近30年全球商业运输航空主力机型事故对比分析

2022-11-07 09:43刘俊杰副研究员于佳楠
安全 2022年10期
关键词:空客波音机型

刘俊杰副研究员 张 晴 于佳楠

(中国民航大学 安全科学与工程学院,天津 300300)

0 引言

截止2022年2月19日,我国民航运输航空安全飞行突破1亿小时,随后3月21日东航MU5735航班空难使该数字归零。本次空难为疫情下的航空运输业再添打击。目前全球商业航空运输机中波音B737和空客A320是2大主力机型,因此,通过对比其事故数、事故致因等相关信息来分析其安全性对我国航空公司的机型选择及安全运行具有重要意义。

本文以航空安全网(Aviation Safety Network,ASN)收集的全球商业航空运输机中2大主力机型(波音B737、空客A320)1991-2021年近30年的事故信息为依据,对事故发生次数、机龄、事故类型和事故致因进行分析,对比分析波音B737和空客A320的安全性,以期对2大主力机型的事故特征、事故类型、事故致因有更加直观的认识,并为航空公司引进机型提供参考。

1 机型概况

波音B737系列飞机是美国波音公司生产的一种中短程双发喷气式客机,自研发以来50年销路长久不衰,成为民航历史上最成功的窄体民航客机系列之一,且已发展出14个型号。波音B737主要针对中短程航线的需要,具有可靠、简捷、极具运营和维护成本经济性的特点,最大航程3 300海里。第一代成员Original为737-100和737-200,第二代成员Classic为波音737-300、737-400和737-500,第三代成员NextGeneration为波音737-600、737-700、737-800和737-900,第四代成员MAX为波音737 MAX7、737 MAX8、737 MAX9和737 MAX10。自1967年起已生产超过1万架,并仍有超过5千架的订单等待交付。

空中客车A320系列飞机是欧洲空中客车公司研制生产的单通道双发中短程150座级客机。A320系列飞机包括A318、A319、A320和A321在内组成单通道飞机系列[11],最大航程为3 000海里。A320系列的成功奠定空中客车公司在民航客机市场中的地位,打破美国垄断客机市场的局面,为波音B737系列和麦道MD-80系列的竞争机型。

由于空客A320从1988年才开始投入运营,从全球飞行总量上看,波音B737与空客A320存在较大差异,从事故次数比较难以判断2种机型安全性优势,本文在对波音B737所有机型与空客A320进行对比统计分析以后,又针对目前比较盛行的第三代(NG)和第四代(MAX)波音B737(以下简称新波音B737)机型与空客A320进行统计分析,以对比其安全性。

2 飞行事故统计分析

本次收集的1991-2021年间的525起事故数据均来源于ASN,包括波音B737事故357起,空客A320事故168起,能够计算机龄的共489起,给出事故致因的共235起。以上述数据为依据进行分析,为更全面了解2类机型的运行状况和未来行业进行有效安全管理提供参考。

2.1 事故数统计

1991-2021年间波音B737和空客A320共发生事故525起,其中波音B737共357起,空客A320共168起,如图1。

图1 1991-2021年事故数

按机型分析:空客A320在2013年事故数最多,达到15起;波音B737在2018年事故数最高,达到22起。按年份分析:1992年发生事故数最少,共6起;2018年事故数最多,共32起。按时间段进行分析:第1个10年,即1991-2000年间,世界民航处于发展上升时期,飞行总架次逐步上升,事故数呈上升趋势;第2个10年,即2001-2010年间,受2001年恐怖袭击事件的冲击以及美国次贷引发的金融危机,全球经济低迷,国际客运总量下降,事故数随之下降;第3个阶段,即2011-2021年间国际客运总量逐步回升并在2018年达到巅峰,随后波音B737 MAX机型2起空难发生,导致波音B737事故数在2018年达到最高值,2019年新冠肺炎疫情的爆发,使得民航业受到严重冲击,2020年初,全球客运量大幅减少,较2019年同期下降11%,受客运量减少和各国因疫情实施的交通管制措施影响,全球客机停飞量接近70%,事故数也大幅减少。

