,終于使民航客機成為世界上最安全、最便捷的交通運輸工具,航空安全工程取得了輝煌的成就。人類在航空安全工程發(fā)展中傾注了巨大的智慧,積累了豐富的經(jīng)驗。在飛機誕生百年紀念時,回顧這段歷程,仍可給予我們許多寶貴的啟迪。 1903年12月17日萊特兄弟設計的“飛行者1號”飛機試飛成功,從此揭開了人類從事航空活動的新紀元。至今,在環(huán)球遼闊的藍天上已有近50萬架飛機在翱翔。其中通用航空飛機、噴氣運輸機、直升機近40萬架;軍用戰(zhàn)斗機、軍用運輸機、軍用直升機、無人駕駛飛機約9.7萬架。航空技術在一百年間取得了令人矚目的成就。 但是,在這輝煌成就的背后,航空安全走過了坎坷的歷程,一百年來因飛行事故墜毀了十萬計的飛機,付出了無數(shù)的生命代價。當1921年美國開始統(tǒng)計飛行事故萬時率時,平均每飛行1萬小時發(fā)生46.83起嚴重飛行事故。至今,世界民航飛機的飛行事故萬時率已達到平均每百萬飛行小時發(fā)生1起飛行事故的水平,按人/億公里死亡率計算,民航飛機成為世界上人類外出長距離旅行的最便捷、最安全的交通工具。沒有現(xiàn)代航空業(yè),也就不可能實現(xiàn)全球經(jīng)濟一體化;在軍用飛機方面,美國空軍的飛行事故萬時率已降到萬分之0.2以下, 對伊戰(zhàn)爭再次表明:航空武器裝備的發(fā)展正改變著戰(zhàn)爭的方式和進程。這使世界各國認識到:在當今的世界上沒有強大的空軍就沒有國防。 飛行事故曾使最早加入航空活動的國家付出了沉重代價 飛機發(fā)明后不久就發(fā)生了第一、二次世界大戰(zhàn)。在作戰(zhàn)需求產(chǎn)生強勁的牽引作用下,軍用飛機作為應用機種首先誕生并得到了迅速的發(fā)展,這使得我們在回顧這段歷史時首先要從軍用飛機的發(fā)展歷程開始敘述。 1908年9月17日,美國陸軍從萊特兄弟公司購買第一架飛機,也是萊特公司售出的第一架飛機,在驗收的最后一次飛行中發(fā)生嚴重飛行事故。駕駛者之一陸軍中尉塞爾弗里奇在飛機墜地后不久死亡,飛機發(fā)明人、另一駕機者奧維爾.萊特受重傷。事故原因是一片螺旋槳槳葉折斷,損壞了方向舵,使飛機失去操縱。這是軍隊擁有世界上第一架軍用飛機之前發(fā)生的飛行事故。 1908—1914年,美國陸軍共發(fā)生11起嚴重飛行事故,13名軍官喪生。其中1911年平均每飛行64.83小時發(fā)生一起嚴重飛行事故;1912年為74.98小時;1913年為105.56小時;1914年為125.41小時。 1912年,英、法等國在其軍隊里成立航空隊,世界上軍隊里的一個新成員“航空兵”誕生了。這年的9月10日,英國皇家軍隊航空隊的一架飛機在飛行中因機翼蒙布撕裂而墜毀,2名飛行員死亡。自此開始,飛行事故也就一直伴隨著各國航空兵部隊的成長歷程。 第一次世界大戰(zhàn)(1914—1918年)中,在4年3個月的戰(zhàn)爭期間,參戰(zhàn)國共生產(chǎn)出20萬架軍用飛機(其中法國67982架,德國47637架,英國55093架,意大利約20000架,美國約15000架)。當時“一切為了戰(zhàn)爭的勝利”為最高行動準則,而把飛行事故的損失看成是戰(zhàn)爭代價的可以接受的一部分,參戰(zhàn)國發(fā)生飛行事故損失的飛機,比戰(zhàn)損的飛機高出近3倍。 從1921年起,美軍開始統(tǒng)計飛行事故萬時率。當年飛行77000小時,發(fā)生嚴重飛行事故361起,飛行事故萬時率為46.8。