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发表时间 : 2020-11-10 18:29:08 | 浏览 : 11018    评论 : 0

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撞线事故预防
源自| 鹏程翔安

直升机 撞线 民航局 飞行员 飞行培训

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撞线作为直升机事故的重要类型之一严重影响着飞行安全,在美国,撞线造成的事故占到了直升机事故总数的5%,平均每周就会有两架直升机遭遇撞线问题。事实上任何航空器低于300米飞行时都有可能撞线,一方面在通常飞行速度下,线缆的威胁很难观察到,另一方面,撞线的后果通常是致命的。长时间低空飞行的直升机,面临撞线的风险更高。

与其他类型事故不同的是经验和天气通常不是直升机撞线事故的原因。根据美国联邦航空局的数据,直升机撞线事故中飞行员的平均年龄为43.5岁,平均飞行时间超过4000小时。并且86%的直升机撞线事故发生在天气很好的昼间目视飞行条件下。

美国宇航局(NASA)曾经发布过一份美国民用直升机撞线事故分析评估的研究报告,该报告是在研究美国国家运输安全委员会(NTSB)和美国联邦航空局(FAA)相关事故报告的基础上做出的。报告提出了几项降低直升机撞线威胁的措施,包括安装预警装置,配备撞线防护系统和改进培训等。同时报告给出了安装预警装置可以预防76%的撞线事故,配备撞线防护系统可以预防49%,改进培训可以预防56%的分析结论。2011年国际直升机安全团队分析了2000年、2001年和2006年523起美国民用直升机事故。得出了和NASA类似的研究结论,即改进飞行员的培训、安装预警装置和配备撞线防护系统将有助于降低或缓解直升机撞线的风险。

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现代航空安全管理体系通常要求从降低风险事件发生概率(频率)和严重程度(设备损失和对人员的伤害等)两个维度通过软硬结合的手段来控制风险,直升机撞线事故的预防也是如此。

软的手段主要是优化作业程序和进行培训。美国飞行安全基金会(FSF)给出的一项建议是飞行前仔细研究航图,并在正式开始作业前从高空对作业区域进行勘察,因为并不是所有的线缆和线塔都会标在航图上。虽然熟悉作业区域的所有地形和障碍物有时是可取的,但当作业区域很大时,就变得非常有挑战性了。即使高空勘察飞行能帮助飞行员定位线塔和线缆,但是单飞行员作业时,在内部和外部多个干扰或飞行负荷(如无线电通信或空中交通服务)的情况下,保持高水平的态势感知是十分困难的。

根据FSF的报告,专家们一致认为,诸如研究航图和高空勘察飞行等预防措施可能不足以帮助飞行员了解作业区域内所有的线缆,因为有些线缆在飞行中几乎看不见的。NTSB的多起事故报告支持了这一说法。造成这一现象的原因多种多样,例如挡风玻璃不干净,光线不足或者朝向阳光飞行等。光学专家也指出飞行员们普遍存在一个错误观念,即“在线缆的高度飞行时,他们能及时看到线缆”,但事实上线缆并不是始终可见的。光学专家同时指出“线缆很难看到,一部分原因是人眼功能的限制,另一部分原因是衬托电线的背景和光线角度的影响。人眼在偏离中心3度时视力开始下降,很多时候除非是正视线缆,否则不太可能看到它”。

培训同样也有助于直升机撞线事故的预防,例如机组资源管理(CRM)训练,不仅适用于飞行员,还适用于直升机上搭乘的作业人员。FSF的专家建议在有线缆的环境中作业时,特别是单飞行员操作中,让直升机上每个人都参与对危险的搜索中来是至关重要的。CRM应当作为预防撞线事故课程的核心组成部分,对所有参与低空飞行作业的人员进行正式培训。

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硬的手段包括使用机载和/或地面设备,防止或在低空飞行作业期间向直升机及其乘员提供额外的保护。机载设备解决方案又包括预防系统和反应装置,预防系统包括近距预警系统,如地形感知和预警系统(TAWS)和线缆探测系统,反应装置主要是撞线防护系统(WSPS)。地面设备的范围包括从简单的线缆标识球到先进的障碍避碰系统等一系列装置。

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有些直升机地形感知和告警系统(例如Sandel航电公司的HeliTAWS系统)将高分辨率地形和障碍物数据库与已知线缆和线塔的数据库相结合,除了能为飞行员提供地形和障碍物告警外,同时可以提供线缆预警。

相对于直升机地形感知和告警系统,近年还有些公司开发了成本相对较低的电力线检测系统(例如Safe Flight Instrument公司的PDS系统),可以在飞行员接近通电的电线时发出警告。PDS一旦感应到带电电线产生的电磁场,就会发出脉冲声音和视觉警报。警报在直升机距离电线一定距离的时候就会出现,当直升机接近电线时,可听到的声音频率增加。根据制造商的数据,只有17%的撞线事故中线缆不带电,换句话说剩下83%的事故中,如果直升机安装了PDS,都能为飞行员有效地提供警告。PDS系统由接收器、显示器和天线构成,安装大约需要2天,费用大约是12500美元左右。



直升机雷达或激光避障系统作为更加先进和昂贵的探测系统,在一些新型号直升机上有所配备。系统利用机载雷达或激光器扫描环境中的线缆和其他飞行障碍,通过光学和声学信号,提醒飞行员注意潜在的危险。

作为最后一道防线,撞线防护系统(WSPS)可以通过切断线缆减轻直升机和线缆正面碰撞后的危害,典型的装置包括安装在机身顶部或机头下部的一个或多个切割器,以及一个沿挡风玻璃的垂直导向器。为了使WSPS发挥效果,直升机必须以大于30公里的速度飞行,并以小于60°的角度(和±5°的俯仰)撞击线缆。该系统的设计标准一般为能切断一个直径约1厘米,断裂强度为12000磅的钢缆。1992年,美国陆军开始为所有直升机装备WSPS,通过安装WSPS,再加上提高预防意识和预防培训,大大减少了致命撞线事故的数量。

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标识球是安装在线缆上的彩色球形装置(通常是橙色或其他高能见度的颜色),通常有不同的大小和颜色可供选择,有些还配有反光带,或在夜间进行照明。

另外一种高技术的地面解决方案是障碍避碰系统(OCAS)。系统可以利用雷达探测到线缆或线塔附近3英里范围内的空中交通。追踪直升机的轨迹,航向、高度和空速等,并决定是否启动警告。如果需要启动警告,所有的主要地面灯光就被激活,照亮潜在的威胁,同时可以通过无线电向正在逼近的直升机发出音频警报,一旦直升机安全通过现场,所有的灯光和警报都将关闭。这一系统的最大优势是不需要在直升机上安全任何设备,欧洲和加拿大的几家公共事业公司已经在其设施上部署了OCAS。

有关机载设备详细信息请查阅民航局信息通告《直升机防撞线机载设备信息》(IB-FS-2015-03)。

最后:

虽然高科技手段有助于显著减少撞线事故,但是也不能确保万无一失,何况并不是所有直升机都装备了或能装备这些高科技设备,而且也不是所有线缆都安装了标识。有航空专家就曾指出“科技固然是个美妙的东西,但是它不是万能的,特别是不能代替培训”,同时航空专家还认为减少撞线事故的最好方法是“对这种潜在的致命环境进行教育,并提高驾驶舱内的警惕性”。

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