【《空难与飞行规则和制度的发展概述》6700字】

空难与飞行规则和制度的发展概述1.11956年大峡谷空难事故简析1956年6月30日上午九点零五分，环球航空2号班机搭载着64名乘客及6名机组人员，从洛杉矶起飞前往堪萨斯城。三分钟后，另一架联合航空718号班机，搭载了53名乘客及5名机组人员，在同一机场起飞，前往芝加哥国际机场。环球航空2号班机原本应该在19000英尺的高度飞行，但由于突然遇到云团要进行规避的原因，机长向空中管制联系，请求准许爬升高度至21000英尺。但由于另一架飞机，也就是718号班机在同一高度飞行，且两航班航线交错，所以空中管制人员拒绝了环球航空2号班机的爬升请求。为了躲避云团，机长偏离了航路，并且只能采用目视飞行规则（VFR）爬升。按照当时的规则，VFR飞机可以在任何高度飞行，原则上只需保持在云层上方1000英尺即可。718号班机在最后关头发现了即将装上自己的环球航空2号班机，并基于目视作出机动努力避让，但是最后还是没有避免碰撞。两架飞机上包括机组在内的128人无一幸免，全部遇难。 帕歇尔负责调查此次事故，他是美国航空界传奇人物,飞行经验十分丰富，曾亲身经历过4次坠机事件而得以侥幸逃生。经过反复的深入分析研究，事故的整体发展脉络渐渐得以明朗：试图通过绕开云层的联航718号航班突然发现了自己前面的环航客机，由于多年教学训练而形成的条件反射，驱使飞行员做较大的机动动作躲避撞机，但由于两机距离过近，速度太快，而无法躲避，瞬间相撞。经过反复试验和思考，帕歇尔得到结论：在理想的天气情况下，理论上718号班机的飞行员能在85公里外看到飞机，并且有足够的时间进行避让来处理危机。但在事故发生的那天，亚利桑那州的气象条件并不理想。当帕歇尔考虑到云层阻挡的因素后恍然大悟，得出了一个惊人的结论：其实当时情况下的机长只有几秒钟的时间来对灾难做出反应，而这是远远不够进行避让的。至此，灾难的发生已不可避免。 在当时，全球的航空业普遍有一个“看见避让”原则。但实际上飞机的速度很快，等到飞行员看见另一架航空器时，可能已经基本没有反应时间躲避了。此外，驾驶舱的视野一般情况下是小于180度的，还有可能产生的视觉盲区让飞行员难以发现空中的所有物体。因此，“看见避让”原则问题本身发展就有一个很大疏漏。就像地面上行驶的汽车，如果速度快，相向而行，能见度差的情况下，也是非常危险的，更何况是两架飞机。 这起撞机事故机组成员并没有违反相关规定，而是两位机长执行了不同的飞行规则，一个是按仪表飞行规则飞行，一个是按照目视飞行规则飞行，而这两个规则没有实现互相之间的协调，体现当时的飞行制度出现了很大的漏洞。为避免悲剧再次发生，帕歇尔也反思了当时民航制度的不合理之处，认识到必须要对当时的民航管制系统和某些不合理的原则进行修改并寻找解决办法。大峡谷空难的发生向当时的航空业提出了巨大的挑战，为此，人们经过反思研究后，认为一个能够涵盖民航管制系统和民用航空防撞技术的、既科学又完善的空中管制和飞行制度是避免此类事件重演的关键。在该制度的保证下，美国得已建立覆盖全国的雷达系统，并制定了相应的飞行规则等。这使得空中管制人员可以实时掌握飞机的动态位置，也明确了飞行员确认目视间隔的规则。该制度下上述规则的制定极大地提升了航空安全水平。调查事后有关当局提出整改建议如下：规定IFR飞行必须被限制在固定空域内。为了达到这一目标，必须对空域进行重组和划分，并指定这样的一套制度。经过研究，为了与正在VFR规则中运行的非管制航空器进行区分，管制空域被规定为两种形式，如图1.1。一为海拔高度18000英尺以上的A类空域，二为依次从大到小的、类似倒置的分层蛋糕的B、C、D类空域[2]。这使得空域的定义被明确，管制空域内的VFR和IFR飞机将被以更加科学的方式进行管理，避免二者因为不同规范而导致的空中相撞事件。另外，为了避免偏离航路的情况再次发生，国际民航组织的《空中规则》中也规范了仪表飞行需严格按照航路飞行之一基本准则，并倡议全世界予以实施[1]。