费景荣,李冀鑫,雷卫东
(海军航空大学 航空基础学院,山东 烟台 264000)
飞机起降是高风险的飞行阶段[1],被称为“危险的11分钟”。其中“冲、偏、掉”是起降阶段由于飞行员发现与修正偏差不及时、偏差积累过大而造成的典型安全问题[2]。这类问题发生概率较高,具有一定的“顽症”特性,对岛礁机场、短窄跑道等特殊场地风险更大[3]。实际飞行中,“冲、偏、掉”既相对独立,又因同处于起降阶段而存在关联,如某机减速伞放不出或意外掉伞时易冲出跑道;而有侧风、伞异常时处置不当更易偏出跑道[4-5]。再如,刹车使用不当,既是冲出跑道的重要原因,也可能导致偏出跑道[6]。又如,为防止掉在场外而使接地点过于靠前及下滑速度大,也易冲出跑道。
鉴于起降“冲、偏、掉”之间的关联性与复杂性,不少飞行、指挥、维护、机关人员对此掌握不全、不深,本文以某机为例,根据现代飞行安全理论,以风险管控为目标,围绕人、机、环三个因素,对这三个问题分别识别危险源,共同评估风险等级,系统提出风险防范与管控对策。
现代安全理论中危险源的识别方法主要包括:安全检查表法[7-8],其基于系统结构,编制检查表时,先梳理系统和工作流程,用SHEL(人、软件、硬件、环境)模型编制出“网”;然后,列出流程所有可能的风险。目标推导法是基于运行流程,将流程目标偏离的若干情况作为危险后果,向前查找危险源。要素推导法是基于运行流程,将流程要素的不稳定作为危险后果,向前查找危险源。此外,还有事件推导法、故障树分析法等。
上述方法既各自独立又有联系,如都与运行流程有关。本文是以安全检查表法为主,根据有关事件,并结合其他方法进行的。以起飞、着陆冲出跑道为例,危险源的识别结果如表1、表2所示。
风险评定矩阵是目前一种成熟、实用的飞行安全风险评估工具[8-9],包括可能性、严重性两个方面,用相应分值表示。
表1 起飞冲出跑道的危险源
表2 着陆冲出跑道的危险源
其中,分值25~15为不可容忍范围,应尽最大可能、采用多种手段以降低风险;12~6为可容忍范围,应视情况制定风险控制措施;5~1为可接受范围,应在技术可行、成本合理的条件下,进一步降低风险等级。
本文用两种方法分析可能性:一是趋势分析法,即通过有关事件统计数据的趋势分析,预测危险源的可能性分值。二是经验分析法,充分利用专家的经验,结合现有的控制措施和机制,并考虑危险源的环境、条件进行推断。严重性分析主要也采用两种方法:一是经验分析法;二是条件概率推导法。
(1)冲出跑道的不安全事件的分析
某机近年来起降过程冲出跑道事件4起,其中2起主要原因是伞未放出,1起主要是放伞延迟,另1起是操纵系统故障引起,减速效果差导致。
(2)偏出跑道的不安全事件的分析
对某机8起侧风着陆偏出跑道事件分析表明,主要存在四方面特点:第一,90%以上都有侧风;第二,近半数减速伞异常;第三,刹车修偏动作不规范较普遍;第四,绝大多数在滑跑一定距离后顺侧风偏,后持续偏出跑道。
从飞行品质角度看,由于该机采用短尾臂布局,且前机身长、两侧扁平,方向稳定性较弱;同时,后掠、上单翼布局使横侧稳定性相对较强,即本体的侧向稳定性匹配不理想。尤其在着陆放大角度襟翼、贴地条件下,横侧稳定性更强,机头更易顺侧风偏。同时,该机主轮距较小,差动刹车修偏能力弱;只有在滑跑速度小于一定值才允许操纵前轮转弯。所以中小速滑跑修偏能力弱,且飞机绕立轴的转动惯量较大,加之差动刹车操纵容错性低,因而具有“易偏难修”的特点。此外,减速伞异常引起的附加力矩对保持滑跑方向影响较大。可见,该机侧风着陆“易偏难修”的根本原因在于“着陆滑跑抗侧风能力弱与操纵修偏能力低”之间的矛盾,放伞异常和操纵偏差则起“催化”作用。
综上所述,导致起降“冲、偏、掉”的基本原因是,影响因素多,有关人员掌握欠全、欠深,对策欠系统、不够有效。其中,“冲、偏”的重要诱因则是减速伞异常及刹车不当。
根据上述不安全事件的分析,结合经验法可得到起降“冲、偏、掉”的风险评估结果,见表3。