1922年發(fā)生嚴重飛行事故330起,萬時率達50.6。 第二次世界大戰(zhàn)(1939—1945年)中,參戰(zhàn)國共生產(chǎn)出70多萬架飛機(其中美國20.44萬架,德國11.35萬架、蘇聯(lián)10.5萬架,英國9.35萬架、日本7萬多架,意大利1萬多架,法國0.36萬架)。參戰(zhàn)國因發(fā)生飛行事故損失的飛機,是戰(zhàn)損飛機的1.1倍。美國在第二次世界大戰(zhàn)中戰(zhàn)損飛機20500架(包括在地面被炸毀),而因飛行事故損失的飛機則達21000架之多。在空戰(zhàn)最激烈的1943年,美國空軍戰(zhàn)損飛機3847架,死亡飛行員2392人;卻發(fā)生了20389起飛行事故,損失飛機5024架,死亡飛行員3426人。 朝鮮戰(zhàn)爭(1950—1953年)中,按照美軍的統(tǒng)計,被中、蘇、朝部隊擊落的飛機有963架,另有78架墜毀原因不明(我方公布的擊落美機的數(shù)據(jù)為1309架),但因飛行事故損失的飛機則達945架。共計死亡飛行員1144名。 美軍前往伊朗營救人質的“藍光行動”(1980年4月24—25日)中,出動8架直升機和6架運輸機,因機械故障1架直升機中途返航,1架迫降后無法繼續(xù)飛行,另1架與運輸機相撞起火,造成直升機和運輸機各1架燒毀,特遣隊員在大火中8死5傷,營救行動被迫中途夭折。 海灣戰(zhàn)爭(1991年)中,多國部隊在作戰(zhàn)中損失飛機29架,因飛行事故損失飛機則達34架。 美軍在打擊阿富汗塔利班的戰(zhàn)爭(2001年10月—2002年6月)中,在享有絕對制空權的情況下,沒有飛機被擊落,卻有9架飛機因飛行事故墜毀,造成11人死亡、15人受傷。其中B—1B轟炸機、MC—130P和MC—130H運輸機各1架,直升機3架,無人駕駛飛機4架。還有1架C—17運輸機夜間粗猛著陸沖出跑道嚴重損傷。 噴氣式客機于40年代末誕生。在其初期發(fā)生的事故也很嚴重。例如,1949年7月27日,英國首先試飛成功世界上第一架噴氣式民航客機“慧星”號。1952年至1954年間21 架慧星客機中發(fā)生8起飛行事故。 綜觀世界航空史,飛行事故曾經(jīng)使最早加入航空活動的各有關國家付出了沉重的代價。 技術進步、科學管理、人員培訓三大措施促進航空安全顯著進步 1.針對飛行事故原因調查所采取的工程技術措施,促進了飛機研制技術的進步 自1908年9月17日至1911年2月9日,全世界共發(fā)生34起嚴重飛行事故,死亡37人。其中由于飛機某一部分結構損壞導致的嚴重飛行事故發(fā)生11起,發(fā)動機故障導致1起。機械原因導致的飛行事故占事故總數(shù)的1/3。當時人們采用提高飛機局部的設計強度來解決這類問題。這是一種最直觀的處置辦法,它未能研究與消除導致飛機局部結構破壞的外在因素如顫振等,因此不能有效地制止同類事故再次發(fā)生。在此后的飛行事故調查工作中人們逐步發(fā)現(xiàn),機械原因導致的飛行事故調查常常揭示出該系統(tǒng)的一種失效模式,通過故障再現(xiàn)試驗、理論分析,從機理上弄清楚這種失效模式,有針對性地改進系統(tǒng)的設計,才能防止這類失效再次發(fā)生,有效地降低飛機的事故發(fā)生率。這種對飛行事故和系統(tǒng)失效的科學處置方法一直延續(xù)至今。 顫振事故。30年代英國蛾式殲擊機連續(xù)發(fā)生9次在大速度時空中解體事故。