美国直升机安全性概况

美国直升机安全性概况

直升机具有长时间空中悬停、垂直起降、低空低速飞行、机动灵活等的特点，用途广

泛。但直升机本身的结构特点和使用条件和环境使得直升机事故率远高于固定翼飞机，因

而直升机的安全问题一直是人们密切关注和研究的内容。美国民用直升机机队经历了几十

年的发展，现居世界第一，其机队安全性研究获得了有益的结论。

1. 美国民用直升机机队构成

美国民用直升机机队从1946年不到10架，发展到1964年达到2196架，1997年则达

到12911架。这期间，单发直升机处于支配地位，单发活塞发动机直升机所占数量庞大。

从60年代中期开始，单发涡轮轴发动机直升机开始投入使用，1997年在册的单发活塞直

升机和单发涡轮轴直升机数量几乎相等，各约5000架。双发涡轮轴直升机于70年代晚期

进入市场，到1997年底，在册数量略超过1200架。另外美国注册的私人制造自转旋翼机

和直升机在1997年底达到近3000架。

表1 美国民用直升机事故率（1996～2000）

1996 1997 1998 1999 2000 总事故数176 163 191 198 206 死亡事故数32 27 34 31 35 死亡人数54 43 66 57 63 重伤人数34 62 26 44 42 轻伤人数56 79 55 81 81 事故率/10万飞行小时8.29 7.82 8.15 8.23 8.33 死亡事故率/10万飞行小时 1.51 1.30 1.45 1.29 1.42 死亡率/10万飞行小时 2.70 2.06 2.82 2.37 2.55 重伤率/10万飞行小时 1.60 2.98 1.11 1.83 1.70 轻伤率/10万飞行小时 2.64 3.79 2.35 3.37 3.28

2. 事故原因分类

美国国家运输安全委员会（NTSB）提出了直升机发生事故的21种第一事故原因，它

们是：发动机动力丧失，飞行中与物体相撞，失去控制，机身/部件/系统失效/故障，硬着

陆，飞行中与地形/水面相撞，侧滚翻转/飞机颠覆，天气，失速/带动力下沉，螺旋桨/旋翼

与人接触，空中相撞，在地面/水面与物体相撞，起火/爆炸，突然机动，轮式起落架损

坏，机翼/旋翼、吊舱、浮筒或尾翼/滑撬被物体挂住，下冲/过冲，地面/水面与地形/水面接

触，失踪，多种原因/其他及不确定因素。对于商业制造的民用直升机来说，研究发现，约

有70%的事故和4种事故原因有关，分别是发动机动力丧失、飞行中与物体相撞、失去控

制、机身/部件/系统失效/故障。它们占所有事故的比例如表2所示。

表2 美国民用直升机事故分布（1964～1997）

占所有事故的比率（%）

NTSB第一事故

原因单发活塞直升机单发涡轴直升机双发涡轴直升机民用直升机

机队

发动机动力丧失29 31 13 29 飞行中与物体相撞18 13 14 16 失去控制11 12 13 12 机身/系统故障12 12 29 14

3. 事故原因分析

①发动机动力丧失

引起发动机动力丧失的原因有发动机结构失效、燃油/空气混合物问题、其他系统失效

和不确定因素等，其中最主要的原因是燃油/空气混合问题，有44%的动力丧失事故都是由

此原因引起，而20%的动力丧失事故与发动机结构故障有关。油/气混合问题的根源都是

来自人为错误，许多直升机驾驶员和机构忽视了使用干净的燃油和燃油/空气比例适当的问题，因而造成直升机出现事故。

单发活塞直升机在执行空中作业任务过程中最常发生发动机动力丧失事故。巡航阶段出现动力丧失事故最多，其次是需要大推力的起飞和爬升阶段。单发涡轴直升机发动机动力丧失事故最多发生在运送乘客飞行中，和单发活塞直升机相似，巡航飞行是事故多发阶段，其次是起飞和悬停阶段。多数双发涡轴直升机动力丧失事故都发生在旅客服务和一般用途活动中。各飞行阶段发生事故的数量接近。

