2014-2016年世界直升机事故统计及分析

2017-09-15 01:29:04詹月玫王咏梅
直升机技术 2017年3期
关键词:线缆机型直升机

张 娟,詹月玫,王咏梅

(中国直升机设计研究所,江西 景德镇 333001)

2014-2016年世界直升机事故统计及分析

张 娟,詹月玫,王咏梅

(中国直升机设计研究所,江西 景德镇 333001)

对2014-2016年间的世界直升机事故进行了统计,并从损伤程度、飞行阶段、吨位级别、事故发生概率和事故诱因等多个方面和角度对直升机事故进行了分类统计和分析。比较分析了世界上保有量居前15位的机型的事故发生概率,并对统计分析结果进行了总结,提出相关建议。

直升机;事故;统计分析;安全性;世界保有量

0 引言

直升机以其独特的飞行性能,被广泛应用到军民领域。半个多世纪以来,直升机的应用已渗透到人类社会生活、经济发展的众多领域,并对人类社会生活、经济、贸易产生了革命性的影响[1]。进入21世纪的这十几年是直升机飞速发展的十几年,根据对相关信息源的统计,2015年,世界直升机数量已达56344架(不包括储备量和订购量),其中军机23282架,民机33062架,广泛应用于人类生活的各个领域[2-3]。然而,伴随着这令人瞩目的现代直升机的飞跃发展,直升机事故也在不断增加,并引起了人们的高度重视。

在国外,有专门的安全机构或分析小组对直升机事故进行全面综合的分析,并开发专门的分析工具或采用各种技术措施对直升机事故进行分析[4],如最近比较热门的采用数据挖掘技术进行的大数据分析方法[5]。

本文通过一些可获得的信息源对2014-2016年期间的世界直升机事故进行统计,并利用一些数据分析手段对数据进行综合分析,从飞行阶段、军民机类别、吨位级别以及常用机型等方面对这些事故进行分类分析,以供参考。

1 概况

根据相关信息源统计,2014-2016年共发生了1370起直升机事故,死亡人数1251人[2-3]。其中,如表1所示,2014年事故次数为464起,死亡人数397人;2015年事故次数为507起,死亡人数464人;2016年事故次数399起,死亡人数390人。

直升机事故对直升机运营会造成极大影响,轻则带来财产损失,重则造成机毁人亡。本文将直升机事故的损伤程度分为四类:1)轻微损伤,直升机受到轻微的可修复损伤,无人员伤亡;2)一般损伤,直升机受到一定程度的不可修复损伤,有人员受伤;3)严重损伤,直升机受到严重的大面积的不可修复损伤,有人员伤亡;4)完全被毁,直升机被完全毁掉,只剩残骸,有人员伤亡。通过对2014-2016年世界直升机事故的统计分析,可以得出直升机事故损伤程度分布的情况,详见图1。从图1可以看出,46%的事故为严重损伤,36%的事故为完全被毁,所以直升机事故造成的损伤往往是非常严重的。

表1 2014-2016年每月世界直升机事故

2 不同飞行阶段的事故统计与分析

直升机飞行阶段一般划分为起飞/离场、飞行/作业和进场/着陆3个阶段,但在地面开车时也经常有事故发生,本文将这部分事故纳入起飞/离场阶段事故。根据对2014-2016年世界直升机事故数据的统计,得出了各飞行阶段的事故量及占比,详见图2。

发生在起飞/离场(包括地面开车)的事故量为150起,占事故总量的11%,是三个飞行阶段中事故发生最少的。起飞/离场(含地面开车)阶段的直升机姿态还不平稳,如果受到大风气流或下行风的影响,比较容易发生桨叶或尾梁触地及触碰地面障碍物,甚至是桨叶打尾梁的事故,造成直升机侧翻倒地甚至起火。这里值得一提的是,大型直升机与旁边的小型直升机如果距离太近,前者带来的气流也可能会对后者造成影响。

发生在飞行/作业阶段的事故最多,共有740起,占事故总量的54%。飞行/作业阶段比较常见的直升机事故类型有不良气象环境如极端天气、能见度低等引起的坠毁事故,复杂地面环境引起的撞线、撞树、撞山脊事故,多变空中环境引起的鸟撞、撞风筝事故,作业过程中系统故障如发动机故障、传动系统故障、旋翼系统故障引起的迫降和坠毁事故等。

