AAIB报告的意义及其对航空安全的影响,飞机皮托管的作用

疫情防控放开后,飞机的安全性会降低。并且在其他国家已经有实证了。不过不是因为飞行员太久不飞手生这么简单的原因,的确,疫情时期飞行员的训练和实操时间都大幅减少,尤其是今年上半年,国内航司很多飞行员一个月都飞不了一趟航班,手生是必然的。但是反直觉的是,国外的数据和经验显示,在保证最低限度的训练和实践水平的情况下,飞行员在疫情后因为“手生”,反而会更细致地执行标准程序和检查单,这意味着飞行员能够比疫情前更快地发现并解决问题[1]

很多时候导致不安全事件的是你完全意料不到的原因。比如21年6月,伦敦希思罗机场就在短短三天内报告了三起类似的不安全事件,这三起事件中均报告了飞机的空速指示出现问题,要么是机长和副驾驶两侧读数不一致,要么是读数错误或消失。幸好这三起事件都是在地面就发现了问题,没有造成严重后果。

如果你看过空中浩劫,你大致应该已经猜到是什么原因了。和你想的一样,英国航空事故调查局(AAIB)在调查后发现,这三起事件都是由皮托管堵塞造成的。

此次事件其中一架飞机的皮托管

皮托管是安装在飞机外部用于测量飞机空速的设备,大致是一个朝向飞机前方的空心圆管,皮托管一旦被堵塞就可能会导致空速不可靠,著名的法航447的事故原因之一就是皮托管堵塞。AAIB的进一步调查发现,昆虫是造成堵塞的最可能原因,由于这三起事件中飞机均在希思罗机场停场了数日,并且在抵达希思罗之前并没有报告类似的故障,所以基本可以确定堵塞是在希思罗机场发生的。两天之后,希思罗机场再次报告了一起新的皮托管堵塞事件,这次调查人员甚至能够在皮托管内发现完好的昆虫巢穴和活体幼虫。

半个月之后,一架注册号为G-VKSS的维珍大西洋航空A330从希思罗飞往米兰。起飞后,飞机的 ECAM 发出警告,提示副驾驶一侧的皮托管探头加热器发生故障,机组在空中切换了数据源,继续飞往米兰,并在之后返回希思罗,在此过程中没有进一步的故障报告。在希思罗机场对飞机进行检查后,发现皮托管被用来筑巢的植物碎片和昆虫尸体堵塞

AAIB将这几起事件提取到的昆虫样本送往专业人员处检验,结果发现堵塞皮托管的是一种学名川沟蜾蠃的黄蜂,这些黄蜂通常使用植物茎中的空腔作为筑巢地点,并且在几小时内就能在合适的管状结构中完成筑巢。

在G-DBCG皮托管中发现的活体川沟蜾蠃

奇怪的是,此前AAIB从未如此频繁地收到皮托管堵塞的报告,而在后疫情时期,航班量逐渐恢复的过程中,这些黄蜂也像是恢复了生机,开始不停在飞机皮托管里筑巢,这看似是两件不相关的独立事件。但为了安全起见,英国民航局(CAA)根据 AAIB 的建议下发了安全通告,要求在希思罗机场停场超过12小时的飞机都要安装皮托管套,并且对所有停靠在希思罗机场的飞机起飞前两小时内进行详细的目视检查。

同时,AAIB也在调查这类突发虫害的起因,而后来的调查报告揭示了一个让人意想不到的结果:导致希思罗机场虫害的根本原因是新冠疫情。

希思罗机场是世界上最繁忙的机场之一,疫情期间,由于航班量骤减,希思罗机场的二氧化氮污染物排放量也明显减少,但与直觉相反的是,二氧化氮浓度的降低反而导致了地面臭氧浓度的提高。人为排放的氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs),在高温光照条件下二次转化形成臭氧,由于光化学反应的“链式反应”非线性的特点,其浓度会经常跟排放变化相反。VOCs可以产生OH自由基和HO_2自由基,当氮氧化物相对过量时,可以和大气中的这些自由基反应,起到消耗自由基的作用,也就间接减少了臭氧的生成。

可疫情期间,航班量骤减,机场的二氧化氮浓度下降过快,自由基就如挣脱了锁链,浓度反而升高。这些自由基迫切需要找到其他污染物发生反应,于是在光的作用下反而促进了臭氧的生成[2]。结果就像按下葫芦浮起瓢,二氧化氮浓度降低,反而导致地面臭氧浓度升高。

