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(jī)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(jī)發(fā)明100周年時,環(huán)球遼闊的藍(lán)天上已有近50萬架飛機(jī)在翱翔。
百年來因飛行事故墜毀了數(shù)以10萬計的飛機(jī),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(jī)的飛行事故萬時率已達(dá)到0.01的水平。民航飛機(jī)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(jī)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(jī),在驗(yàn)收的最后一次飛行中發(fā)生嚴(yán)重飛行事故,飛機(jī)起飛后因機(jī)械故障而失去控制。陸軍中尉塞爾弗里奇在飛機(jī)墜地后不久死亡,飛機(jī)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(jī)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(jī)在飛行中因機(jī)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(jī),是戰(zhàn)損的飛機(jī)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(jī),是戰(zhàn)損飛機(jī)的1.1倍。美國在第二次世界大戰(zhàn)中戰(zhàn)損飛機(jī)20500架(包括在地面被炸毀),而因飛行事故損失的飛機(jī)則達(dá)21000架之多。在空戰(zhàn)最激烈的1943年,美國空軍戰(zhàn)損飛機(jī)3847戰(zhàn),死亡飛行員2392人;而因飛行事故損失的飛機(jī)則達(dá)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(jī)有963架,另有78架墜毀原因不明(我方公布的擊落美機(jī)的數(shù)據(jù)為1309架),但因飛行事故損失的飛機(jī)則達(dá)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(lán)光行動”中出動8架直升機(jī)和6架運(yùn)輸機(jī),因機(jī)械故障1架直升機(jī)中途返航,1架迫降后無法繼續(xù)飛行,另1架與運(yùn)輸機(jī)相撞起火,造成直升機(jī)和運(yùn)輸機(jī)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(jī))在作戰(zhàn)中損失飛機(jī)29架,因飛行事故損失飛機(jī)則達(dá)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(jī)被擊落,卻有9架飛機(jī)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(jìn)了飛機(jī)研制技術(shù)的進(jìn)步
最初,對由于機(jī)械原因?qū)е碌娘w行事故,人們采用提高飛機(jī)局部的強(qiáng)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(jī)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(yàn)及采取的有針對性的改進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)在高亞音速時機(jī)翼發(fā)生的顫振、臺風(fēng)殲擊機(jī)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(qiáng)度規(guī)范,使此后設(shè)計的飛機(jī)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(jī)英國慧星客機(jī)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(jìn)行機(jī)身水槽疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證,確認(rèn)事故原因是機(jī)身結(jié)構(gòu)在高空發(fā)生疲勞斷裂。從此,新的飛機(jī)設(shè)計規(guī)范要求飛機(jī)必須確定其整機(jī)疲勞壽命和實(shí)行整機(jī)疲勞試驗(yàn)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(jī)解體事故。1949年蘇聯(lián)“米格17”殲擊機(jī)第一架樣機(jī)在大速度俯沖時意外墜毀。與此同時,法國的“神秘”式殲擊機(jī)空中解體,美國“天光”式飛機(jī)在試圖超音速時失事。研究這些事故,發(fā)現(xiàn)了飛機(jī)超音速飛行時的特有現(xiàn)象——“音障”。為突破“音障”而進(jìn)行的飛機(jī)設(shè)計產(chǎn)生了現(xiàn)代超音速飛機(jī)。
4.尾旋事故
1966~1970年5年間,美國空軍因進(jìn)入尾旋(即螺旋)而墜毀飛機(jī)226架。20世紀(jì)60年代初投產(chǎn)的F—4“鬼怪式”戰(zhàn)斗機(jī),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(jī)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(jī),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(jìn)展。20世紀(jì)70年代末投產(chǎn)的F—16戰(zhàn)斗機(jī)號稱從未發(fā)生過尾旋事故,俄羅斯蘇—27飛機(jī)也做出了迎角超過110°的“眼鏡蛇機(jī)動”飛行,而未進(jìn)入失速尾旋。
5.艦上起降事故
1911年和1916年,美、英兩國飛機(jī)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(jìn)行的研究,誕生了航空母艦,并促進(jìn)了適合于在艦上起降的艦載飛機(jī)的改進(jìn)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(jī)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(jī),發(fā)現(xiàn)33架有同樣裂紋存在。進(jìn)一步的深入分析認(rèn)為,根本原因是疲勞壽命和“破損—安全”概念還不能保證飛機(jī)的飛行安全,從此,“損傷容限”概念在新的飛機(jī)設(shè)計規(guī)范中得以迅速推廣。這次事故還引出了“飛機(jī)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(rèn)識到飛機(jī)系統(tǒng)的單一通道設(shè)計不能保證系統(tǒng)功能的可靠實(shí)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(shí)現(xiàn)飛機(jī)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(shí)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(jī)操縱系統(tǒng)、機(jī)輪剎車系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等采用。
8.計算機(jī)參與飛機(jī)系統(tǒng)控制
技術(shù)進(jìn)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(fù)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(jī)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(jī)中,大量采用計算機(jī)參與復(fù)雜系統(tǒng)的信息處理,并使飛機(jī)的縱向操縱安全性等技術(shù)難點(diǎn)迎刃而解,飛機(jī)操作自動化水平進(jìn)入一個新階段,飛機(jī)的安全性水平也有了進(jìn)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(jìn)飛機(jī)的設(shè)計,提高飛機(jī)的安全性水平。
①查明事故原因。實(shí)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(jìn)行對事故原因的調(diào)查分析,就找不出或不承認(rèn)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(jìn)飛機(jī)的安全性。國際民航組織的《飛機(jī)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(jī)的耐墜毀性和機(jī)上人員的安全防護(hù)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(jī)的安全性水平。因此,調(diào)查飛機(jī)事故的目的是為了采取補(bǔ)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(dú)立的專職機(jī)構(gòu)承擔(dān)
由獨(dú)立的專職機(jī)構(gòu)承擔(dān)飛行事故的調(diào)查,這是一條原則。獨(dú)立的專職的飛行事故調(diào)查機(jī)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(dú)立的事故調(diào)查機(jī)構(gòu)只對事故調(diào)查結(jié)論的正確性負(fù)責(zé),對國家負(fù)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(dú)立的12個國家都一致認(rèn)為保持一個獨(dú)立的飛行事故調(diào)查機(jī)構(gòu)極其重要,都愿意出錢保持原蘇聯(lián)的航空安全機(jī)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(fù)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(jī)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(jī)構(gòu)的專家進(jìn)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(jìn)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(jìn)行。如果同時進(jìn)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(shí)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(jìn)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(jìn)行。
4.飛行事故調(diào)查中的“物證”分析必須由認(rèn)可的專職機(jī)構(gòu)承擔(dān)
在由獨(dú)立的專職機(jī)構(gòu)進(jìn)行飛行事故調(diào)查時,必須確認(rèn)該機(jī)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(dú)立的專職機(jī)構(gòu)進(jìn)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(rèn)可的機(jī)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(rèn)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(jī)發(fā)生事故的原因進(jìn)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(diǎn)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(jī)的事故調(diào)查結(jié)論意見應(yīng)向社會公布,軍航飛機(jī)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)由“事后調(diào)查”向事前預(yù)防的轉(zhuǎn)移。飛機(jī)“三性