40年代,英國臺風殲擊機在3年間發(fā)生20起空中解體事故。研究這些事故,發(fā)現(xiàn)蛾式飛機在高亞音速時機翼發(fā)生的顫振、臺風殲擊機發(fā)生的由升降舵振動引起的水平尾翼顫振,是導致事故的直接原因。為此制訂了新的強度規(guī)范,使后來設計的飛機盡量避免發(fā)生同類問題。 疲勞事故。1952年10月~1954年4月間,最早投入使用的噴氣式客機英國“慧星”客機先后發(fā)生8起飛行事故。其中1954年1月10日和4月8日,連續(xù)發(fā)生兩架客機在空中解體。從深海中打撈出的殘骸上找出了最初破壞的結構件,后經(jīng)機身水槽疲勞試驗驗證,確認事故原因是機身結構在高空發(fā)生疲勞斷裂。從此,金屬疲勞概念引入了飛機設計,新的飛機設計規(guī)范要求飛機必須確定其整機疲勞壽命, 從此實行了整機疲勞試驗制度。 超音速解體事故。40年代末,在突破音速的試飛中發(fā)生了多起飛機解體事故。1949年蘇聯(lián)“米格17”殲擊機第一架樣機在大速度俯沖時意外墜毀。與此同時,法國的“神秘”式殲擊機空中解體,美國“天光”式飛機在試圖超音速時失事。研究這些事故發(fā)現(xiàn)了飛機超音速飛行時的特有現(xiàn)象—— “音障”。為突破音障而進行的飛機設計產(chǎn)生了現(xiàn)代超音速飛機。 尾旋事故。1966—1970年5年間,美國空軍因進入尾旋(即螺旋)而墜毀226架飛機。60年代初投產(chǎn)的F—4“鬼怪式”戰(zhàn)斗機,到1972年底因尾旋事故已墜毀170架。1974年至1976年,美國民用飛機也發(fā)生了723起尾旋事故。尾旋事故極大地刺激了對尾旋研究工作的開展。此后新設計的飛機廣泛采用翼身融合體和失速特性較好的翼型,提高舵面效率,采用主動控制技術,在飛機上加裝失速迎角傳感器等,使防尾旋研究工作有了很大進展。70年代末投產(chǎn)的F—16戰(zhàn)斗機號稱從未發(fā)生過尾旋事故,俄羅斯蘇—27飛機也做出了迎角超過110°的“眼鏡蛇機動”飛行,而未進入失速尾旋。 艦上起降事故。1911年和1916年,美、英兩國飛機先后在軍艦上起降試飛中發(fā)生嚴重飛行事故,對防止發(fā)生此類事故的研究而誕生了航空母艦,并促進了適合于在艦上起降的艦載飛機的改進設計。 損傷容限設計。1977年,一架使用5萬小時的波音707-300型客機因水平尾翼折斷而墜毀。斷口顯示出明顯的疲勞斷裂區(qū)。檢查同型飛機,發(fā)現(xiàn)33架有同樣裂紋存在。進一步的分析認為,根本原因是當時執(zhí)行的疲勞壽命和“破損—安全”概念還不能保證飛機的飛行安全,從此,“損傷容限”概念在新的飛機設計規(guī)范中得以迅速推廣。這次事故還引出了“飛機老年病”的研究課題。 余度設計。50年代初,人們認識到飛機系統(tǒng)的單一通道設計不能保證系統(tǒng)功能的可靠實現(xiàn),必須采用多通道設計。例如,當液壓系統(tǒng)失效不能實現(xiàn)飛機起落架正常放下時,就必須由冷氣系統(tǒng)或人力操縱系統(tǒng)來實現(xiàn)起落架應急放下。由此產(chǎn)生了系統(tǒng)的余度設計技術,并迅速被飛機操縱系統(tǒng)、機輪剎車系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等采用。有的系統(tǒng)甚至采用了兩余度或三余度設計,從而大幅度提高了系統(tǒng)完成預定功能的能力和飛機的整體安全性水平。 計算機參與控制。