2.2 机龄统计

在所统计的525起事故中,根据首飞时间及事故发生时间计算事故飞机机龄的共468起,占总数89.1%,其余57起事故没有给出首飞时间(占比10.9%)。依据浴盆曲线[12]所反映的设备故障率时间规律,将飞机机龄大致划分为小于1年、1-10年、10-20年、20-30年、大于30年5个区间。其中小于1年的飞机事故数为21起,占事故总数4.5%;1-10年(不包含10)的有190起,占40.6%;10-20年(不包含20)的有137起,占29.3%;20-30年(不包含30)的有105起,占22.4%;大于等于30年的有15起,占3.2%。即在所有发生事故的飞机中,机龄为1-10年的最多,大于30年的最少,其次为小于1年,如图2。

图2 不同机龄事故数

分析其原因,一般飞机在20年左右就会退役,如果机龄过大,维修保养成本就会大幅增加,航空公司因成本和安全问题会选择让飞机退役,因此机龄在30年以上老龄飞机总数较少。机龄小于1年的新飞机零件、设备都比较新,相对安全,事故数也较低,而机龄在1-10年飞机架次总量较多,飞机开始出现零件、设备老化、故障等问题,事故数也最多。

2.3 飞机损坏及死亡人数统计

样本事故飞机严重损坏的共266起,占比为50.7%;其次为飞机报废,共76起,占比为14.5%,如图3。参考图3可知,飞机一旦发生事故,面临损毁或严重损坏的可能性较高,给航空公司带来巨大的经济损失,尤其对于中小型航空公司而言,严重的飞行事故甚至会带来破产的后果,例如2010年发生的伊春空难致使河南航空破产重整。

图3 不同飞机损坏程度事故数

事故导致人员死亡的统计情况,如图4。

图4 不同死亡人数事故数

参照《生产安全事故报告和调查处理条例》中事故分类的4个等级[13],将死亡人数划分为小于3人、3-10人(不包含10)、10-30人(不包含30)、大于30人4个区间,其中死亡人数在3人以下的事故共455起,占比为86.7%,即近90%事故会导致人员伤亡;死亡人数大于30人事故共50起,占比9.5%,即一旦发生事故,大约10%为重大飞行事故。

2.4 飞行事故分类

针对民航业缺乏统一事故描述标准的问题,国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)和商业航空安全小组(Commercial Aviation Safety Team,CAST)共同特许设立CAST/ICAO航空通用分类小组(CAST/ICAO Common Taxonomy Team,CICTT),负责制定航空不安全事件报告系统中的通用分类和定义。参考CICTT制定的民航不安全事件分类标准[14]以及学者杜红兵等[6]对事故类型的划分,将样本事故按以下事故类型分类,并统计波音B737和空客A320不同事故类型的事故数,见表1。

表1 飞行事故统计类型及事故数

按事故类型分析:波音B737和空客A320的高发事故类型皆为跑道安全和地面安全,其中涉及跑道安全的事故共228起、涉及地面安全的事故共182起,分别占事故总数的28.5%、22.7%;失去控制的事故数共46起,占事故总数的5.7%。

按死亡人数分析:失去控制导致死亡人数最多,达到2 034人,占死亡人数的27.0%,为最大死亡人数事故类型;其次为跑道安全事故,死亡人数为1 379人,占比18.3%,属于较大死亡人数事故类型;地面安全事故数虽然较多,但死亡人数相对较少,为662人,占比8.8%,如图5。

图5 不同类型事故数及死亡人数

这说明飞机在地面运行过程中极易发生事故,但后果相对较轻,而飞机从滑跑到巡航直至降落的整个飞行过程一旦发生事故后果将更为致命。不管是飞行中的事故还是地面事故都应该得到重视并进一步深挖事故的深层次原因,查清事故隐患。航空公司、机场应该根据这些事故原因来有计划地应对。

2.5 新波音B737与空客A320对比分析

对新一代波音B737(即NG、MAX系列)与空客A320事故情况进行比较后发现,1999-2021年间新一代波音B737共发生132起事故,空客A320共发生154起,2类机型事故数相差不大,空客A320略高于新波音B737。从事故机龄来看,样本事故中飞机机龄小于1年的新波音B737共9起,占比6.8%;空客A320共6起,占比3.9%。机龄在1-10年的事故数最多,共144起,其中新波音B737为67起,占比50.8%;空客A320为77起,占比50.0%。机龄在10-20年间的事故数较多,共70起,其中新波音B737为31起,占比23.5%;空客A320为39起,占比25.3%,如图6。

