張 娟,詹月玫,王詠梅
(中國直升機設計研究所,江西 景德鎮 333001)
2014-2016年世界直升機事故統計及分析
張 娟,詹月玫,王詠梅
(中國直升機設計研究所,江西 景德鎮 333001)
對2014-2016年間的世界直升機事故進行了統計,并從損傷程度、飛行階段、噸位級別、事故發生概率和事故誘因等多個方面和角度對直升機事故進行了分類統計和分析。比較分析了世界上保有量居前15位的機型的事故發生概率,并對統計分析結果進行了總結,提出相關建議。
直升機;事故;統計分析;安全性;世界保有量
直升機以其獨特的飛行性能,被廣泛應用到軍民領域。半個多世紀以來,直升機的應用已滲透到人類社會生活、經濟發展的眾多領域,并對人類社會生活、經濟、貿易產生了革命性的影響[1]。進入21世紀的這十幾年是直升機飛速發展的十幾年,根據對相關信息源的統計,2015年,世界直升機數量已達56344架(不包括儲備量和訂購量),其中軍機23282架,民機33062架,廣泛應用于人類生活的各個領域[2-3]。然而,伴隨著這令人矚目的現代直升機的飛躍發展,直升機事故也在不斷增加,并引起了人們的高度重視。
在國外,有專門的安全機構或分析小組對直升機事故進行全面綜合的分析,并開發專門的分析工具或采用各種技術措施對直升機事故進行分析[4],如最近比較熱門的采用數據挖掘技術進行的大數據分析方法[5]。
本文通過一些可獲得的信息源對2014-2016年期間的世界直升機事故進行統計,并利用一些數據分析手段對數據進行綜合分析,從飛行階段、軍民機類別、噸位級別以及常用機型等方面對這些事故進行分類分析,以供參考。
根據相關信息源統計,2014-2016年共發生了1370起直升機事故,死亡人數1251人[2-3]。其中,如表1所示,2014年事故次數為464起,死亡人數397人;2015年事故次數為507起,死亡人數464人;2016年事故次數399起,死亡人數390人。
直升機事故對直升機運營會造成極大影響,輕則帶來財產損失,重則造成機毀人亡。本文將直升機事故的損傷程度分為四類:1)輕微損傷,直升機受到輕微的可修復損傷,無人員傷亡;2)一般損傷,直升機受到一定程度的不可修復損傷,有人員受傷;3)嚴重損傷,直升機受到嚴重的大面積的不可修復損傷,有人員傷亡;4)完全被毀,直升機被完全毀掉,只剩殘骸,有人員傷亡。通過對2014-2016年世界直升機事故的統計分析,可以得出直升機事故損傷程度分布的情況,詳見圖1。從圖1可以看出,46%的事故為嚴重損傷,36%的事故為完全被毀,所以直升機事故造成的損傷往往是非常嚴重的。

表1 2014-2016年每月世界直升機事故
直升機飛行階段一般劃分為起飛/離場、飛行/作業和進場/著陸3個階段,但在地面開車時也經常有事故發生,本文將這部分事故納入起飛/離場階段事故。根據對2014-2016年世界直升機事故數據的統計,得出了各飛行階段的事故量及占比,詳見圖2。
發生在起飛/離場(包括地面開車)的事故量為150起,占事故總量的11%,是三個飛行階段中事故發生最少的。起飛/離場(含地面開車)階段的直升機姿態還不平穩,如果受到大風氣流或下行風的影響,比較容易發生槳葉或尾梁觸地及觸碰地面障礙物,甚至是槳葉打尾梁的事故,造成直升機側翻倒地甚至起火。這里值得一提的是,大型直升機與旁邊的小型直升機如果距離太近,前者帶來的氣流也可能會對后者造成影響。
發生在飛行/作業階段的事故最多,共有740起,占事故總量的54%。飛行/作業階段比較常見的直升機事故類型有不良氣象環境如極端天氣、能見度低等引起的墜毀事故,復雜地面環境引起的撞線、撞樹、撞山脊事故,多變空中環境引起的鳥撞、撞風箏事故,作業過程中系統故障如發動機故障、傳動系統故障、旋翼系統故障引起的迫降和墜毀事故等。
發生在進場/著陸的事故位列第二,共有480起,占35%。進場/著陸階段的事故較常見的是由于降落地條件不佳如沙漠地、雪地、山脊峭壁或鬧市高樓,從而導致機身觸地或撞擊建筑物。
軍機和民機由于在作業類型、飛行環境、飛行時間上有不同要求,所以二者的事故量存在一定差異。從2014-2016年世界直升機事故的統計分析來看,軍機事故量比民機事故量低(見圖3)。
如圖3所示,軍機事故425起,占事故總量的31%,死亡人數562人;民機事故945起,占事故總量的69%,死亡人數689人。前者的事故數和死亡人數均要少于后者。
2014-2016年的世界直升機事故中,不同噸位級別的直升機,事故量是不一樣的,小輕型直升機的事故往往多于其他噸位級別的直升機,詳情見圖4。