計算機在航空裝備上的使用,引發(fā)了航空技術的又一次革命。自70年代以來設計的新機中大量采用計算機進行復雜系統(tǒng)的信息處理和自動控制,最大限度地減少了人的計算和操作負擔,也減少了人的失誤,飛機的操縱性、安定性等技術難題也得到了很好解決,飛機操作的自動化水平進入一個嶄新的階段,使飛機的性能發(fā)揮和系統(tǒng)的安全性水平得到了再一次的提高,飛行事故萬時率隨之出現(xiàn)了新的下降。 在飛行事故原因調查處理中,航空界趨同于共同遵循的一個準則是:一旦查明原因,對采取預防同類事故再次發(fā)生的措施必須堅決、果斷。同一原因系統(tǒng)失效導致的飛行事故,不應當再發(fā)生第二次。 2.針對飛行事故原因調查所采取的管理措施,促進了航空安全管理科學的進步 飛行事故是對安全工作的一種終極撿驗,它從不同角度暴露出了組織指揮、氣象、飛行員身體和技術、飛機設計、生產(chǎn)質量、維修撿測、后勤保障等有關方面存在的薄弱環(huán)節(jié)??朔@些薄弱環(huán)節(jié),站在新的層次上進行管理,促進了航空安全管理科學的進步。在歷次飛行事故原因調查的基礎上形成的飛機設計規(guī)范,對飛機設計中的結構強度問題、氣動平衡問題、人機界面問題、系統(tǒng)可靠性問題、整機疲勞壽命問題、飛行員逃逸救生問題等,都做出了極為詳細的規(guī)定,對形成的飛機維修規(guī)范,維修制度、維修方式、維修等級、維修檢測手段,以及飛機機載部附件的壽命管理等都制訂了詳細的文件。在后勤保障方面,有了詳細的機場設計標準,建立了機場區(qū)域及航線的氣象預測、預報網(wǎng),建全了完善的航行管制機構、設備設施、管制規(guī)則,對航空油料、航空器材的供應保障、質量檢驗形成了一整套規(guī)章制度。航空醫(yī)學的發(fā)展、制度的完善和醫(yī)療技術手段的進步,已使飛行員身體原因發(fā)生的飛行事故大幅度減少。乘客安全監(jiān)測和管理制度也有了相應發(fā)展。這些都使得航空安全管理工作取得了長足進步。 在長期的航空安全研究中,形成了一些公認的安全性原理、安全性定律和推論,形成了航空安全法學的基礎,成為安全理論研究的寶貴資料。國際民航組織機構和世界各國極力推動的航空安全技術和航空安全管理的研討會議、交流活動,對推動航空安全科學的發(fā)展,提高安全管理水平,都起到了十分有益的作用。 3.嚴格的培訓和考核制度,促進了各類航空專業(yè)人員素質的提高 在有人駕駛的飛行器發(fā)生的飛行事故中,在世界范圍內無論是民航還是軍航,占總數(shù)60-70%的飛行事故仍然是由人的錯誤所導致的。因此,提高人的可靠性水平始終是航空安全工程中的一個極為重要的目標。要達到這一目標,離不開對航空各專業(yè)人員的嚴格培訓和考核。培訓分為院校培養(yǎng)和在職培訓兩大類。進入航空專業(yè)就業(yè)的各類人員幾乎無例外地都經(jīng)過了各類院校的正規(guī)教育,其中飛行人員持有大學本科以上學歷證書,飛機維修人員、飛行管制人員也都經(jīng)過相應院校培訓。我國現(xiàn)有30多所航空院校在為航空工業(yè)集團、民航、軍航培養(yǎng)各類航空專業(yè)人才。這些人員進入各自的就業(yè)崗位后還要繼續(xù)接受在職教育培訓,包括各有關單位舉辦的專題集訓班,一些院校還承擔了對在職干部的輪訓工作。在國外,許多國家還設有航空安全學院負責輪訓在職干部。例如,設在美國南加州大學的安全系統(tǒng)管理學院,自1953年起輪訓空軍的安全軍官,也為民航開辦10種安全培練班。