应根据“规避、减小及风险隔离”的风险控制战略,从“人、机、环、管”四方面着力,坚持“系统防范与重点防范相结合、组织监管与人的主动性相结合、技术措施与人的认知相结合、完善程序与改进设备相结合”的风险管控原则,具体还应把握五个重点问题。
(1)针对减速伞等重点系统,强化针对性防范措施。
表3表明,伞减速异常的风险指数(20)最高,刹车系统异常的风险指数(12)也较高,因而应从减速伞、刹车系统的维护、使用等方面入手,强化针对性防范措施。比如,针对减速伞使用中发生的“误抛、不能正常放出”等典型问题,结合冲出跑道的预防进行专题研究,通过采取完善飞行员应急操纵方法(“等(想)、看、动、查”),完善放伞手型、动作(即放伞时拇指张开,虎口卡住中央仪表板左上方的遮阳板上,其余四指并拢,微弯曲,利用食指中部的位置向上扳动电门并保持3s以上),规范地面安装、维护程序等对策加以应对。
(2)针对管理、决策中的高风险问题,提供有效的防范工具。
第一,编写《某机特殊场地起降“冲、偏、掉”技术防范手册》,内容主要包括含有关危险源及风险等级和防范对策、典型事例分析、相关基础理论等,以使各类人员特别是领导机关更加全面地掌握、有效管控风险。第二,研制“中断起飞决断速度(V1)计算软件”。V1是影响起飞安全关键数据[10],但该数据与起飞重量、速度、气温、湿度、风速风向等多种因素有关,而有关资料提供的V1数据多基于标准条件,飞行员难以全面、准确掌握[11-12],因而研制实时计算软件是航空界的共识,国外在此方面进展较快[13]。
表3 起降“冲、偏、掉”危险识别与安全风险管理日志
(3)针对操纵中的高风险问题,注重完善程序和改进装备。
操纵中的高风险问题主要涉及重点数据、重点动作、有关理念等。其中,重点数据包括决断速度、着陆接地速度等;重点动作如着陆下滑速度控制等;中断起飞时减速及时性、准确性;飞行理念如“该复飞就复飞”,即在着陆过程中偏差大、超过规定,要立即复飞,绝不勉强。
防范措施主要涉及理论教育、典型事例剖析、理论考试、特情准备、训练质量监控等。以针对性理论教育为例,即针对高风险等级的危险源、常见的片面认知、不当操纵习惯等典型问题,通过计算和分析形成科学结论,组织专题理论教育,以增强按章操作的自觉性、对隐患的敏感性。如通过理论教育、培训,使飞行员深刻认识到着陆时“用姿势修正目测、造成小姿势大速度接地”、“中断起飞犹豫不决”、接地速度过大的危害;通过气动减速与刹车减速的试验结果的对比,使飞行员能选择更合理的减速措施。有关设备、飞机操稳特性等方面的不足,应通过完善操纵步骤或增加技巧加以补偿。这些措施经过实践验证后,应及时进入手册、教材,上升到法规层面,以便起到长久作用。同时必须认识到,人为飞行差错难以完全避免;而设备容错性低、质量不佳等设计缺陷处于问题的源头,属深层次原因。因而注重有关设备的改进、升级才是保证安全的根本性措施。
(4)注重对飞行员非技术能力的评估与监控。尽管人的适应力很强,但也受到大量变数的制约,特别是心理对飞行员非技术能力的影响无时不在、无事不在,因而应构建科学的评估、监控系统,对飞行员的身体(体力、视力和听力)、生理(疾病、烟酒、药物、压力、疲劳)、心理(家庭、社会、工作、培训、知识)、技术(技术水平、间断时间等)等非技术能力进行有效的评估与监控[14-15]。
(5)注重验收安全风险管控措施的效果及对残余风险、衍生风险的评估。
参考国际民用航空组织《安全管理手册》中的有关内容,建立起降“冲、偏、掉”的安全风险管理日志,见表3。该日志应当永久保存在“安全信息库”中,以提供安全风险管理证据并为日后安全风险评估提供参考。
本文通过对某机起降"冲、偏、掉"危险源的识别和风险等级的评估,结合飞行训练实际,提出了风险管控的基本原则、具体把握的五个重点问题与相应的防范对策,为提高该机的起降安全水平提供了理论支撑。