軍用飛機是如何確保全性的？

高 卓 / 文

自從導(dǎo)致157人罹難的埃航空難發(fā)生以來，由此次空難的主角——波音737MAX飛機引發(fā)的民航飛機安全性問題，不僅在業(yè)內(nèi)引發(fā)了大討論，也成為近期民間熱議的話題。那么相比民航飛機，機載設(shè)備更加復(fù)雜、飛行環(huán)境更加多變的軍用飛機，其安全性又如何呢？

在軍機領(lǐng)域，有一個比安全性更常被提及的名詞——可靠性。這兩個名詞看上去很相似，都是飛機的一種固有屬性。但安全性的核心在于飛機不發(fā)生事故，而可靠性則更多與飛機規(guī)定功能的實現(xiàn)有關(guān)。對于飛機來說，一些功能無法可靠運行就會影響安全，那么此時這些可靠性問題確實等同于安全性問題，如飛機的飛行控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和起落架系統(tǒng)等。

那么飛機安全性的提高，是否簡單等同于提高飛機各部件/系統(tǒng)的可靠性呢？這里必須明確的是，可靠性都有限定條件，即產(chǎn)品在規(guī)定的條件、規(guī)定的時間內(nèi)不失效。而人為操作錯誤，或使用超期，或維護不當(dāng)?shù)仍蛞l(fā)的事故，都與可靠性無關(guān)，但卻是實實在在的安全性問題。也就是說，分析安全性，必須考慮正常使用條件之外的情況；特別對于使用條件復(fù)雜多變的軍機來說，更是如此。

另外，安全性并不一定需要通過部件超高的可靠性來實現(xiàn)，例如飛機采用多發(fā)動機設(shè)計，就能夠在單臺發(fā)動機并不具備超高可靠性的條件下，使得動力系統(tǒng)整體具備較高的安全性。這種通過相應(yīng)設(shè)計手段，使得部件失效后，對飛機整體安全性的影響降到最低的方法，被稱為“失效-安全”設(shè)計。所以，提升軍用飛機的安全性，解決部件/系統(tǒng)的可靠性只是其中一部分工作，還需要綜合運用包括民航領(lǐng)域的“適航”概念在內(nèi)的各種思路方法。

目前世界各國的大型軍用飛機，特別是運輸機、加油機和預(yù)警機等特種飛機，在設(shè)計制造上往往和大型民用飛機有著相同性，一些型號甚至就是在民用飛機的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。因此將這類大型軍用飛機與民用飛機的安全性進行比較時，會讓我們對軍用飛機的安全性特點有更加明確的了解。

美國空軍戰(zhàn)略空運的主力——C-17大型運輸機和波音系列客機同為波音公司生產(chǎn)，該機自從1995年進入美國空軍服役以來，共制造279架，和波音767-200/200ER型客機數(shù)量相當(dāng)。目前為止，該機最嚴重的一起事故發(fā)生在2010年7月28日，當(dāng)時美國空軍一架C-17在阿拉斯加舉辦的一次航展上進行飛行表演時，飛行員過度信任自身的技術(shù)與飛機性能，無視飛控系統(tǒng)發(fā)出的失速警告，在爬升中猛烈向右急轉(zhuǎn)，導(dǎo)致飛機失速墜毀，機上4人全部喪生。

C-17的其他幾次事故，均未造成飛機徹底毀壞。除了與起落架收放失效有關(guān)的兩起，以及在伊拉克被地對空導(dǎo)彈擊中的一起之外，剩下幾次均與機組對機場條件判斷有誤相關(guān)。由于C-17具備良好的短距起降能力，這使得機組往往認為即使較短的跑道也不影響其正常操作，但由于當(dāng)時天氣、飛機載重等因素的影響，導(dǎo)致飛機此時的操縱性能與機組認為的性能有一定差距，使得飛機在起降中沖出跑道，機體局部損壞。

而在波音767-200/200ER的典型事故中，除了幾次屬于不可抗力的劫機事件（如9·11恐怖襲擊事件中撞擊大樓的波音767）之外，則以2002年4月15日，中國國際航空公司129號班機在韓國釜山機場墜毀，導(dǎo)致129人遇難、37人受傷的那次空難最為嚴重。盡管在這次事故中，中方機組和韓方塔臺管制均有一定責(zé)任，但天氣惡劣這一主因也是在各方調(diào)查中均被認可的。

對比可見，相比同等級民用飛機，大型軍用飛機特別是軍用運輸機，更加重視在惡劣天氣、簡易機場等不利環(huán)境下的操作能力，甚至要求在重載、強風(fēng)乃至機體部分受損的情況下仍能安全使用，以提升其作戰(zhàn)能力。這種優(yōu)化雖然本意是好的，但有時也使得機組容易產(chǎn)生對飛機性能的過度信任，反而導(dǎo)致了一些事故的發(fā)生。

而在采用民用飛機平臺改裝的軍用飛機上，由于不需要過度考慮維護成本對經(jīng)濟性的影響，反而使得一些有著安全性不高“惡名”的飛機，在“參軍”之后反而提升了安全性。如蘇制圖-154型客機，該機在維護便利性設(shè)計上就考慮不周，甚至因缺乏插口防呆設(shè)計，而極易出現(xiàn)因航空插頭安裝錯誤而導(dǎo)致飛機失控的情況。這使得圖-154系列無論在蘇聯(lián)/俄羅斯民航部門還是在海外的服役記錄都不佳，多次發(fā)生墜機事故，現(xiàn)在已經(jīng)很少執(zhí)行航班。

