国内民用直升机撞线事故分析

詹月玫

(中国直升机设计研究所,江西 景德镇 333001)

0 引言

2010年8月,国务院和中央军委下发了《关于深化低空空域管理体制改革的意见》,低空空域改革试点从2011年起开始向全国推广,大大推动了国内通用航空低空作业的运营。与此同时,民用直升机面临的安全形势也日渐严峻。撞线是民用直升机低空作业最主要的威胁之一,号称“低空飞行杀手”。直升机独特的飞行特征,决定了它的任务环境。直升机通常作业于高度低、地形复杂、能见度低的区域。这些都直接影响到直升机低空作业的安全性。飞行人员稍有不注意,危险就会悄然来临,直升机就容易与障碍物(高压线、线缆、树梢等)相撞,造成直升机失控,机毁人亡。事实上,直升机低空飞行状态下,线缆的威胁很难观察到。长时间低空飞行的直升机撞线的风险很高,并且撞线事故的致死率非常高。

1 撞线事故案例分析

2020年8月29日,某通用航空有限公司R44/B-7537号直升机在江西省赣州市龙南县境内执行果树农喷作业任务时坠机,造成机体严重受损。调查组最终认定该事故的原因是,飞行员飞行时未能观察到高压线位置,直升机从高压线下方经过时,旋翼桨叶挂断高压线,一片桨叶断裂(断裂飞出的桨叶长约1.5 m),直升机失去平衡,失控翻转坠落在山坡上,并翻滚倒扣。

2020年9月26日,四川黑水县与茂县交界处发生一起直升机坠毁事故。一架从红原机场起飞的直升机在飞行过程中与高压线相撞后失控坠地,机身发生爆炸、燃烧,机上三名成员不幸遇难。此次直升机事故被定性为“通用航空较大事故”。事故最大可能原因是当天是阴天,光照条件差且有毛毛雨,机组在沿河谷目视飞行过程中,未及时从周围深绿色山体背景中发现并避开横跨河谷的高压线,导致直升机挂碰高压线,随后失控跌落与山体相撞。

两起撞线事故的发生都是因为直升机在低空运行时,目视条件受限,未能及时发现高压线而导致的,且均造成人员伤亡。

2 国内民用直升机撞线事故统计分析

2021年2月25日,民航局飞标司发布了《直升机防撞线》运行安全通告。通告指出,2018年6月至2020年10月,我国共发生20起直升机安全事故,其中人为原因导致17起,天气原因2起,机械原因1起。人为原因导致的17起事故中,直升机撞线7起,直升机动态翻滚2起,机组成员误碰操作系统2起,直升机撞山1起,直升机丧失尾桨效应1起,直升机旋翼地面伤人1起,其它原因1起。图1所示为人为原因事故占比。统计显示,人为原因导致的直升机事故中,撞线原因占比最大,达到41%,且致死率为100%。由此可见,撞线对低空直升机运行是最致命的。表1是2018-2020年我国直升机撞线事故数量表,3年间总共发生了7起直升机撞线事故。表2为2018-2020年撞线事故直升机作业类型占比数据:7起撞线事故中,按照作业类型划分,农林作业4起,占比57.1%;飞行训练1起,占比14.3%;航空物探1起,占比14.3%;调机1起,占比14.3%[1]。

表1 2018-2020年直升机撞线事故统计

表2 2018-2020年撞线事故直升机作业类型占比

图1 人为原因事故占比

美国国家运输安全委员会的一份关于直升机致命和非致命事故主要原因的数据分析报告显示:未能保持物理距离和与物体碰撞是造成空中致命事故的两大原因,各占致命事故原因的24.4%;视觉观察也是空中致命事故的另一主要原因,占比17.1%。50%的飞行员未能保持飞行距离,结果导致了与物体的碰撞。表3为致命和非致命空中事故原因对比[2]。

表3 致命和非致命空中事故原因对比表

执行空中作业任务低空飞行时,容易接近物体(高压线、电杆、树梢等),因此,更需要注意物理距离。执行低空作业任务时飞行员需要时刻警惕,避免碰撞风险。直升机与物体相撞事故中,在决定事故的严重程度方面,地形起到至关重要的作用。相比于撞到山、凹凸不平的地形上,撞在松软或长满草的地面上,造成的伤害可能不会那么严重[2]。

3 撞线事故原因分析

我国民用直升机飞行,主要分为空中作业、飞行培训和定检试飞三大块。从民航局飞标司发布的《直升机防撞线》运行安全通告可看出,近几年民用直升机撞线事故率不低,农林作业是民用直升机撞线事故四大类中最高的。分析我国民用直升机撞线事故率居高不下的原因,主要有以下几点:

1)电网分布密集且杂乱,缺少线缆警示标识

随着互联网的盛行以及人们日常生活对电力需求的不断增大,我国电线覆盖区域面积也在不断扩大。尤其是近些年,城镇农村经济快速发展,农村线缆区域面积增长迅速,但存在线缆密集分布比较杂乱,走向不规范,安装也比较混乱的现象,给直升机撞线增加了很大的风险机率。在城镇农村,线缆警示标识很少,特别是在山谷环境中,根本就没有线缆警示标识,且线缆的外层绝缘皮是暗色不会反光,不容易发现。这对在直升机里靠肉眼观察的驾驶员来说十分危险,稍有不注意,危险就会悄然临近。上述2020年8月江西赣州市龙南县的直升机坠机事故和2020年9月四川黑水县与茂县交界处的直升机撞高压线事故,都是因为飞行员未及时观察到高压线位置,导致直升机挂碰高压线,随后失控跌落与山体相撞。