图6 新波音B737与空客A320事故机龄对比

一般来说机龄小于1年的飞机较新,极少出现设备老化等问题,如果出现机械故障,大概率是由于飞机设计、组装等涉及厂家的问题。飞机机龄小于1年的样本事故中,新波音B737占比6.8%,空客A320占比3.9%。通过查阅相关资料[15],波音生产的6 779架737NG飞机中,迄今为止共发生27起全毁事故,占总飞机数的0.40%,其中13起事故导致人员遇难。空客共生产10 236架320飞机,发生38起全毁事故,占比0.37%,其中有14起导致人员遇难。从这2方面看,空客A320较新波音B737安全性更强一点。

3 事故原因分析及对应措施

3.1 事故原因统计分析

在所统计样本数据中,共235起有原因分析,其中波音B737共166起,空客A320共69起。对235起事故原因进行人、机、环、管致因统计,其中,波音B737中涉及人为因素的占比80.1%,涉及环境因素的占比26.0%,涉及机械因素的占比22.3%,涉及管理因素的占比16.3%;空客A320中涉及人为因素的占比79.7%,涉及环境因素的占比36.2%,涉及机械因素的占比13.0%,涉及管理因素的占比14.5%。

单独对新波音B737与空客A320的致因进行统计分析,如图7。

图7 新波音B737与A320事故原因对比

图7数据中,涉及环境因素和管理因素的皆为空客A320较多,两者涉及人为因素的事故数相近,新波音B737中涉及机械因素的事故数为12起,空客A320为9起。不管是整个波音B737系列还是新波音B737,涉及机械因素的事故数都比空客A320多。

3.1.1 人为因素分析

大部分民航事故的源头是人的因素[16]。在所统计的有原因分析的235起事故中,涉及人为因素的占比80%,其中有90%以上涉及机组原因。对机组原因进行细分,并通过调研分析得出其要素:

(1)不遵守标准操作程序。主要表现为机组忽视规章程序、标准化意识弱、有意或无意地未对自动装置输入交叉检查、违反静默驾驶舱规则、飞行作风松散,机长出现非标准操作时,副驾驶未能及时提醒。例如,2005年9月5日,印度尼西亚曼达拉航空公司一架注册号为PK-RIM的飞机在起飞过程中由于检查表程序执行不当导致无法识别处于收缩位置的襟翼,最后坠毁起火,机上以及地面149人死亡。

(2)机组手动操纵/飞行控制不当。其主要表现为基本驾驶技术不牢靠、操作粗猛、模式输入错误、速度超限、面对突发情况时随机应变能力较弱,偏差修正能力较弱。例如,2016年3月19日,阿联酋迪拜航空公司一架注册号为A6-FDN的飞机在降落俄罗斯机场时进行复飞,期间,由于机组的不协调动作从而产生过度的机头上仰力矩,导致飞机失控,撞上跑道,机上62人死亡。

(3)决断意识差。表现为决断时对相关标准不够清楚、恶劣条件下犹豫不决、该复飞时未复飞、决断失误。例如,2005年8月23日,一架注册号为OB-1809-P的飞机在降落秘鲁机场时遭遇恶劣天气,下降过程中决断错误导致触发GPWS,最后机组失去态势感知,飞机坠毁,机上40人死亡。

(4)机组资源管理能力不强。主要表现在驾驶舱组织协调能力不足、仰仗机长一人的决策、机长未能表现出协调组织活动的领导力、机组人员的注意力分配较弱,导致忽略飞机高度,交叉检查不清楚。例如,2003年8月15日,瑞士易捷航空一架注册号为HB-III的飞机在遭遇冰雹天气后,由于机组资源管理的缺陷,导致飞机在跑道迫降。

3.1.2 其他原因分析

在235起有原因分析的事故中,波音B737共166起,空客A320共69起。其中波音B737中涉及机械因素的共37起,占比为22.3%,而空客A320中涉及机械因素的共9起,仅占比13.0%。从以上数据看,空客相对波音的机械故障率较低。机械故障表现在发动机故障、迎角保护系统判断失误、零部件老化或失效、设计问题等。当然,机械原因并不全都是厂家所致,还有机务维护、环境因素等多方面。根据统计[17],由于机务维护引起的机器故障,大都跟机务人员不符合有关规定、制度本身不完善、工作单/卡片的执行情况不佳有关,但不符合最低设备放行标准,则是由于机务人员缺乏经验、缺乏培训、判断不准确、责任心不强所致。不论责任在厂家还是航空公司,都应该得到足够的重视。

