淺談直升機防撞線技術(shù)措施的應用

周強 吳婧宜 程海濤 周肖東

（國網(wǎng)通用航空有限公司，北京 100000）

直升機撞線作為直升機事故的重要類型之一嚴重影響著飛行安全，在美國，撞線造成的事故占到了直升機事故總數(shù)的5%，平均每周就會有兩架直升機遭遇撞線問題。主要是因為一方面在一般飛行速度下，線纜的威脅很難觀察到，加上光線原因，飛行員視覺上容易忽視，另一方面撞線的后果往往非常嚴重。長時間執(zhí)行電力作業(yè)的直升機，面臨撞線的風險就更高了。近幾年，國內(nèi)民用直升機運行中發(fā)生多起事故，給國家和人民生命財產(chǎn)造成重大損失。

1 事故分析

分析國內(nèi)2018 年6 月至2020 年10 月所發(fā)生的20 起直升機事故原因，其中人為原因17 起，天氣原因2 起，機械原因1 起。人為原因?qū)е碌?7 起事故中，直升機撞線7 起，直升機動態(tài)翻滾2 起，機組成員誤碰操作系統(tǒng)2 起，直升機撞山1 起，直升機喪失尾槳效應1 起，直升機旋翼地面?zhèn)? 起，其他原因1 起。根據(jù)統(tǒng)計顯示，撞線所導致直升機發(fā)生事故的占比最大，且致死率為100%。由此可見，撞線對低空直升機運行是最致命的。

2 分析直升機防撞線的手段

2.1 從直升機內(nèi)部方面分析

可通過硬件改裝或能力提升，硬件改裝方面包括加裝最大可視范圍改裝套裝(MPVK），如魚泡眼艙門、透明地板等。魚泡眼艙門可顯著提高水平方向以及右側(cè)下方的可視范圍，即使穿戴頭盔也不會影響；透明地板顯著提高垂直范圍前側(cè)，后側(cè)以及正下方的線纜狀況，增加了垂直視圖十倍之多，為飛行員和電力作業(yè)人員的可視能力提供保障。MPVK 能大幅提高低空作業(yè)能力和安全性，尤其是執(zhí)行復雜的電力作業(yè)項目，如電力巡線、帶電檢修等，避免直升機在進行電力作業(yè)時發(fā)生撞線事故。改裝后實物圖如圖1 所示。

圖1

改裝后機組人員可視能力對比如圖2 所示。

圖2

能力提升方面包括通過機組資源管理CRM訓練，必要的訓練培訓有助于直升機撞線事故的預防，機組資源管理(CRM)訓練，不僅適用于飛行員，還適用于直升機上搭乘的電力作業(yè)人員。在有線纜的復雜環(huán)境中作業(yè)時，讓直升機上每個人都參與到如何避免防撞線的工作中來是至關重要的。據(jù)統(tǒng)計，在撞線事故中飛行員的機長經(jīng)歷在1000 小時左右的比例最高。主要原因是飛行員的飛行經(jīng)歷不斷增加，操縱技術(shù)趨于成熟，但對于低空飛行的復雜性、危險性并未有充分的認識，易憑經(jīng)驗飛行，忽視規(guī)章、制度，安全意識淡薄，思想麻痹大意，盲目蠻干，這些都是造成撞線事故的原因。CRM應當作為預防撞線事故課程的核心組成部分，對所有參與低空飛行作業(yè)尤其是電力作業(yè)的人員進行正式培訓。

一是加強對作業(yè)區(qū)域環(huán)境的勘察，掌握飛行過程中對高壓線纜的識別。飛行作業(yè)前應對作業(yè)區(qū)域進行地面線纜勘察，飛行作業(yè)時再次進行空中勘察確認，飛行員空中視察飛行后，要做好作業(yè)區(qū)域內(nèi)相應的標記，認真研究作業(yè)環(huán)境，不能僅憑印象實施作業(yè)；同時，要對飛行作業(yè)區(qū)域外的環(huán)境做好勘察，以防出現(xiàn)需要飛出作業(yè)區(qū)域的緊急情況時，有備選的著陸場地。電力作業(yè)過程中要注意避免在陽光直射并影響視野的角度下飛行，飛行時視線要放遠，并且不要在儀表上停留過長時間，容易造成飛行員對高壓線路的短暫丟失。地面上的物體和地標，可以幫助識別線纜的存在。房屋和廠房等建筑物、道路旁邊、河上空、山上、山谷等地方很可能存在線纜。此外，電線桿或線塔可以提供電線方向和高度的指引。通過識別至少兩個以上的線桿、塔，飛行員可以目視線纜的路徑。絕緣子的方向，可以指示電線是否繼續(xù)在同一方向或轉(zhuǎn)彎。應知道線纜在不同的角度觀察的樣子，在某些角度，線纜不容易被觀察到。要意識到在勘察飛行中，雖然線桿、塔為飛行員提供了線纜存在的最可靠的指標之一，但線桿、塔本身并不總是容易看到的，可能會漏掉一些線纜，因為目視勘察并不是永遠可靠的。例如，電線桿經(jīng)常與地面的植被混雜在一起，很容易被樹葉和樹木隱藏難以被發(fā)現(xiàn)，隱藏的電線桿會極大增加撞線的風險。單一的線纜可能是最大的危險，因為它們很難從空中觀察到，而且農(nóng)村地區(qū)可能在最意想不到的地方遇到。此外，正確判斷距離的能力會因視錯覺而受到曲解。當與較低的線一起查看時，較高的線看起來更遠。這種視錯覺只在距離不足100 米的情況下才會發(fā)覺，因此飛行員幾乎沒有時間做出反應。