发生在进场/着陆的事故位列第二,共有480起,占35%。进场/着陆阶段的事故较常见的是由于降落地条件不佳如沙漠地、雪地、山脊峭壁或闹市高楼,从而导致机身触地或撞击建筑物。

3 军民机事故统计分析

军机和民机由于在作业类型、飞行环境、飞行时间上有不同要求,所以二者的事故量存在一定差异。从2014-2016年世界直升机事故的统计分析来看,军机事故量比民机事故量低(见图3)。

如图3所示,军机事故425起,占事故总量的31%,死亡人数562人;民机事故945起,占事故总量的69%,死亡人数689人。前者的事故数和死亡人数均要少于后者。

4 不同吨位级别直升机事故的统计分析

2014-2016年的世界直升机事故中,不同吨位级别的直升机,事故量是不一样的,小轻型直升机的事故往往多于其他吨位级别的直升机,详情见图4。

从图4中可以看出,整体上,直升机的事故量随着直升机吨位级别的增加而递减。呈现这种趋势有多种原因,其中最重要的两个原因分别是:1)吨位级别低的小轻型直升机体型小、重量轻,在抗干扰能力和设计裕度上都低于中重型直升机;2)小轻型直升机一般都是单台发动机构型,因而其抗风险能力大大下降。

在整体递减的趋势下,6-11吨级的位置呈现出一个低点,其原因为6-11吨级区间数量占比多的机型具有较高的安全性和可靠性或6-11吨级区间的机型数量偏少等。

5 世界应用最广泛机型的事故发生概率

5.1事故量居前十位的机型的事故发生概率

通过对2014-2016年世界直升机事故的统计分析,得出了事故量排在前10位的机型。表2对这10种机型按事故量由多到少依次进行排序,排在第1位的是罗宾逊公司的R44直升机,重量为1吨级,事故量159起。

表2 事故量前十位的机型

5.2世界保有量居前十五位的机型的事故发生概率

为了了解世界应用最广泛的机型的安全性和可靠性,统计得出了各机型的世界保有量(不包括储备量及订购量)[3]。表3列出了世界保有量在前十五位的机型及其保有架数,同时还列出了这些机型在2014-2016年期间发生事故的架数。这里需要特别说明的是:在对该阶段的事故统计分析过程中,没有发现同一个编号的直升机重复发生事故的情况,所以这里将事故发生次数等同于事故发生架数,并将各机型的事故发生架数与其保有架数进行粗略计算,得出各机型的年事故发生概率,即该机型每年发生事故的架数占其总架数的比例。

表3 世界保有量前十五位机型的事故发生概率

从表3中可以看到,S-70,MD500,Bell412和Bell212等机型的年事故发生概率在0.5%以下,即这些机型每年只有少于0.5%的直升机发生事故;Bell205,Bell47和AH-64的年事故发生概率在0.5%~0.6%之间;年事故发生概率大于1.5%的机型有Mi17/Mi-8和AS350。导致Mi17/Mi-8事故发生概率高的原因有多种,其中最重要的一个原因是近几年中东战事频繁,Mi-17在中东战场的作战架次多,作战频率高,从而出现较高的事故发生概率。

6 常见事故原因

1) 恶劣天气

恶劣天气对于直升机的飞行安全的影响是致命性的,根据2014-2016年世界直升机数据的统计结果(详见图5),由恶劣天气导致的军民机直升机事故有78起,约占事故总数的6%。特别是有作战任务需求的军机,经常需要在一些恶劣天气条件下飞行训练,所以这也是导致军机事故的一个常见的原因。恶劣天气包括暴风雨雪、冰冻、大雾、强气流、沙尘、能见度低等不良气象环境。

2) 夜间飞行

夜间飞行由于视线条件差,虽然有如夜视镜、头盔红外显示器等多种辅助设备,但仍是造成直升机飞行事故的一个重要原因。发生于夜间飞行作业的军民机直升机事故有82起,约占事故总数的6%。夜间飞行是军机的常规训练科目,而且在夜间飞行的同时往往要求军机能同时在不利地理环境下飞行,所以夜间飞行也是导致军机事故的主要原因之一。

3) 近地飞行(触地或触碰地面障碍物,撞线及撞树)

近地飞行时非常容易发生直升机事故,统计结果(图5)显示有24%的直升机事故发生在近地飞行过程,其中15%是由于触地或触碰地面障碍物引起的。这类事故一般发生在起降过程及地面开车阶段,此时直升机还处于不太平衡的状态,如果突然起风或出现气流,极易造成旋翼或尾梁触地及触碰地面障碍物。如果在高大建筑群中起降,如医疗救护作业,尤其容易触碰高楼或其他大的障碍物。