美國空軍還在新墨西哥州柯特蘭基地的“空軍安全中心”設立培訓機構,負責培訓空軍的安全軍官。各種期刊、安全畫報、安全通報、文件、錄相帶、局域網(wǎng)是安全信息的另一載體。在我國5000多種期刊中,航空期刊就有150多種(其中僅航空工業(yè)一、二集團的航空科技期刊就有88種之多)。中國航空學會每年組織召開數(shù)十次航空學術問題研討會議。飛行人員和各重要崗位上的工程技術人員都執(zhí)行嚴格的技術等級制,考核合格才能上崗和晉升技術級別。對不適合從事該專業(yè)的人員便調換其工作崗位。公布每次事故調查的結論,使所有同行都增加防止同類事故再發(fā)生的相關知識和處置能力。經(jīng)過長期不懈的安全教育,培養(yǎng)出了一支責任心強、遵章守紀、有良好專業(yè)素養(yǎng)的技術隊伍,營造出了安全文化的濃郁氣氛。 查明事故原因保障飛行安全,國際航空界形成了重要共識 在同飛行事故作斗爭的過程中,國際航空界形成了一整套處置和預防事故的準則、方法和共識。通過國際民航組織的規(guī)范與交流,其基本準則已為世界各國航空界所接受。 1.調查飛行事故的目的 調查飛行事故的主要目的是查明事故原因,防止同類事故再次發(fā)生。 國際民航組織頒發(fā)的《飛機事故調查手冊》指出:“調查一起飛行事故的主要目的在于搞清楚與該次事故有關的事實及環(huán)境條件因素,以便確定其可能的原因,從而可以采取適當?shù)拇胧﹣矸乐诡愃频氖鹿始捌鋵е乱蛩氐脑俅纬霈F(xiàn)。同樣,還有一個重要的目的就是判明有關乘客的事實、情況和環(huán)境屬于可生存還是不可生存,以及失事飛機的耐墜性?!?美國空軍條例《安全調查與報告》一開頭就指出:“進行安全調查只是為了找出事故原因,以便采取預防措施。”俄羅斯在《武裝力量航空兵飛行事故及事故征候調查條例》中也指出:“飛行事故調查的主要目的是防止其將來再發(fā)生”。在上述文件中,圍繞飛行事故調查的主要目的,制訂了詳細的調查工作的組織、調查工作程序、調查報告撰寫方法、提出預防措施的要求等規(guī)定。因此,在每次事故調查中,只有科學地查找到導致事故發(fā)生的真正原因,才能制訂出有效的預防措施,達到防止同類事故再次發(fā)生的目的。認識這一點,對指導飛行事故調查工作至關重要。 2.由獨立的專職機構承擔飛行事故調查 由獨立的專職機構承擔飛行事故的調查,這是一條規(guī)則。獨立的事故調查機構只對事故調查結論的正確性負責,對國家負責。其責任是要保證每次事故結論的客觀性、正確性。1989年蘇聯(lián)解體后,新獨立的12個國家一致認為保持一個獨立的飛行事故調查機構致關重要,都愿意出錢保持原蘇聯(lián)的航空安全機構,由此成立了一個“國家間航空委員會”,下設“飛行安全委員會”,負責承擔各國的飛行事故調查工作。美國是由國會直接領導的“交通安全局(NTSB)”(其主席由總統(tǒng)任命)和由交通部領導的“聯(lián)邦航空局(FAA)”來調查民航飛機事故。 3.飛行事故原因調查是工程技術調查 飛行事故原因調查是工程技術調查,由飛行事故調查機構的專家進行。飛行事故責任調查是行政、司法調查,由行政或司法部門進行。飛行事故原因調查和飛行事故責任調查是兩類不同性質的調查,通常不混合進行。如果混合進行調查,被調查者更多地會去考慮責任問題,就難以獲得事故原因的真實情況,會直接影響到對事故原因的調查。對此,俄羅斯《武裝力量航空兵飛行事故及事故征候調查條例》規(guī)定:“對已確定有實際過失的人員,其過失及責任程序的法律及行政調查,與按本條例進行的調查分別進行”。 