今日中国


高科技下的飞行安全


2014-05-04 15:07:44     作者: 刘清贵    字号: T|T    来源:

马航MH370失联之后,许多人对飞行安全的疑虑加深了——坐飞机是否像传说中的那么安全?

波音公司的安全经理拉尔斯·安德森曾说:“如果你出生在美国的一架客机上,并一直呆在上面,你会在活到2300岁的过程中遇到一起致命事故;尽管如此,你仍然会有29%的机会成为一名幸存者。”

随着科学技术日新月异的高速发展,民航客机从1974年开始,就成为安全性最高的交通运输工具。以近十年的滚动平均值比较,铁路亡人概率是民航的23倍,公路亡人概率则是民航的503倍。

所以有人调侃说,乘车去机场发生车祸的概率,远远高于到达机场之后乘飞机去目的地遭遇空难的概率。

对飞行事故了解甚少,是人们产生疑虑的根源所在。因此,全面而客观地看待这一问题,很有必要。

安全优先

“空难”是俗称,通常指发生亡人的飞行事故。而“飞行事故”定义明确,包括的范围更广泛。

它是指航空器在运行过程中发生人员伤亡,航空器损坏的事件。其中人员死亡是指发生事故之日起30天内,由本次事故导致的致命伤。航空器损坏是指对航空器的结构强度、性能或飞行特性有不利影响,并通常需要修理或更换有关部件的。

 
刘清贵简介
中国民航科学技术研究院总飞行师,中国交通运输部专家委员会委员,中国民航局特聘专家。曾任中国民航总局航空安全办公室监察处副处长、安全信息处处长、深圳航空有限责任公司运行副总裁、春秋航空副总裁兼安全总监。安全飞行达14000小时,是波音B737、B757、B767、B747机型的机长、教员、局方委任代表和空客A320机型的机长、教员,出版飞行安全专著《机长视野》、《机长论道》等。

我国规定,飞行事故分为“特别重大飞行事故”、“重大飞行事故”和“一般飞行事故”三类。其中,“人员死亡人数在40人及其以上者”或“航空器失踪,机上人员在40人及其以上者”确定为“特别重大飞行事故”。

人类首次飞行事故发生在1908年9月17日,当事人正是大名鼎鼎的莱特兄弟。当时,他们对飞机的一个螺旋桨不满意,换上了一个从来没有试飞过的新型螺旋桨。在围绕迈尔堡飞行了几圈之后,螺旋桨叶片打碎飞脱,飞机低空大俯角直接撞地。莱特严重受伤,唯一的搭乘者——一名26岁的陆军中尉几小时后去世。此时距离莱特兄弟创造的人类首飞1736天。

在20世纪60、70年代以前,机械故障、恶劣天气等因素,是导致飞行事故的主要原因。从那之后,为了提高飞机的可靠性,飞机的设计理念发生了重大改变,完全按照“安全设计优先层次理论”来设计、制造、验证和反馈,秉持三大安全方针——消除危险;将危险影响降至最低;以及为应对危险提供指导、程序和培训。其中,降低危险的方法包括使用备份、从结构上和功能上进行系统分离、使用安全装置等。

以空客A320飞机为例,其电子飞行控制系统的计算机由两个独立系统组成,相互之间不传输信号。任何一套都可以独立完成工作。

每台计算机又分为两个通道,一个通道产生控制指令并传递给舵机,而另一条通道监控其结果。当两者计算结果不一致时,则该台计算机被隔离。另外,控制指令用PASCAL高级语言编程,监控通道则用汇编语言编程,均由不同人员独立开发。这就好比“绝不将所有鸡蛋放在一个篮子里”,避免了一损俱损。

随着飞机制造技术、电子技术特别是计算机技术的迅猛发展,高科技大量运用到飞机上,使飞机发动机、操纵、液压、监测等关键系统的可靠性大幅度提升。同时,星际导航技术的全面普及,大大减轻了飞行员的工作负荷,使驾驶飞机成了一种快乐活动。