2)飞行员防撞线经验少,应急处理能力不足

民用直升机低空作业撞线很多时候都是因为飞行员防撞线经验少,对事故的预测和应急处理能力不强而导致的。我国飞行员年龄结构偏低,大部分飞行员都在28～40岁。虽然随着飞行时间的增多,直升机飞行经验逐渐丰富,但对低空飞行环境复杂性的认识程度不够,安全意识不强。有些飞行员因怕麻烦,飞行时甚至不佩戴头盔,造成头部受伤而导致死亡。美国调查数据显示,直升机致命事故中,头部受伤比例达50%,其中65%出现了脑损伤。

3)民用直升机防撞线设备落后

超低空是民用直升机飞行最频繁的区域,由于我国低空通信和监视技术的落后,存在许多安全隐患。直升机在超低空作业时,经常会受到地形和建造物的影响,造成视野和飞行盲区,这就需要先进的防撞技术设备来帮助飞行员对其识别和规避。但就我国目前民用直升机设备的发展现状,低空通信和设备与国外差距还很大。国外直升机撞线造成的事故率比较低,仅占5%;而我国的事故率却高达58%,存在巨大的相反比。防撞技术设备对其影响很大。

4)相关电力部门资源共享不充分

在我国,国家电网等单位与航空部门及通航企业资源共享不充分,航空部门及通航企业对各地区县高压线、电缆、水库、限制区的布点图掌握得不是很充分。这对飞行前对飞行作业区域障碍物的了解是十分不利的。飞行员在低空作业时都只能依靠自身的经验来避开危险物。我国飞行员低空防避线缆经验普遍不足,应急处理能力不强,低空飞行环境又复杂,障碍物盲区多,这样就增加了撞线的概率。

5)初级的企业安全管理体系

我国大多数通用航空企业,都是仅仅拥有几架飞机,机型少,用途也杂,建立体系是不现实的。大部分公司不愿意投入金钱和时间去设计安全管理体系并加以实施。安全管理体系是由自愿报告、持续安全改进、主动安全预测和质量评估等多个体系组建而成,而建立这个体系是企业经营方式的根本性转变。虽然建立安全管理体系是难以一时实现的,但拥有安全管理的经验和标准却是十分必要的。

4 撞线事故预防措施

1)做好飞行区域内的风险管理,提前熟知飞行环境

针对国内城镇农村线缆分布密集且杂乱,普遍缺少线缆标识的现象,飞行人员在进行作业区域飞行前,应对当天的天气情况以及作业区域内的高压线、电线杆以及相关障碍物的高度、位置信息进行详细了解;飞行过程中要对地形进行勘察确认;飞行后做好飞行区域内电网标记;同时也要掌握飞行区域外的地形状况,一旦出现紧急危险情况可及时改变飞行路线,减少撞线概率[3]。

2)加强相关机组人员防撞线培训,提高应急处理能力

民用直升机在低空飞行过程中,飞行员必须具有超强的防撞安全意识,掌握安全进入、穿越、退出高压线缆区的方法,对不同类型的线缆做到会识别,并培养预测线缆危险存在的能力。同时,也要培训机上其他机组人员对飞行区域高压线、地形、障碍物进行观察预判的能力,这样可让机上所有人员对危险做出及时的互相提示,减少撞线的风险概率,也可使在发现危险时有足够的时间做好应急准备和预案。

3)提升民用直升机防撞线设备技术

我国民用直升机装备与国外飞机相比还存在一定的差距,因为机械和没有达标的安全技术原因造成直升机致命事故的比例较大,因此需要装载和配备先进的技术设备,通过硬件设施的改进,降低直升机安全事故概率。例如,装载和改进直升机撞线保护系统、直升机增强型地面警告系统、载有障碍物数据库的GPS导航系统、空中交通防撞系统等,这些都需要航空人继续为之努力,提高自身硬件,为飞行员的安全提供保障。

4)加大电力相关部门的配合和支持力度

直升机上装有包含障碍物数据库的GPS导航系统、防撞系统的同时,还需要相关电力部门的配合和支持。国家电网相关单位提供相关数据和审批以及电网布点图材料,让航空部门和通航企业可以资源共享,建立相关数据库,根据布点图设置VFR航图和VFR手册,帮助飞行员清楚知道障碍物和危险的存在。飞行员在目视飞行气象条件下依靠目视规则飞行,在事故的客观原因上进行归零,规避风险。

5)探索安全管理体系和完善安全保障体系

超低空作业的客观存在要求民用直升机企业探索安全管理体系,完善安全保障体系,对各种风险因素设定安全值,根据风险安全值标准决定任务是执行还是取消,提前确保飞行的安全性达到一定目标值。同时,对航材的要求和保管一定要严格,决不允许存在航材的发霉和腐蚀。还要完善直升机飞前和飞后的检查和维修保养,减少和尽量杜绝因为维修和检查疏忽等人为原因而造成的事故概率。在直升机上安装健康状态和使用监控系统也可预防和减少事故的发生。

5 结论

国家大力放宽通用航空领域,给民用直升机市场带来了机遇也带来了挑战。低空的开放对我国低空的净空保护、低空障碍物标识提出了更加严格的要求。涉及的领域不仅仅是限于机场附近区域,涉及的宽度也越来越大。这就需要我国民航当局和相关部门建立健全的体系,给予资源的共享,同时要求航空人不断提升飞行技术能力,不断改进直升机设备,主观和客观因素改善双管齐下,最大限度地减少甚至归零直升机致命死亡事故的发生。