1903年12月17日,在美國北卡萊納州的海灘上,萊特兄弟設(shè)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(jì)元。今年,在全世界隆重紀(jì)念飛機發(fā)明100周年時,環(huán)球遼闊的藍天上已有近50萬架飛機在翱翔。
百年來因飛行事故墜毀了數(shù)以10萬計的飛機,付出了無數(shù)的生命代價。當(dāng)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46.8起嚴(yán)重飛行事故。如今,世界民航飛機的飛行事故萬時率已達到0.01的水平。民航飛機已成為人類外出旅游的最便捷、最安全的交通工具。在這輝煌成就的背后,航空安全走過了坎坷的歷程,這段歷程,也給了我們許多寶貴的啟迪。
一、飛行事故使各國空軍付出了沉重的代價
在軍隊擁有世界上第一架軍用飛機之前就發(fā)生了飛行事故。1908年9月17日,美國陸軍從萊特兄弟公司購買第一架飛機,在驗收的最后一次飛行中發(fā)生嚴(yán)重飛行事故,飛機起飛后因機械故障而失去控制。陸軍中尉塞爾弗里奇在飛機墜地后不久死亡,飛機發(fā)明人奧維爾·萊特受重傷。事故原因是一只螺旋槳松脫,發(fā)生劇烈振動,使飛機失去控制。
在“航空兵”誕生時,飛行事故隨之發(fā)生。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”就誕生了。是年的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。從此,飛行事故就一直伴隨著各國航空兵部隊的成長歷程,如同揮之不去的影子。
第一次世界大戰(zhàn)(1914~1918年)中,參戰(zhàn)國以“一切為了戰(zhàn)爭的勝利”為最高行動準(zhǔn)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,導(dǎo)致參戰(zhàn)國發(fā)生飛行事故損失的飛機,是戰(zhàn)損的飛機的3倍。
第二次世界大戰(zhàn)(1939~ 1945年)中,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戰(zhàn),死亡飛行員2392人;而因飛行事故損失的飛機則達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,死亡飛行員1144名。
1980年4月24日,美軍前往伊朗營救人質(zhì)的“藍光行動”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。
1991年的海灣戰(zhàn)爭中,多國部隊(共出動1730架飛機)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(quán)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。
二、飛行事故原因調(diào)查,促進了飛機研制技術(shù)的進步
最初,對由于機械原因?qū)е碌娘w行事故,人們采用提高飛機局部的強度設(shè)計來解決。這是一種直觀的、缺乏理論指導(dǎo)的處置辦法,它與消除導(dǎo)致飛機局部結(jié)構(gòu)破壞的顫振等原因不發(fā)生關(guān)聯(lián),因此不能有效地制止同類事故再次發(fā)生。在此后的發(fā)展中人們逐步發(fā)現(xiàn),只有對系統(tǒng)失效模式的理論分析、故障再現(xiàn)試驗及采取的有針對性的改進措施,才能從更深層次上解決飛行事故暴露出的各類問題。每起機械原因事故調(diào)查幾乎都揭示出該系統(tǒng)的一種失效模式,從理論上弄清楚這種失效模式,有針對性地改進系統(tǒng)的設(shè)計,防止這類失效再次發(fā)生,才能有效地降低飛機的事故發(fā)生率。這種對飛行事故的處置方法一直延續(xù)至今。
1.顫振事故
20世紀(jì)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。20世紀(jì)40年代,英國臺風(fēng)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(fēng)殲擊機發(fā)生的由升降舵振動引起的水平尾翼顫振,是導(dǎo)致事故的直接原因。為此制訂了新的強度規(guī)范,使此后設(shè)計的飛機避免了發(fā)生同類問題。
2.疲勞事故
1952~1954年間,最早投入使用的噴氣式客機英國慧星客機先后墜毀8架。從深海中打撈出的殘骸上找出了最初破壞的結(jié)構(gòu)件,后經(jīng)進行機身水槽疲勞試驗驗證,確認事故原因是機身結(jié)構(gòu)在高空發(fā)生疲勞斷裂。從此,新的飛機設(shè)計規(guī)范要求飛機必須確定其整機疲勞壽命和實行整機疲勞試驗制度。
3.超音速解體事故
20世紀(jì)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(shè)計產(chǎn)生了現(xiàn)代超音速飛機。
4.尾旋事故
1966~1970年5年間,美國空軍因進入尾旋(即螺旋)而墜毀飛機226架。20世紀(jì)60年代初投產(chǎn)的F—4“鬼怪式”戰(zhàn)斗機,到1972年底為止因尾旋事故已墜毀170架。1974~1976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(shè)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(shù)等,使防尾旋研究工作有了很大進展。20世紀(jì)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。
5.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(yán)重飛行事故。為防止發(fā)生此類事故而進行的研究,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(shè)計。
6.損傷容限設(shè)計
1977年,一架使用5萬小時的B707—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。進一步的深入分析認為,根本原因是疲勞壽命和“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(shè)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。