特别是现代航空器的高度智能化,减轻了人的心智劳动强度。如国际大量使用的空客飞机,在操纵上具有强大的纠错保护功能,其正常法则提供“大迎角保护”、“载荷因数保护”、“俯仰姿态保护”、“坡度保护”和“高速保护”共五种保护。即便起飞过程中发生了一台发动机失效,飞机亦能自动配平,保证飞机基本平衡,不致倾覆失事。

现代客机都至少装有两台高可靠性的发动机,所有运行安全的边界,都是基于一台发动机失效的情况下进行计算的。

当一台发动机失效,虽然其爬升性能和最大巡航高度会下降,但单台发动机的最大巡航高度仍然高于航线最低安全高度。也就是说,即使坏了一台发动机,另一台,照样可以保证余下的飞行是安全的!

人为失误的规避

随着科技进步,飞行事故发生率大幅度下降。其中的直接诱因已经发生了明显变化,人为因素取代机械原因而成为了首要因素。大量统计数据表明,人为因素导致的飞行事故,已经占到了70%-80%。而人为因素与人的固有特性有很强的正相关性。

对人为错误的许多研究表明,人们在进行简单操作时,犯错误的频率是1%,在少数特殊情况下可以降低到1‰。这或许是人为因素差错的一个常数。所以,才有了“上帝都可能犯错”的俗语。

现代飞行事故中的人为因素,主要集中在以下四种类型:

一是超条件起降,陷入危险天气,处置不当。

二是飞机部分系统故障,处置错误,使后续的飞行操作陷入复杂局面。如法航447航班,因为飞机在高空巡航期间空速管结冰,导致空速指示不可靠,副驾驶一直盲目拉杆,飞机进入并长时间处于失速状态,最终导致当今最先进的民航客机之一的空客330直接失速性坠海。

三是可控飞行撞地。飞机设备、导航设备完全正常,但因为机组决断不当、操纵失误,导致好端端的飞机撞山或撞地。这种类型的事故,大都属于非精密进近着陆(只有水平方位引导,而没有垂直引导)。飞机残骸大多散布在距跑道10海里范围内的延长线上。

四是飞行员的操作与“自动飞行”发生冲突。“自动飞行”确实大大降低了飞行员的工作负荷、有效提高了飞行品质,然而,如果飞行员的操纵与“自动飞行”发生冲突,且处置不当时,很容易酿成事故。

例如1994年4月26日,华航A300客机在日本名古屋降落时,由于负责操纵的副驾驶误触自动复飞的开关,机长接手后又没有解除电脑程序,导致驾驶员与电脑互抢控制权而失控坠毁,造成264人死亡。

另外,我们还知道,侥幸、逞能、冲动、反权威和顺从心理态度是人类所固有的,而对于飞行安全来说,这些心理态度呈现出来的效应又往往是负面的,同时也是导致“三违”(违章、违纪、违规)飞行的重要因素。2010年8月24日发生在我国黑龙江省伊春的飞行事故,调查发现“侥幸”、“反权威”和“顺从”的心理态度,在事故的发展进程中起到了负面的推手作用。

为了应对人为因素对飞行安全所构成的严重威胁,自1979年以来,欧美等航空发达国家广泛和深入地开展了对人的因素的研究和应用。

本世纪初,中国民航局成立了由民航局局长任组长、各司局主要负责人任子项目组长的“中国民航人为因素研究与应用”课题研究,该项目在国家科技部立项,其成果获民航科技进步三等奖和国家安全生产科技一等奖。

研究成果在我国民航得到了广泛应用。其中,机组资源管理(CRM)已经作为飞行员必须学习、训练的关键课程。如果一个飞行员CRM管理水平达不到要求,将被判定为飞行技术不合格,不得履行航班飞行任务。现在因为“人为因素”导致发生的安全问题,已经得到了较好的扼制。

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