大气化学中经典的EKMA曲线显示了NOx和VOCs对于臭氧生成的复杂关系同时,花朵也会释放 VOC, 这些 VOC 也正是花香的来源,有助于蜂类等传粉者根据气味踪迹定位花朵的存在。花朵排放的 VOC 的氧化降解可能会降低它们在气味羽流中的浓度,导致了花朵对蜂类的吸引力降低。Science上的一篇研究也实证了环境空气中的高臭氧浓度会对花朵对传粉者的吸引力产生显着的负面影响[3]。当花香被臭氧破坏,黄蜂们自然不得不扩大活动范围寻找新的花朵。另外,疫情期间航班量减少也导致机场的噪音和振动水平大幅下降,在整个英国,疫情封锁期间振动减少了 50%,城市噪音减少了 5 分贝(安静 60%)[1]。噪音和振动在平常也会阻止昆虫在机场安家。就这样,新冠疫情影响航空出行,航空出行的减少影响机场臭氧浓度,臭氧浓度的升高导致黄蜂飞到更远的地方找寻花朵,航班减少带来的较低噪声水平共同导致了黄蜂来到机场找寻新的栖息地,而飞机皮托管独特的构造又完美符合黄蜂筑巢的环境,最终造成了多起堵塞皮托管的事件,这些事件又随着疫情管控的放开,航班量的恢复而暴露出来。

这个神奇的例子说明,航空运输业步入现代以来,人类还从未经历过如此长时间,大规模的封锁,因此缺乏先前经验可供参考,也缺乏安全地从封锁中重返蓝天的经验,可能会出现很多预料不到的连锁反应影响航空安全。就像这些事件中还存在一些无法解释的事情,比如那架飞往米兰的飞机皮托管中的昆虫种类并非上文提到的川沟蜾蠃,而是一种毛切叶蜂,这种蜂通常生活在欧洲大陆,在英国极其罕见。皮托管中检出的植物碎片也被证实来自欧洲大陆,也就是说皮托管是在米兰被堵塞的。然而这架飞机仅仅在米兰停留了90分钟,并且飞机在地面冷却期的温度也不适合蜂类筑巢。而飞机在希思罗停场了约2周,因此更有可能在希思罗停场时被堵塞。这样一来矛盾就产生了。并且AAIB至今也未能得出合理的结论[1]。除此之外,尽管我之前说过,有标准程序和检查单在,飞行员操纵方面的“手生”可能并不会影响航空安全。但长期减少训练和航线飞行,对飞行员的复原力(Resilience)会产生消极影响。欧洲航空安全局(EASA)将航空领域的“复原力”定义为“飞行机组成员识别、吸收和适应干扰的能力”[4],也就是当飞行中出现意料之外的情况时,飞行员能够多快多好地应对干扰和危机的能力。比如,当飞机突然出现意料之外的故障,飞行员会产生惊吓效应,这是一种不可避的生理反应。而高复原力的飞行员能够比低复原力的飞行员更快地脱离惊吓,恢复正常反应。这在很多时候都能提高安全性。

尽管新冠疫情会在客观上影响航空安全,并且随着管控放开,航班量恢复,这些问题会逐步暴露出来。但民航业也早已意识到这些问题,并且着手应对。例如,IATA和EASA早在2020年就发布了针对疫情期间长期停场的飞机重新返回服务的指南[5] [6],ICAO也组建了理事会航空恢复工作组(CART)[7],为政府和行业运营商提供实用、一致的指导,以恢复国际航空运输并在全球协调的基础上摆脱疫情的影响。

而关于飞行员复原力的问题,行业内早已开始遵循基于能力的训练方法(CBTA),通过科学合理的复训帮助飞行员的复原力恢复。相较传统的基于任务的培训,也就是将工作分解为一项项可预测的任务,CBTA为机组人员培训定义了九种通用的“能力”,通过训练提高这些能力,飞行员可以胜任更广泛,更不可预测的环境。中国民航已经在21年开始试点一种CBTA训练方法——循证训练(EBT)[8],即基于实际数据源,例如飞行数据分析、航空安全报告、航线运行安全审计(LOSA)等而进行针对性能力训练,这也是国际航空业界目前最先进的训练方法之一。

所以,回到你的问题,后疫情时代的民航会不会更加不安全?答案是,客观上会,但事在人为。这不光是飞行员自己的课题,也是民航安全当局和全体民航业界需要共同面对的挑战,他们做得好,安全性才会有保障。

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