G650试飞事故的启示

前面小翼在《【原创】有关民用航空产品的特许飞行证颁发流程，读此文已足够！》中探讨了民用航空产品的特性飞行证颁发流程，并在文章中最后也说明：对于民用航空产品的特许飞行，《民用航空器及其相关产品适航审定程序》（AP-21-AA-2008-05R2）和《研发试飞和验证试飞特许飞行证颁发程序（AC-21-AA-2008-213）》都仅仅给出了申请特许飞行证的流程，都没有明确申请特许飞行时飞机应处于的状态。相信所有人都会承认在所有特许飞行中，研制试飞的风险最大，放飞条件也更加苛刻。尽管民用飞机的研制试飞不如军用飞机的研制试飞更具危险性，但是历史上也发生过机毁人亡的惨痛事故，因此对于民用飞机的研制试飞也需要慎之又慎。今天小翼就引用公众号“飞机设计与试验”中的一篇文章，回顾一下G650试飞事故的惨痛教训，希望人类历史上不要再发生类似的情况。

2011年4月2日，美国山地时间09时34分左右，湾流宇航公司一架编号为N652GD的GVI（G650）试验机在起飞时坠毁。事故发生于美国新墨西哥州的罗斯维尔国际飞行中心，试验机在按计划进行单发起飞时右机翼外侧失速，产生不可控的滚转力矩，导致飞机右翼尖擦到跑道并偏离至跑道右侧。偏离跑道后，飞机撞击到一个混凝土建筑和机场气象站，导致飞机出现严重的结构损伤，飞机机身和驾驶舱被大火吞没，机上两名试飞员和两名试飞工程师死亡。 

图1 G650事故现场

根据美国国家运输安全委员会（NTSB）调查认为，事故是由单发起飞试验过程中发生气动失速和随之产生的不可控滚转导致，具体原因包括：

1.湾流公司预测的地面效应下失速攻角比实际值偏高

NTSB研究了地面效应对飞机性能的影响。地面效应指由于飞机接近地面导致飞机周围气体流场变化的效应，会导致在给定攻角下升力增加、阻力减小，也会导致飞机失速攻角减小（如图2）。湾流公司在规划G650飞机性能试飞时，考虑到了地面效应对飞机起飞性能的影响，但是估计的失速攻角比实际值偏高。因此，飞机抖杆器（失速告警）触发的攻角阈值和相应的姿态限制指示器（位于主飞行显示器）的设定值都过高，导致在真实失速发生前，机组成员没有收到任何触觉或视觉形式的告警。

图2  地面效应下升力-攻角曲线

2.湾流公司没有对V2（起飞安全速度）进行合理的计算和确认

在事故发生前的性能试飞中，G650飞机的实际V2一直大于设计期望达到V2，而为了实现其承诺的6000英尺起飞距离（在标准海平面状态下）的性能目标，必须想方设法降低实际V2（如果无法达到目标V2,飞机将只能在更长的跑道运行）。

然而事实上，湾流公司没有意识到是由于G650的设计起飞速度计算有错误，而造成G650实际上无法达到预期的V2，当然也无法实现其短距期间的设计目标。湾流公司反而试图通过改变飞行员起飞抬前轮的操作动作来降低实际V2和起飞距离，而降低V2也就意味着要求飞机更早地离地，离地速度也就随之降低，使得飞机离地时的速度更接近失速。

除了技术上的原因，管理上也负有不可推卸的责任，主要有如下两点：

   1. 湾流公司对事故之前发生的失控滚转事件调查不够深入

事故发生前，G650试飞项目已出现过两次类似的不可控滚转现象，但湾流公司没有意识到前两次不可控滚转事件是由失速引起的。（与事故架次情况相似，前两次事件也发生在离地阶段，但右侧翼尖都没有触地。）如果湾流公司在事件发生后立即进行深入的气动分析，应该可以在事故发生前发现：在地面效应下，失速攻角的估计值比实际值偏高。

2.湾流公司在G650项目中缺乏有效的管理

湾流公司为保障2011年三季度取证，制定了过于激进的项目计划。受项目进度压力、技术监督和安全管理体系不完善等原因，湾流公司为了确保项目节点、避免拖延项目进展，对项目中涉及的关键假设和重要的飞机异常表现没有进行深入分析。上述因素一定程度上纵容了关键错误的出现，错误包括设计了难以实现的起飞速度，对前两次失控滚转事件只进行了表面的分析，地面效应影响下的理论攻角偏高问题一直没有被发现等。此外，湾流公司管理上存在的问题还包括试验团队的角色和任务缺乏合理的定义和分配，项目进度没有得到有效的计划和监督，没有完整的识别潜在风险，风险控制体系不完善等。

事故发生后，湾流公司针对事故中暴露出来的问题采取了以下改进措施，非常值得我们学习与借鉴：

1.试飞技术方面

1）在试飞前，使用飞行员在环的飞行仿真平台对起飞抬前轮的试飞技术进行开发和确认；

2）使用飞行仿真技术对地面效应下失速迎角进行预测，将最新的预测结果用于改进试飞方法并更新机载设备中迎角裕度设置；

3）在试飞现场使用空地一体化试飞技术对飞机起飞阶段的操纵特性进行实时监控和对比分析：如果试飞过程中试验飞机的性能或操稳特性与实时预测结果存在差异，就立即叫停试飞，找到差异存在的原因并进行改正。

2.试飞组织管理方面

1）设立航空安全官一职，直接向公司总裁汇报，负责确保湾流公司为全部飞行试验和飞行活动制定安全程序并严格落实，并促进安全管理体系在公司飞行运行、飞行试验和工程部门的建设和运行；

2）建立由独立安全专家组成的安全委员会，在型号试飞项目开始之前对公司的试飞安全管理体系进行评估。

每次谈起G650的事故都让人痛心不已，希望我们人人都经常自我检讨，认真去思考那些由于这样那样的原因而被我们所疏忽的问题，不希望有一天用血的教训给我们麻痹的思想来上重重的一击。

本文来自公众号：飞行设计与试验