②飞行中与物体相撞

直升机飞行中相撞的物体种类有电线/电线杆、树、人造的其他物体如机场/直升机场设施、石油平台等。电线/电线杆是最常在飞行中撞到的物体，50%的事故都是与上述物体相撞后发生，其次是树、机场/直升机场设施，占飞行中与物体相撞事故的比率分别为16%和5%。相撞原因主要有错误决定（如计划不当、缺乏训练、决策失误）、没有看见和避免、不确定因素等。直升机向前飞行时主螺旋桨易遭到撞击，倒退时尾部旋翼易遭到碰撞。

单发活塞直升机最常在空中作业和一般使用操作中发生的相撞事故，机动飞行阶段发生撞物事故最多，电线/杆是最常在飞行中撞到的物体，占所有飞行中与物体相撞事故的53%。主旋翼和尾旋翼被撞到的几率相同。单发涡轴直升机多在一般用途和运送旅客任务中发生撞物事故，机动、起飞和巡航阶段的事故数相近。飞行中与电线/杆相撞的事故占45%。与单发活塞直升机的53%的事故率对比，单发涡轴直升机的驾驶员似乎比单发活塞的躲避物体更成功。尾旋翼和主旋翼受撞的比率为4:3。双发涡轴直升机由于常用于旅客运输，因此有44%的此类事故发生在旅客服务过程中，尤其是运送旅客到或离开近海石油平台。起飞和着陆阶段最常出现事故，其次是起飞前的滑行或悬停阶段，巡航阶段事故较少。双发涡轴直升机尾旋翼受撞的几率是主旋翼的2倍多。

③失去控制

造成直升机失去控制主要有控制系统使用不当、旋翼每分钟转速（RPM）低、风、飞行控制系统故障、不确定等多种原因。对于只有1个主旋翼构型的直升机来说，飞行过程中必须控制反扭矩，这是发生失去控制事故的最大原因。

单发活塞直升机多在执行教学、农业服务和私人使用场合发生失控事故，因为这种直升机本身难于操纵，而此时驾驶员还要执行其他任务。大部分的失控事故都伴随着旋翼每分钟转速（RPM）的损失。悬停和起飞是最易发生失控事故的飞行阶段，偏航/垂直方向失去控制的事故几乎占单发活塞直升机失控事故数的70%。单发涡轴直升机多在商业运输活动中出现失去控制的事故。由于其发动机转速管理机制较好，旋翼RPM已不构成引起失去控制事故的主要原因，这比单发活塞直升机有了巨大进步。单发涡轴直升机失去偏航控制的比率比单发活塞高近2倍，但垂直方向的失控事故则少于单发活塞直升机。双发涡轴直升机在各个坐标轴方向失去控制的事故数相同。

④机身故障

民用直升机机身故障按子系统分为：主、尾传动轴故障，主、尾旋翼故障，主、尾控制系统故障，机身故障，起落架故障和其他部分故障。主、尾旋翼系统部件是机身/系统故障发生事故最多的原因，占所有机身/系统故障事故的76%，其中主、尾传动轴事故率均为18%，主旋翼事故率9%，尾旋翼事故率14%。故障原因有疲劳、材料失效、安装、维护不当、缺少润滑等。

单发活塞直升机最易在农业操作和一般用途时出现机身失效，因为此时持续低空飞行和障碍物距离近，速度低、受风的影响大。巡航和机动阶段是事故多发阶段，占所有事故的33%和34%。发动机到主旋翼变速箱的离合器和尾旋翼传动轴及主、尾旋翼桨叶是此类直升机最常出故障的地方，疲劳是造成失效的最大原因。单发涡轴直升机在巡航阶段经历的机身失效事故最多，占所有事故的38%。发动机变速器、尾旋翼传动系统失效，疲劳引起的主旋翼和尾旋翼系统失效都是主要事故原因。双发涡轴直升机事故多发生在旅客服务中，52%的机身失效事故发生在巡航阶段。主、尾旋翼传动和旋翼系统失效占事故总数的68%。