7.余度設(shè)計
20世紀(jì)50年代初,人們認識到飛機系統(tǒng)的單一通道設(shè)計不能保證系統(tǒng)功能的可靠實現(xiàn),必須采用多通道設(shè)計。例如,當(dāng)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(yīng)急放下。由此產(chǎn)生了系統(tǒng)的余度設(shè)計技術(shù),并迅速被飛機操縱系統(tǒng)、機輪剎車系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等采用。
8.計算機參與飛機系統(tǒng)控制
技術(shù)進步是推動安全工作發(fā)展的有力杠桿。為最大限度地減少人的操作和計算負擔(dān),自動完成程序操作轉(zhuǎn)換,完成人難以承擔(dān)的信息高速處理工作,減少人的失誤,采用計算機參與系統(tǒng)的控制成為必然趨勢。自20世紀(jì)70年代以來設(shè)計的新機中,大量采用計算機參與復(fù)雜系統(tǒng)的信息處理,并使飛機的縱向操縱安全性等技術(shù)難點迎刃而解,飛機操作自動化水平進入一個新階段,飛機的安全性水平也有了進一步的提高。
三、在查明飛行事故原因保障飛行安全的工作中,國際航空界形成了許多重要的共識
1.調(diào)查飛行事故的目的
飛行事故原因的調(diào)查是工程技術(shù)的調(diào)查。因此,調(diào)查飛行事故的目的有兩個:一是查明事故原因,預(yù)防同類事故再次發(fā)生;二是改進飛機的設(shè)計,提高飛機的安全性水平。
①查明事故原因。實踐證明,在每一次事故的原因調(diào)查和責(zé)任調(diào)查中,如果將責(zé)任的調(diào)查放在首位,那就不能客觀地進行對事故原因的調(diào)查分析,就找不出或不承認造成事故的真正原因,無法采取預(yù)防措施,同類事故可能再次發(fā)生。
②改進飛機的安全性。國際民航組織的《飛機事故調(diào)查手冊》提出的要求是:一要通過事故調(diào)查,檢查民航飛機的耐墜毀性和機上人員的安全防護水平;二要對事故調(diào)查中暴露出的各個影響安全的問題都要采取措施??偟囊笫?,通過事故調(diào)查,從航空工程技術(shù)上不斷地提高飛機的安全性水平。因此,調(diào)查飛機事故的目的是為了采取補救性的措施,防止同類事故再次發(fā)生。
2.調(diào)查飛行事故必須要由獨立的專職機構(gòu)承擔(dān)
由獨立的專職機構(gòu)承擔(dān)飛行事故的調(diào)查,這是一條原則。獨立的專職的飛行事故調(diào)查機構(gòu),不受事故所在單位及其系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)和干預(yù),獨立的事故調(diào)查機構(gòu)只對事故調(diào)查結(jié)論的正確性負責(zé),對國家負責(zé),因而能保證每次事故結(jié)論的客觀性、正確性。1991年蘇聯(lián)解體后,新獨立的12個國家都一致認為保持一個獨立的飛行事故調(diào)查機構(gòu)極其重要,都愿意出錢保持原蘇聯(lián)的航空安全機構(gòu),由此成立了一個“國家間航空委員會”,下設(shè)“飛行安全委員會”,負責(zé)承擔(dān)各國的飛行事故調(diào)查工作。美國是由國會直接領(lǐng)導(dǎo)的“交通安全局(NTSB)”(其主席由總統(tǒng)任命)和由交通部領(lǐng)導(dǎo)的“聯(lián)邦航空局(FAA)”來調(diào)查民航飛機事故的。
3.飛行事故原因調(diào)查是工程技術(shù)調(diào)查
飛行事故原因調(diào)查是工程技術(shù)調(diào)查,由飛行事故調(diào)查機構(gòu)的專家進行。飛行事故責(zé)任調(diào)查是行政、司法調(diào)查,由行政或司法部門進行。因此,飛行事故原因調(diào)查和飛行事故責(zé)任調(diào)查是兩類不同性質(zhì)的調(diào)查,通常不能混合進行。如果同時進行責(zé)任調(diào)查,被調(diào)查者更多地會去考慮責(zé)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(diào)查。并不是每次飛行事故調(diào)查都需要進行事故責(zé)任調(diào)查。事故責(zé)任調(diào)查通常是在查明飛行事故原因的基礎(chǔ)上進行。
4.飛行事故調(diào)查中的“物證”分析必須由認可的專職機構(gòu)承擔(dān)
在由獨立的專職機構(gòu)進行飛行事故調(diào)查時,必須確認該機構(gòu)的權(quán)威性和人員技術(shù)水平、業(yè)務(wù)素質(zhì),用于檢測分析的儀器設(shè)備應(yīng)符合要求,以保證“物證”分析報告的客觀性和正確性。在由獨立的專職機構(gòu)進行飛行事故調(diào)查時,“物證”鑒定是極為嚴(yán)肅的工作,有重要的法學(xué)意義,必須由國家或行業(yè)經(jīng)考核認可的機構(gòu)承擔(dān),其中從事“物證”鑒定的技術(shù)人員的資格應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸J可。
5.按照多原因論調(diào)查飛行事故
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?qū)е碌娘w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,多原因的事故的比例持續(xù)上升。從預(yù)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(fù)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(diào)查的結(jié)論意見應(yīng)當(dāng)公布
民航飛機的事故調(diào)查結(jié)論意見應(yīng)向社會公布,軍航飛機的事故調(diào)查結(jié)論意見應(yīng)在本系統(tǒng)內(nèi)公布。公布事故調(diào)查結(jié)論,主要是為了使大家共同接受教訓(xùn),防止同類問題再次發(fā)生,并且能夠引起各有關(guān)方面人員的關(guān)注,從技術(shù)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立足于“事前預(yù)防”
航空安全走過了一個坎坷的歷程后,已經(jīng)完成了工作重點由“事后調(diào)查”向事前預(yù)防的轉(zhuǎn)移。飛機“三性