环境因素主要分为可控因素与不可控因素。可控因素包括跑道污染、机场设备、除冰等;不可控因素包括天气、鸟击等突发状况。不可控因素具体表现在风切变、阵风、不清晰的目视条件、恶劣的气象条件、地形、设施等威胁。对于可控因素,机场和航空公司是完全可以通过加强跑道清理、巡逻、及时完善机场设施等方法来杜绝。管理因素包括生产厂家、航空公司以及机场管理。厂家问题有设计缺陷、飞机使用手册描述不够清晰;航空公司以及机场等主要是在风险管理、人员管理、培训等方面的问题。不管是厂家还是航司、机场都应该提高风险识别、风险分析、风险管理能力,加强人员管理、及时进行安全知识的宣讲教育工作等。

3.2 建议措施

(1)提高飞机设计制造水平。厂家设计制造作为保障民航安全的第一个环节,要对设计、研发、试飞、出厂每个环节加强管控,对基于大量运行数据的所有风险及挑战进行合理预测,以便找出应对措施。在竞争、致力于创新的同时,更要充分考虑创新可能带来的风险。例如,737 MAX防失速的机动特性增强系统(Maneuvering Characteristics Augmentation System,MCAS)设计和认证没有充分考虑飞机失速的可能性,且波音公司未能向飞行员提供关于MCAS系统的任何信息,导致印尼狮航空难。同时我国也要加大对大飞机的研发制造工作,争取使中国制造的飞机早日登上世界舞台。

(2)建立完善的民航安全管理体系。民航当局要对民航企事业单位加大监督力度,加强对波音B737机型的审核,建立健全相关法律法规。事故的发生绝不是偶然的,是无数次隐患发生的结果。航空公司应充分利用现有的设备,加强对飞机运行的实时监控,保证不正常飞行活动在第一时间被发现,需要加强中国管理的飞行情报区内,特别是中西部地区和南海地区 ACARS 地面站的建设和覆盖,部分地面站难以覆盖的区域需要由 ADS-B系统进行补盲[18]。针对高发事故和致死率较高的事故,航空公司要加强机组人员应对跑道安全事故、失控类事故的相关培训,提高其专业能力,减少事故的发生。维修单位应切实提高机务维修的质量,强化按规章程序办事。空管部门要加强对在岗人员的监督力度,提高安全意识。加强机场巡视工作的管理,杜绝因除雪、除冰工作不到位影响航班运行的情况发生。做好鸟害防治工作,抓紧机场周边鸟类活动环境的治理。

(3)提高飞行机组人员专业能力。提高飞行机组人员的专业能力,特别是机组资源管理水平、注意力分配能力、对跑道安全事故以及失控类事故等高发事故及致死率较高事故的临时反应能力,加强对飞行人员的安全责任宣传工作,增强其遵章意识和综合素质[11],加强飞行教员以及航校的资格审查。机长作为飞机运行时的第一责任人,不但要能够把控全局,也要建立和维护开放交流的环境,不要盲目自信,要努力做到“三个敬畏”。

4 结论

本文通过对ASN中近30年波音B737及空客A320的事故数、机龄、死亡人数等事故特征进行统计分析,得出结论:

(1)在1991-2021年间,波音B737和空客A320共发生事故525起,其中波音B737共357起,空客A320共168起,总事故数呈波浪式上升且在2018年达到最高峰。

(2)在样本事故中,机龄在1-10年,飞机损坏程度为大部分损坏,死亡人数小于3人的事故数最多;高发事故类型为跑道安全和地面安全事故,占50%多;失控类事故的事故数虽然不到一成,但死亡人数近30%。

(3)新波音B737飞机机龄小于1年的占比6.8%、空客A320占比3.9%,且设计机械因素的事故中,新波音B737较多。从这方面看,空客A320较新波音B737安全性更强一点。

(4)在所有能够分析致因的事故中,涉及人为因素的占80%,而在人为因素中,机组原因又是主导因素。

(5)通过上述统计结果及分析,对飞机制造商、民航当局、航空公司有针对性地提出建议措施:飞机制造商要严格把控飞机从设计到出厂每个环节的安全;民航当局要建立完善民航安全管理体系,对民航企事业单位加大监督力度;航空公司要加强对机组人员的教育培训,提高其专业能力,减少民航事故及隐患的发生。

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