但在中國空軍，依靠我軍機務(wù)保障人員的認真負責(zé)和辛勤付出，該型飛機不僅安全服役至今，而且曾參加過東海防空識別區(qū)巡邏、搜尋馬航MH370航班殘骸等重大任務(wù)，反而充分發(fā)揮了圖-154飛機平臺的性能優(yōu)勢。這正是“安全性并不一定需要通過部件超高的可靠性來實現(xiàn)”的例子。

反之，在軍機事故頻發(fā)的印度，由于維護保障不力，即使是一些有著皮實可靠名聲的戰(zhàn)機，往往也會“晚節(jié)不保”。比如曾參加過蘇聯(lián)入侵阿富汗戰(zhàn)爭，在戰(zhàn)爭中被公認為堅固耐用、安全性很高的米格-27，自從20世紀80年代由印度斯坦航空公司（HAL）按許可證生產(chǎn)以來，在印度空軍的服役歷程中反倒事故頻發(fā)。

米格-27的變后掠翼布局，本身就意味著更多需要精心維護的可動部件，但始終難以保證的生產(chǎn)質(zhì)量和維護水平，使得這些直接關(guān)系到飛行安全的部件的可靠性難以保證。加之米格-27又是一架單發(fā)布局，且經(jīng)常要在低空飛行的飛機，使得出現(xiàn)險情時飛行員的處理冗余度不足，很難有足夠的時間排除故障。

盡管印度空軍近期已經(jīng)決定徹底退役米格-27，但由于新機換裝仍需時間，剩下的米格-27還要繼續(xù)服役幾年。而隨著這些米格-27進入生涯末期，飛機上由印度自行生產(chǎn)的零部件，相比蘇制原品的壽命差距也逐漸顯露。在飛機的安全性設(shè)計中，各主要部件的壽命應(yīng)當(dāng)盡可能一致，而這些“印度制造”的“早衰”，顯然也不是米格-27設(shè)計時能考慮到的問題。

總之，這些因素都使得印度空軍米格-27機隊近年來的事故頻率進一步上升。僅在2019年2月和3月，就又有兩架米格-27墜毀。為了替換米格-27，以及印度空軍另一款事故頻發(fā)的老舊蘇制戰(zhàn)斗機米格-21，印度正在引進法國制造的“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機。這款戰(zhàn)機具備良好的對空、對地作戰(zhàn)性能，既是法國空軍的主力戰(zhàn)機，改進型也用于法國海軍的“戴高樂”號航空母艦上，機載設(shè)備非常復(fù)雜，因此達索公司在設(shè)計該機時就十分強調(diào)安全性。

根據(jù)達索公司的宣傳資料，每架“陣風(fēng)”僅需8名維護人員即可保障，是典型第三代戰(zhàn)斗機的一半左右，降落后再出動時間僅為15分鐘。這是因為該機在研制期間就要求主要機載設(shè)備具備自檢功能，所有系統(tǒng)都由IHUMS（狀態(tài)與使用綜合監(jiān)控系統(tǒng)）進行實時監(jiān)控，維護人員可以通過IHUMS對機體的部件進行單個跟蹤，監(jiān)控疲勞情況，便于及時修理，大大減少了對地面保障設(shè)備的需求，減輕了維護人員的負擔(dān)。

該機使用兩臺M88-3型加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，盡管推力性能不算十分突出，但該發(fā)動機強調(diào)“單元體”設(shè)計思想，確保出現(xiàn)故障時能將故障范圍控制在單元體范圍內(nèi)，降低發(fā)動機出現(xiàn)不可逆失效的概率，更不會影響到另一臺發(fā)動機，盡可能使飛機能夠平安返航。維修時只需要將故障單元體或部件送交修理即可，單元體更換后也不需要做整體檢測。

另外，“陣風(fēng)”的數(shù)字式電傳飛行控制系統(tǒng)，通過任務(wù)計算機的精確控制，能夠自動鎖定飛機在不同速度和高度下的“操縱邊界”，不會因為飛行員的錯誤操作導(dǎo)致進入失速、螺旋的危險情況。另外在飛機處于不同重量和掛載的情況下，飛行控制系統(tǒng)也會自動調(diào)節(jié)“操縱邊界”的范圍，降低了人為因素導(dǎo)致飛機出現(xiàn)安全問題的可能性。

由于基本實現(xiàn)了維修便利性、系統(tǒng)可靠性和降低人為干擾性等要求，“陣風(fēng)”在安全性領(lǐng)域的表現(xiàn)較為出色。服役以來，“陣風(fēng)”的4次事故中，1次是飛行員出現(xiàn)了天地判斷錯誤（學(xué)名為“空間定向力障礙”）；1次是兩機空中相撞；1次是飛行員調(diào)整油箱供油次序時失誤，導(dǎo)致發(fā)動機停車；只有1次是由飛機本身故障所致。

正如各家航空公司一樣，各國軍方同樣希望手中的戰(zhàn)機能夠更加安全。因此，面對更加復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境，自身也變得越來越復(fù)雜的現(xiàn)代軍機，在安全性領(lǐng)域的探索仍然沒有止境。例如，隨著軍用無人機技術(shù)的不斷發(fā)展，在這類飛機的安全性研究中，人為因素的調(diào)整會產(chǎn)生怎樣的變化，就是當(dāng)前各國航空工業(yè)探討的一個重要話題。但可以肯定的是，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，只要本著安全性設(shè)計的目標(biāo)，終究會使得飛機變得更加安全，而不是相反。