4.飛行事故調查中的“物證”分析由認可的專職機構承擔 “物證”鑒定是極為嚴肅的工作,有重要的法學意義,必須由國家或行業(yè)經(jīng)考核認可的機構承擔。要確認該機構的權威性和人員技術水平、業(yè)務素質,用于檢測分析的儀器設備應符合要求,從事“物證”鑒定的技術人員的資格應當?shù)玫秸J可,以保證“物證”分析報告的客觀性和正確性。近年來,受市場經(jīng)濟影響,國內的物證鑒定機構出現(xiàn)了管理混亂的狀況,一些有檢測設備的單位不經(jīng)認可和人員培訓就加入到物證檢定隊伍中來,并出具檢定結果報告,干擾了國內的“物證”檢定工作,造成了極大混亂。我們在對有爭議的失效分析報告復核過程中多次遇到類似情況。做出正確的事故結論必須由認可的專職機構承擔物證分析工作,是世界各國共同遵循的規(guī)則。 5.按照“多原因論”調查飛行事故 多原因論是將飛行事故的發(fā)生看作是一個事件中的若干鏈環(huán)出了問題,最后一個鏈環(huán)的斷裂導致了飛行事故。如同多米諾骨牌一樣,如果事件鏈中有一個環(huán)節(jié)不發(fā)生問題,事故仍然不會發(fā)生。國際民航組織曾對以往8年間各國民航客機發(fā)生事故的原因進行分析,單一原因導致的飛行事故占28%,兩個原因的事故占54%,三個原因的事故占14%,四個原因的事故占4%。近年來的趨勢是單個原因事故的比例逐年下降,多原因事故的比例持續(xù)上升。從預防事故的角度看,以多原因論分析飛行事故,能夠以系統(tǒng)論的觀點對各個發(fā)生問題的環(huán)節(jié)都采取措施,有效地降低事件重復出現(xiàn)的概率,堵塞管理漏洞,提高系統(tǒng)的安全性水平。 6.飛行事故調查的結論意見應當公布 民航飛機的事故調查結論意見應向社會公布,軍航飛機的事故調查結論意見應在本系統(tǒng)內公布。公布事故調查結論,主要是為了使大家共同接受教訓,增長處置該類問題的能力,防止同類問題再次發(fā)生,并且能夠引起各有關方面人員的關注,從技術上徹底解決暴露出的問題,也是對在職人員進行安全教育的極為寶貴的案例資料。 7.航空安全工作的重點應立足“事前預防” 航空安全走過一個坎坷的歷程后,已經(jīng)完成了工作重點由“事后調查”向“事前預防”的轉移。飛機“三性”(可靠性、安全性、維修性)指標,已攀升至在飛機設計時與其飛機飛行性能指標同等重要的位置。飛行中發(fā)生的“事故征候”,被作為某一“鏈環(huán)”出了問題但幸未導致飛行事故的事件來看待,必須統(tǒng)計上報,并采取有效措施進行預防。飛機使用中出現(xiàn)的故障被分為三類,即A類(影響飛行安全)、B類(影響飛行任務完成)、C類(可以在完成飛行任務后排除),在飛機維護現(xiàn)程上三類故障被排在不同的重要層次,區(qū)別對待,并需統(tǒng)計上報,由專門機構進行綜合統(tǒng)計研究分析。對A類故障采取一系列措施降低其發(fā)生率,保證飛行安全?;ù罅饧訌姀氖潞娇展こ坦ぷ鞯母黝惾藛T(包括飛行員)的培訓,努力提高其業(yè)務素質和崗位責任心,經(jīng)考核不適合從事該項工作者將被轉換崗位或被淘汰。將航空安全管理從各類管理專業(yè)中分離出來,自成體系。因此,從體制結構上,規(guī)章制度上,專業(yè)分工上采取了一系列的措施,使“預防為主”的工作不是一句口號,而是一個能取得切實成效的保障體系。 (
作者單位:空軍第一研究所) |