这也成为了当今各国飞行制度的基石之一，是IFR飞行的基本逻辑的重要部分。制度方面，美国也进行了改革。1957年在事故调查基本得出了结论后，有关方面向时任美国总统的艾森豪威尔建议，成立一个委员会。该委员会能够对包括管制系统、飞行系统在内的民用及军用航空业各部门提出指导性意见并对其负责。次年，在《联邦航空法案》的签署下，曾经的CAA(CivilAviationAuthority)被替换为了今天的美国联邦航空局（FAA，FederalAviationAgency）[3]。在本人于美国为期将近两年的飞行训练中，对于空域和规则的重要性深有体会，在私照阶段训练中，我们必须在教员的引导下，时刻保持目视间隔，特别是在进行VFR飞行时。在实际操作层面，我们每次飞行都会经历该过程，因为只有保持了目视间隔才能保持非空管引导时的飞行安全。当时本人所在航校的训练机场空域为D类空域（见图2.1，1.1）。我们可以就不同飞行规则下D类空域内的航空器间隔保持进行分类讨论。在IFR飞行中，我们一般遵循仪表进近程序进入机场空域，全程受到空管的指令飞行，虽然大多空管只会批准一个进近程序后便基本不再会引导飞机，但空中防撞和必要时的引导责任依然在空中管制员身上。而在VFR飞行中，空管常常会向我们询问是否看见了某一方向上的飞机，我们只需依据实际情况回答：“TrafficInSight/StillLookingForTheTraffic”即可，管制人员默认会在我们报告建立目视间隔后将防撞责任转接给我们，并由目视进近程序实施进近。1.1美国现行空域分类和气象标准示意图1.21986年DC-9与PiperPA-28相撞空难事故简析1986年8月31日，墨西哥航空498航班（DC-9机型）与一架派铂(PiperPA-28)私人飞机在洛杉矶上空相撞后坠毁。飞机撞到地面的居民区后发生爆炸，墨航498航班的58名乘客及6名机组人员，以及地面的15人全部遇难。Piper上的三人全部遇难。这起事故的主要缘由是，Piper在未经许可的情况下，进入了洛杉矶终端管制区域，Piper飞行员本该在该管制区域的下方飞行，但是，他忽视了高度而最终爬升到了管制空域内。墨西哥航空498航班机长46岁，他有4632小时的DC-9机型飞行经验，总飞行数10，641小时；副驾驶26岁，他有1245小时的DC-9机型飞行经验，总飞行数1，463小时。Piper的飞行员53岁，拥有231小时飞行经验，相比于大部分飞行员来讲，他资历尚浅。11时46分，墨航498航班开始下高至洛杉矶国际机场，并与塔台建立通话，汇报了当时飞行高度为7，000英尺。机场管制通知可以进近跑道25左，墨航498航班予以确认。而此时，Piper正在不受管控管制地飞行，其飞行员并不熟悉地形，也没有配备能够在空管雷达中显示高度信息的C模式应答机；并在不知情的情况下，飞进了洛杉矶管控区域。墨航498航班下降，减速至190节，跟机场管控沟通正常顺利，并严格按IFR规则下的仪表进近程序操控飞机；11时52分09秒,两架飞机于6500英尺在洛杉矶管控区域相撞，并造成了一共82人丧生。事故发生后，调查人员迅速就空难原因展开了搜索查证。最后发现，洛杉矶终端区管制区（TCA，TerminalControlArea）的划分与本次空难的原因有着千丝万缕的联系。早在本次空难发生的数年之前，FAA就已划分了数个TCA以保障繁忙空域的航线运输的运行安全和运输效率。基于调查结报告，人们认识到了本次空难发生的各种直接和间接原因。首先，进行基于地面参考目视飞行的Piper飞机进入了本不该进入的TCA，又因为雷达信号断断续续而未被空管人员注意到，导致空管人员未给予引导，撞上了正在进行仪表进近程序的墨航498航班。但深入原因，人们发现TCA的范围设计十分的不人性化，不利于飞行员和空管人员判断[3]；小型飞机上未配备能够显示高度信息的C模式应答机，进一步加大了空管人员的判断难度，十分不利于管理飞行任务。