二是加強飛行人員在電力作業(yè)的技巧培訓，規(guī)范進入、退出、穿越高壓線纜的方法。當直升機進入巡線區(qū)域后，首先確定所巡線路，根據(jù)所巡線路周圍障礙物及線路交叉情況，選擇合適的進入位置和角度。一般應選擇與線路平行的進入方法，與線路的夾角不大于45 度，如圖3 所示。

圖3 進入方法

不允許在檔中橫穿線路，如圖4 所示。

圖4

不得盲目跟蹤帶有交叉的線路，如圖5 所示。

圖5

線上作業(yè)時，直升機應在線路正上方距離導線約100-150m高度、約42-100km/h 速度飛行（具體飛行參數(shù)因設備性能差異，作業(yè)前飛行人員與航檢員溝通確定），偏離線路中心線不宜超過20 米，最大不應超過30 米；飛行方式見圖6。

圖6

飛行作業(yè)中，針對山區(qū)線路高差較大區(qū)段，當從高處向低處作業(yè)時可采取平飛或緩慢降低高度；也可出線采取爬坡作業(yè)的作業(yè)模式（從山谷向山峰飛）。山區(qū)作業(yè)時，應盡量沿山脊飛行，避免沿山谷飛行。沿山谷的轉(zhuǎn)彎尤其危險。起降點在谷內(nèi)時，可以采用先爬升高度再增大速度的方式起飛。在穿越線纜時，飛行員應操作直升機盡量從線塔上空穿過。

三是做好機上人員的協(xié)同溝通，不僅是飛行員，包括電力作業(yè)人員，對存在的風險點作出必要提示。執(zhí)行低空電力作業(yè)飛行時建議配備雙人制機組。雙人制機組可以有效溝通，提高對障礙物的觀察和情景意識，同時確保機上每個人，包括電力作業(yè)人員都應充分認識到該次任務各種風險點以及在緊急情況下的處置預案。人的眼睛存在生理局限性，當直視前方時，每只眼睛的正常視野垂直約120 度，水平約200 度，能夠清晰和詳細地感知物體的視野要窄得多。要使飛行員看到線桿，它們必須位于70 度的角度內(nèi)。當線纜跨度很大時，就會不容易被發(fā)現(xiàn)，在這種情況下，飛行員專注于線桿，識別潛在線纜危險的能力就會降低。配備雙人制機組進行合理的分工可大大提高安全裕度。建議在執(zhí)行任務時，后座電力作業(yè)人員負責對作業(yè)區(qū)域的障礙物和線纜等保持觀察，并適時利用艙內(nèi)通話對飛行員進行提醒。

2.2 從直升機外部方面分析

安裝氣象感應裝置，航空警示球等。因直升機電力作業(yè)本身長期處于低空飛行狀態(tài)，再加上一些特殊地形下的微氣象對飛行安全帶來了較大的風險。夏季低云、山區(qū)大霧都是影響直升機低空飛行的重要氣象因素，尤其在四川、浙江、福建等山區(qū)較多的地區(qū)，電力作業(yè)本身飛行高度低，作業(yè)區(qū)域經(jīng)常進入較多低云或者能見度較差的山區(qū)，使得飛行員更加難以辨認高壓線纜，存在撞線的風險。在山區(qū)等特殊地形的輸電線路桿塔上安裝氣象感應裝置顯得很有必要，裝置的感應端將采集到的風向、風速、能見度等信息傳回一套機載終端設備上集（轉(zhuǎn)下頁）中顯示，能顯示局部位置的具體風向、風速數(shù)值并進行集中對比，如果與周邊地區(qū)差異較大，則會自動向機載設備發(fā)出告警，提醒飛行員在該區(qū)域存在特殊微氣象。能見度信息以電子成像的形式顯示在機載終端設備上，幫助飛行員判斷一些特殊地形的局部能見度信息，提前做好預判，制定更合理的作業(yè)計劃，避免誤入氣象因素較差的區(qū)域作業(yè)，也能作為直升機防撞線的一種輔助手段。航空警示球是一種適用于架空的輸電線路，在線纜上設置的形狀醒目的標志球，以提供警示標志，給執(zhí)行低空飛行的航空器提供目視參考。據(jù)國際民航組織《國際標準和建設措施—機場》附件十四和國家有關規(guī)定，對于架空的輸電線路，尤其是超高壓(50 萬千伏)輸電纜線、跨江輸電纜線，應在線路上設置形狀醒目的航空標志球（航空警示球)。航空警示球一般有白、橙兩種顏色，相間設置，涉及多條電線、電纜等場合，航空警示球設在不低于所標志的最高的架空線高度處，球體材料多為工程增強塑料航空警示球與高壓線電纜的線夾為鑄鋁件，緊固件采用不銹鋼。航空警示球能提示飛行員在飛行過程中與高壓線纜的方位、距離，有效防止直升機撞線。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，運營人應在充分分析電力作業(yè)運行風險的前提下，結(jié)合自身運行情況和作業(yè)區(qū)域地點，制定行之有效的工作程序，以及防撞線的預防措施，強化對參與運行飛行人員、電力作業(yè)人員的訓練，減少運行過程中人為因素引發(fā)的不安全事件，確保飛行安全。

一是加強管理和學習，掌握好飛行中必要的防撞線知識。

二是做好與飛行任務相關成員的溝通，不僅是機上成員，還包括地面人員和管理人員等，提前對作業(yè)區(qū)域進行充分評估，做好風險管控，同時對每次任務存在的風險點作出必要提示。

三是根據(jù)任務需求和安全等因素考慮選擇合適的機型，在現(xiàn)有機型的基礎上盡可能選配或改裝防撞線設備。