從圖4中可以看出,整體上,直升機的事故量隨著直升機噸位級別的增加而遞減。呈現這種趨勢有多種原因,其中最重要的兩個原因分別是:1)噸位級別低的小輕型直升機體型小、重量輕,在抗干擾能力和設計裕度上都低于中重型直升機;2)小輕型直升機一般都是單臺發動機構型,因而其抗風險能力大大下降。
在整體遞減的趨勢下,6-11噸級的位置呈現出一個低點,其原因為6-11噸級區間數量占比多的機型具有較高的安全性和可靠性或6-11噸級區間的機型數量偏少等。
5.1事故量居前十位的機型的事故發生概率
通過對2014-2016年世界直升機事故的統計分析,得出了事故量排在前10位的機型。表2對這10種機型按事故量由多到少依次進行排序,排在第1位的是羅賓遜公司的R44直升機,重量為1噸級,事故量159起。

表2 事故量前十位的機型
5.2世界保有量居前十五位的機型的事故發生概率
為了了解世界應用最廣泛的機型的安全性和可靠性,統計得出了各機型的世界保有量(不包括儲備量及訂購量)[3]。表3列出了世界保有量在前十五位的機型及其保有架數,同時還列出了這些機型在2014-2016年期間發生事故的架數。這里需要特別說明的是:在對該階段的事故統計分析過程中,沒有發現同一個編號的直升機重復發生事故的情況,所以這里將事故發生次數等同于事故發生架數,并將各機型的事故發生架數與其保有架數進行粗略計算,得出各機型的年事故發生概率,即該機型每年發生事故的架數占其總架數的比例。

表3 世界保有量前十五位機型的事故發生概率
從表3中可以看到,S-70,MD500,Bell412和Bell212等機型的年事故發生概率在0.5%以下,即這些機型每年只有少于0.5%的直升機發生事故;Bell205,Bell47和AH-64的年事故發生概率在0.5%~0.6%之間;年事故發生概率大于1.5%的機型有Mi17/Mi-8和AS350。導致Mi17/Mi-8事故發生概率高的原因有多種,其中最重要的一個原因是近幾年中東戰事頻繁,Mi-17在中東戰場的作戰架次多,作戰頻率高,從而出現較高的事故發生概率。
1) 惡劣天氣
惡劣天氣對于直升機的飛行安全的影響是致命性的,根據2014-2016年世界直升機數據的統計結果(詳見圖5),由惡劣天氣導致的軍民機直升機事故有78起,約占事故總數的6%。特別是有作戰任務需求的軍機,經常需要在一些惡劣天氣條件下飛行訓練,所以這也是導致軍機事故的一個常見的原因。惡劣天氣包括暴風雨雪、冰凍、大霧、強氣流、沙塵、能見度低等不良氣象環境。
2) 夜間飛行
夜間飛行由于視線條件差,雖然有如夜視鏡、頭盔紅外顯示器等多種輔助設備,但仍是造成直升機飛行事故的一個重要原因。發生于夜間飛行作業的軍民機直升機事故有82起,約占事故總數的6%。夜間飛行是軍機的常規訓練科目,而且在夜間飛行的同時往往要求軍機能同時在不利地理環境下飛行,所以夜間飛行也是導致軍機事故的主要原因之一。
3) 近地飛行(觸地或觸碰地面障礙物,撞線及撞樹)
近地飛行時非常容易發生直升機事故,統計結果(圖5)顯示有24%的直升機事故發生在近地飛行過程,其中15%是由于觸地或觸碰地面障礙物引起的。這類事故一般發生在起降過程及地面開車階段,此時直升機還處于不太平衡的狀態,如果突然起風或出現氣流,極易造成旋翼或尾梁觸地及觸碰地面障礙物。如果在高大建筑群中起降,如醫療救護作業,尤其容易觸碰高樓或其他大的障礙物。
另外10%是由于撞線和撞樹引起的,分別占7%和3%。撞線已經成為現代直升機飛行的一大殺手,細小的線纜不僅分布密集,形成網絡,還很難被發現,直升機一旦不小心撞入線纜區,后果不堪設想。盡管很多直升機上都會安裝線纜探測器和線纜切割器,但撞擊線纜造成的事故數量還是居高不下,僅此一項就占所有事故的7%。經常進行農業噴灑、搜索救援和醫療救護等作業的直升機容易發生撞線和撞樹的事故,因為這類作業不僅需要低空飛行,而且飛行時間長,飛行范圍廣,如果對飛行區域不是足夠了解,就很容易發生這類事故。所以建議與電信電力部門合作,及時獲取最新的線纜分布圖,防止誤入線纜區。
4) 系統故障
在飛行作業中發生的事故有很大一部分緣于直升機自身的系統故障。根據2014-2016年的統計結果(圖5),查明事故原因的,可以確定有19%的直升機事故都是由于系統故障造成的。系統故障中排在第一位的是發動機故障,9%的直升機事故是由發動機故障引起的;2%的事故是由旋翼轉速下降引起的,后者的部分事故原因也可能來自于發動機;5%的事故是由于直升機失控引起的,直升機失控有很多種原因,其中電氣、飛控是首當其沖被懷疑的系統;還有3%的直升機事故是由于其他系統故障造成的。
5) 起降環境