关于不合理的TCA分类和设置，FAA完善了以下规则：（1）重新进行分类。空难发生时，美国有两类TCA空域。为了简化管理和统一标准，FAA将两类TCA统一为一种TCA，即现行的B类空域[4]，这也使得飞行员在应对导航信息时更加轻松，对空域的关注度更大。（2）对已有TCA进行更改。对于如空难所在的洛杉矶TCA空域等不合理的空域，FAA对其进行了重新划定。（3）提高了进入TCA空域对于飞行员的资质要求。强调了B类空域内飞行员应遵循管制人员的指令和指定的程序，并且杜绝不合格飞行员进入B类空域。[5]关于雷达信号显示追踪问题，FAA进行如下改进：（1）升级终端区域内的雷达系统，并在系统中加入目视飞行规则冲突报警(VFRconflictalert)，其能够大大帮助管制员对进入TCA内航空器进行识别与监控；（2）TCA及机场雷达服务区内运行航空器，必须配备具有高度信息C模式应答机。这一规定被写入91部91.131节d款[5]。随后，FAA还提出了机载防撞系统（TCAS，TrafficCollisionAvoidanceSystem）的需求，作为通信失效或管制员指挥失误时，空中防撞的最后一道保险。ICAO附件6《航空器的运行》中的6.18节则规定所有最大起飞重量超过5700kg或授权载客超过19人的，采用涡轮发动机的航空器，必须配备TCAS系统；其他航空器也建议安装。[6]图1.2美国两次空难对飞行规则及制度的影响1.32002年乌伯林根空难事故简析2002年7月1日，一架机型为图-154，俄罗斯的巴什克利安航空2937号航班正在执行从俄罗斯莫斯科到西班牙巴塞罗那的常规飞行任务。机上乘客大部分是年轻的学生，达成此次航班目的是参加联合国组织的一项青少年活动。在那天的2937航班的驾驶舱内，有5名飞行员（由于该机组当时恰逢考核期）。可以说，综合来看，他们的经验丰富，其中一位还是这个航空公司用于考核机长的首席飞行员。稍晚时分，从巴林国际机场起飞了一架波音757。该机为隶属DHL航空公司的货运航班，途径意大利贝尔加莫，前往比利时布鲁塞尔。机上有机长和副驾驶两名飞行员。由于两航班都处在高空管制空域内，所以必须遵守IFR规则飞行，受到管制单位的调度。这两条航线的交汇点在瑞士和德国空域的交界之处，但在民航的日常飞行中，航线交汇是再正常不过的情况。为了避免碰撞，空中管制员会分配给不同的IFR飞机以不同的高度。晚上八点五十分，瑞士苏黎世空管有两个人在上班，他们分别监视着两个不同的雷达显示屏。随后其中一个人擅离岗位，去其他房间睡觉了，只留下了尼尔森，这大大增加了他的工作量，使他必须应付两片不同的雷达空域。不巧的是，二十三点十分，维修人员开始对包括扇区雷达在内的空管系统进行测试和维护。在这几个小时的过程中，维修人员必须暂时切断空中管制的座机电话；而且由于正在维修的原因，扫描扇区刷新速度大大减缓，在几小时内，如果扇区内不同的飞机有冲突隐患，空管雷达的报警系统将难以及时反应，而尼尔森对此并不知情。此时，DHL货机为增加航行经济性，申请爬升到FL360（海拔36000英尺），空管确认并许可了该操作[7]。而他们不知道的是，2937航班也在同一高度上。一架利亚德航空的班机这时也刚好经过尼尔森所在的苏黎世空域，要飞往弗里德哈芬，这让尼尔森忙的不可开交，使得他没有及时发现航路即将交汇的2937航班和DHL货机。讽刺的是，在这千钧一发之际，与苏黎世空域相邻的德国空域的空管首先发现了问题，并尝试苏黎世空管通话。可是由于维修的原因电话未能接通。两架飞机以相向速度1300km/h的高速接近彼此。此时，2937航班与DHL货机的机载防撞系统（TCAS，TrafficCollisionAvoidanceSystem）先后发出告警，2937航班防撞系统要求机组爬升；但同时空管尼尔森此刻也发现了问题，立刻要求2937航班下降[7]，在背道而驰的指令下，惯性思维使俄国机长最终服从了空管。