另外10%是由于撞线和撞树引起的,分别占7%和3%。撞线已经成为现代直升机飞行的一大杀手,细小的线缆不仅分布密集,形成网络,还很难被发现,直升机一旦不小心撞入线缆区,后果不堪设想。尽管很多直升机上都会安装线缆探测器和线缆切割器,但撞击线缆造成的事故数量还是居高不下,仅此一项就占所有事故的7%。经常进行农业喷洒、搜索救援和医疗救护等作业的直升机容易发生撞线和撞树的事故,因为这类作业不仅需要低空飞行,而且飞行时间长,飞行范围广,如果对飞行区域不是足够了解,就很容易发生这类事故。所以建议与电信电力部门合作,及时获取最新的线缆分布图,防止误入线缆区。

4) 系统故障

在飞行作业中发生的事故有很大一部分缘于直升机自身的系统故障。根据2014-2016年的统计结果(图5),查明事故原因的,可以确定有19%的直升机事故都是由于系统故障造成的。系统故障中排在第一位的是发动机故障,9%的直升机事故是由发动机故障引起的;2%的事故是由旋翼转速下降引起的,后者的部分事故原因也可能来自于发动机;5%的事故是由于直升机失控引起的,直升机失控有很多种原因,其中电气、飞控是首当其冲被怀疑的系统;还有3%的直升机事故是由于其他系统故障造成的。

5) 起降环境

起降环境是影响直升机飞行的一个重要因素,有46%(详见图2)的直升机事故发生于起降阶段。直升机的一个重要特点是野外飞行,野外环境沙尘大,杂草和小石子多,且经常需要在雪地、沙地、河床等不平或松软的地面进行着陆,沙石容易损伤桨叶和发动机进气道,降低环境能见度,软地面容易造成直升机下陷、倾斜,导致尾梁触地或旋翼打地等事故。

7 结论

通过上述统计和分析,得出了以下几点结论:

1)82%的直升机事故损伤程度都在严重以上,其中36%是彻底被毁。54%发生在飞行作业阶段。由此可见,直升机事故的后果通常都是非常严重的,而且飞行作业阶段是最容易发生事故的阶段。

2)直升机的事故量随着直升机吨位级别的增加而递减,62%的事故发生在2吨以下的直升机。在整体递减的趋势下,6-11吨级的位置呈现出一个低点,其中的原因是6-11吨级的直升机中数量占比多的机型具有较高的安全性和可靠性且6-11吨级的机型数量偏少等。

事故量排在前三位的机型是R44、AS350和Bell206,分别为159起、133起和131起。在全球保有量居前15位的直升机中,S-70,Bell205,Bell47和AH-64的年事故发生率较低,均在在0.6%以下;Mi17/Mi-8和AS350年事故发生率较高,均大于1.5%。

3)容易引发直升机事故的几大诱因有恶劣天气、夜间飞行、触地或触碰地面障碍物、撞线以及发动机故障、电气和飞控系统故障引起的直升机失控等。

由此,提出以下几点建议供参考:

1)当直升机在恶劣天气、夜间、高楼区或野外环境飞行时,要特别警惕安全事故的发生。可以通过专项飞行训练或模拟器训练,加强飞行员应对各种不良飞行环境的能力。同时加强机场气象台对气象环境的监测,对直升机进行实时跟踪和通报。

2)重视关键系统的安全性和可靠性,加强关键部件的检查和监控。与电信电力部门沟通合作,及时获取并更新线缆分布图,并在直升机上安装线缆感应器和切割器。

3)重视直升机安全性和可靠性的分析,做到与研制进程同步,在设计初期就将安全性和可靠性的理念纳入设计思想。

[1] 邹元振,孙文胜.民用直升机飞行事故分析及对策[J].直升机技术,2007(4):58-64.

[2] ELFANap REES.Accident Spot[J].Helicopter International.2014-2017,37-39(1-6).

[3] Royce J R.FORECAST INTERNATIONAL-Rotorcraft Forecast[R].DMS,January 2014.

[4] 贡 慧,黄传跃,曹喜金.2013年世界直升机事故统计与分析[J].直升机技术,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

张 娟(1986-),女,江西省赣州市人,硕士,工程师,主要研究方向:直升机情报研究。

1673-1220(2017)03-068-05

V328.2;V275+.1

A文献标识码:A

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