起降環境是影響直升機飛行的一個重要因素,有46%(詳見圖2)的直升機事故發生于起降階段。直升機的一個重要特點是野外飛行,野外環境沙塵大,雜草和小石子多,且經常需要在雪地、沙地、河床等不平或松軟的地面進行著陸,沙石容易損傷槳葉和發動機進氣道,降低環境能見度,軟地面容易造成直升機下陷、傾斜,導致尾梁觸地或旋翼打地等事故。
通過上述統計和分析,得出了以下幾點結論:
1)82%的直升機事故損傷程度都在嚴重以上,其中36%是徹底被毀。54%發生在飛行作業階段。由此可見,直升機事故的后果通常都是非常嚴重的,而且飛行作業階段是最容易發生事故的階段。
2)直升機的事故量隨著直升機噸位級別的增加而遞減,62%的事故發生在2噸以下的直升機。在整體遞減的趨勢下,6-11噸級的位置呈現出一個低點,其中的原因是6-11噸級的直升機中數量占比多的機型具有較高的安全性和可靠性且6-11噸級的機型數量偏少等。
事故量排在前三位的機型是R44、AS350和Bell206,分別為159起、133起和131起。在全球保有量居前15位的直升機中,S-70,Bell205,Bell47和AH-64的年事故發生率較低,均在在0.6%以下;Mi17/Mi-8和AS350年事故發生率較高,均大于1.5%。
3)容易引發直升機事故的幾大誘因有惡劣天氣、夜間飛行、觸地或觸碰地面障礙物、撞線以及發動機故障、電氣和飛控系統故障引起的直升機失控等。
由此,提出以下幾點建議供參考:
1)當直升機在惡劣天氣、夜間、高樓區或野外環境飛行時,要特別警惕安全事故的發生??梢酝ㄟ^專項飛行訓練或模擬器訓練,加強飛行員應對各種不良飛行環境的能力。同時加強機場氣象臺對氣象環境的監測,對直升機進行實時跟蹤和通報。
2)重視關鍵系統的安全性和可靠性,加強關鍵部件的檢查和監控。與電信電力部門溝通合作,及時獲取并更新線纜分布圖,并在直升機上安裝線纜感應器和切割器。
3)重視直升機安全性和可靠性的分析,做到與研制進程同步,在設計初期就將安全性和可靠性的理念納入設計思想。
[1] 鄒元振,孫文勝.民用直升機飛行事故分析及對策[J].直升機技術,2007(4):58-64.
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[3] Royce J R.FORECAST INTERNATIONAL-Rotorcraft Forecast[R].DMS,January 2014.
[4] 貢 慧,黃傳躍,曹喜金.2013年世界直升機事故統計與分析[J].直升機技術,2014(4):60-65.
[5] ArockiaABC,VivekanandamVS,AntonyABA,et al.Large-scale data analysis on aviation accident database using different data mining techniques[J].THE AERONAUTICAL JOURNAL,2016(120):1849-1866.
HelicopterAccidentStatisticsandAnalysisoftheWorldin2014-2016
ZHANG Juan,ZHAN Yuemei,WANG Yongmei
(China Helicopter Research and Development Institute,Jingdezhen 333001,China)
The helicopter accident of the world in 2014-2016 was counted,classified statistics and analysis was carried out according to damage severity,different flight phase,weight class,accident probability and accident inducement.The accident probability of the world amount Top 15 helicopter types was analyzed,the results of statistics and analysis were summarized,some relative suggestions were offered.
helicopter;accident;statistics and analysis;safety;world amount
2016-10-21
張 娟(1986-),女,江西省贛州市人,碩士,工程師,主要研究方向:直升機情報研究。
1673-1220(2017)03-068-05
V328.2;V275+.1
A文獻標識碼:A