此刻，DHL货机却与2937航班殊途同归，在防撞系统的提示下也开始了紧急下降，使得两架飞机的轨迹在此交汇。尽管在最后几秒的关头，2937航班可以目视看到DHL货机，并且抬高机头尝试规避，但是碰撞已经在所难免。757货机的垂直尾翼直接从2937航班的机腹切入，并在空中解体，空难最终导致了71人遇难，无人生还。[8]空难发生后，随着调查的进行，两架飞机的黑匣子被找到，真相水落石出。航空业各界立即认识到了当时飞行规则的漏洞，即，在管制员指令和防撞系统提示冲突时，飞行员不知道该遵守哪一条信息。事后，世界各国均完善了飞行制度，要求其防撞系统优先级应大于空中管制，并在二者冲突时，要求飞行员依据防撞系统提示飞行，以免发生类似的事件。自此到如今2021年，航空业再也没有因指令冲突而导致的空中相撞事故发生。首先，对比这次空难中人的因素和飞机仪表，不难得出结论：一般情况下，机载仪表的可靠性比人高得多，换言之，人犯错的可能性比机器大得多。举个例子，在本人进行的仪表等级训练中，教员常常提醒我们飞机仪表对于判断周遭情况的重要性，如，在发生空间定向失能（即因为人的感官错觉无法正确判断飞机姿态）时，飞行员应该信任仪表，基于仪表信息做出对飞行姿态的判断和操纵。而这，也被写入了FAA管理规章的一般飞行规则中。但应当注意的是，辩证地来看，仪表的准确性并不是绝对的，机载仪表也有一定程度上完全失灵的几率。对仪表部分失灵的飞机进行操控也是我们飞行训练中必不可少的一环；教员们也经常和我们强调应该质疑仪表，对其可能产生的错误进行判断，并结合实际情况操作飞机。但是在这次乌伯林根空难事件中，飞机的机载防撞系统正常工作，且反复对机组人员进行了提醒，可以被认为是可靠的。在能够相信仪表可靠性的条件下机组人员应该相信仪表，基于防撞警告的提示规避风险才应当是正确的操作。深入思考该事件，在本次空难发生之前，民航业就早已有类似的飞行规则。但遗憾的是，这些规则只提及飞行员应当相信仪表，基于仪表进行操作；并未重点强调作为仪表系统之一的机载防撞系统与管制员冲突时，飞行员应当执行的操作的优先级。而要深刻理解该起空难并究其原因，就必须超越规则层面，深入制度层面进行讨论。俄航班飞行员在防撞系统与管制员冲突中选择了管制员的一个潜在原因是受制于“服从”制度的影响。回到过去的苏联时期，苏联空域同如今中国空域一样，其最高管理层是军队及相关部门。而当时的苏联飞行制度也更偏向于飞行员的对管理的绝对服从。俄罗斯民航业又保留了大部分苏联军航的传统，所以可以认为，飞行员认为服从管制的优先级更高是收到过去飞行和管制制度的影响。综上，制度和规则的冲突是才是本事件发生前的最大漏洞，制度并没有能够囊括防撞系统与管制员冲突这一特殊情况。随后的飞行规则的改变正是在已有制度上的特殊情况，明确了二者冲突时的优先级。这起事件的缘由表面上是防撞系统和空管的的矛盾，深层次分析则是一般飞行规则同飞行制度的矛盾。这体现了理清飞行制度和规则关系的重要性，也为我国的空域划分和飞行规则和制度改革提供了参考，我国民航随之在制度上进行了相应的改革。[12]1.42010年伊春空难事故简析河南航空8387号班机是由河南航空公司执飞哈尔滨至伊春的，机型为ERJ-190，注册编号B-3130号飞机的一次常规飞行任务。机长及副驾驶，都持有民用航空商业驾驶员执照，一级体检合格证。二人都是在没有带飞的情况下，第一次飞伊春。当晚，机场天气湿度将近90%，气温快速下降，形成辐射冷却降温，空气中容易凝结水珠，风速仅2m/s，不利于水汽扩散，形成辐射雾，近地面雾气较浓，对低空飞行产生不利影响。当晚九点十六分，塔台管制员提醒机组，本场刚起雾，雾有点浓，主要是五边；二十三至二十六分，机组完成下降进近检查单，确定最低下降高度为440m，两分钟后，管制员再次提醒能见度太差；在三十二分四十六秒，距离机场10.7海里时，飞机开始进行程序转弯，二十秒后，副驾驶说，跑道挺亮；三十三分五十秒，飞机完成程序转弯，此时，飞机高度1138m，塔台管制员询问航班机组跑道是否看得