V-22“魚鷹”飛機(jī)典型事故淺析

徐 輝，張大尉

（1.海裝駐南昌地區(qū)軍事代表室 ，江西 南昌，330024；2.航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

自20世紀(jì)50年代起，世界上多家飛機(jī)公司開始探索制造一種可以垂直起落或者短距起落的運(yùn)輸機(jī)，包括美國的 XV-3、XV-15及前蘇聯(lián)/俄羅斯的Brathukin等。其中，在XV-15的設(shè)計理念和技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是目前世界上唯一一款具有實用價值的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。該機(jī)具備速度快、垂直起降等綜合特點，可迅速將部隊和補(bǔ)給送到敵人的防線后方及陸軍難以到達(dá)的地帶，在攻擊的時候更是像自然界的猛禽一樣加速俯沖，給敵人致命一擊。盡管V-22帶來的威懾力巨大，但由于種種原因，至今為止已有多人死于V-22的意外事故[1]。

1 V-22“魚鷹”典型事故分析

V-22“魚鷹”不管在20世紀(jì)末還是現(xiàn)今，都是一型出色的武器裝備，但其可靠性、安全性等卻成為制約其發(fā)展和效能發(fā)揮的“軟肋”——從試飛開始就一直事故不斷。1989年首飛后，V-22開始進(jìn)入密集的飛行測試階段，在此期間，共發(fā)生了4起重大事故，造成30多人死亡，為此，美軍曾兩度停飛該型戰(zhàn)機(jī)。據(jù)美國海軍陸戰(zhàn)隊安全部與空軍安全中心透露，在2006年10月至2011年9月的5年時間中，共發(fā)生58起不同程度的事故，重則造成死傷，輕則機(jī)身損壞嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計，自V-22量產(chǎn)以來的10多年間，公開的飛行事故至少有70余起。

1.1 試驗階段的4起墜機(jī)事故

1.1.1 第一起墜機(jī)事故

1991年6月11日，編號為5號的V-22飛機(jī)在垂直起飛后很快就發(fā)生墜毀，兩名機(jī)組人員幸存，沒有受重傷。經(jīng)事故調(diào)查分析，確定導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)生墜毀事故的直接原因是：由于飛機(jī)組裝上的粗心大意，飛機(jī)上3個傾斜陀螺儀有2個被接上了錯誤的配線，導(dǎo)致飛行員無法對飛機(jī)態(tài)勢進(jìn)行判斷，引發(fā)事故。該事故屬于人為質(zhì)量和檢驗不到位引發(fā)的質(zhì)量事故。

1.1.2 第二起墜機(jī)事故

1992年6月20日，編號為4號的V-22飛機(jī)正在空中由水平飛行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為垂直盤旋狀態(tài)，當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)備著陸的時候，飛機(jī)發(fā)生墜毀，機(jī)上有7名海軍陸戰(zhàn)隊員遇難。經(jīng)事故調(diào)查分析，飛機(jī)在準(zhǔn)備垂直著陸的時候，油箱里滲漏出來的油流入到了右邊的二號發(fā)動機(jī)艙底部，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)立即起火。從設(shè)計上來說，在其中一個發(fā)動機(jī)損壞的情況下，V-22還能夠依靠剩下的另一個發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力，通過復(fù)雜的橫向互聯(lián)桿驅(qū)動系統(tǒng)（ICDS）為兩個螺旋槳翼提供動力，保證飛機(jī)安全著陸[2]。但是在該次事故中，發(fā)動機(jī)起火產(chǎn)生的熱量同時損壞了連接兩個螺旋槳的橫軸，使飛機(jī)完全失去動力，導(dǎo)致墜毀。

該事故原因主要有兩個：一是質(zhì)量問題，飛機(jī)油箱滲油是導(dǎo)致該事故發(fā)生的根本原因；二是設(shè)計考慮欠周，橫軸設(shè)計可能存在未考慮發(fā)動機(jī)起火的耐熱性設(shè)計問題。

1.1.3 第三起墜機(jī)事故

2000年4月8日，在一次難度較大的夜間模擬操作測試中，19名海軍陸戰(zhàn)隊隊員駕乘著14號V-22準(zhǔn)備從敵人的基地里營救出被綁架的使館工作人員。測試要求飛機(jī)接近敵人的房屋，并且在營救成功后采用高轉(zhuǎn)速模式降落到圖森機(jī)場。結(jié)果V-22在降落的過程中墜毀，機(jī)上19名乘員全部遇難。經(jīng)事故調(diào)查分析，飛行員在采用直升機(jī)模式準(zhǔn)備著陸時，突然發(fā)現(xiàn)其即將撞上前面的飛機(jī)，為了避免撞機(jī)，迅速降低飛行速度、加快降落速度，提高螺旋槳轉(zhuǎn)速，在離地面大約300英尺的時候，遇到了葉片失速和氣流渦環(huán)狀態(tài)的雙重影響，一側(cè)的旋翼突然失去動力，而另一側(cè)的旋翼仍然在繼續(xù)轉(zhuǎn)動，飛機(jī)立即發(fā)生快速翻滾，直至最后墜毀在地。

該事故原因主要有：一是設(shè)計缺陷，V-22在設(shè)計過程中未能解決飛機(jī)可能遇到的渦環(huán)狀態(tài)問題；二是飛行測試項目被強(qiáng)制性減少，進(jìn)一步使得“渦環(huán)”事故風(fēng)險無法得到釋放。

1.1.4 第四次墜機(jī)事故

2000年12月11日，編號為18號的V-22在完成了一次夜間訓(xùn)練任務(wù)、返回北卡羅來納州的新河基地時，飛機(jī)發(fā)生墜毀，機(jī)上4名海軍陸戰(zhàn)隊隊員喪生。經(jīng)事故調(diào)查分析，飛機(jī)在返航過程中，突然出現(xiàn)了一套液壓系統(tǒng)失靈而另一套液壓系統(tǒng)還能繼續(xù)正常工作的狀況。面對飛機(jī)出現(xiàn)的警報和警示燈，為了確認(rèn)故障源，飛行員采取了系統(tǒng)復(fù)位操作，而由于軟件系統(tǒng)也存在缺陷，飛行控制系統(tǒng)無法控制螺旋槳螺距角，反復(fù)操作后，飛機(jī)仍不斷減速、偏離航線，槳距始終無法恢復(fù)到正常狀態(tài)，最終導(dǎo)致飛機(jī)失速墜毀。

該事故原因主要是液壓系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)出現(xiàn)重大質(zhì)量問題。

1.2 服役期間的重大事故

2005年秋，V-22獲得了全面生產(chǎn)的批準(zhǔn)，2007年，首架MV-22B被海軍陸戰(zhàn)隊迅速部署到伊拉克。2009年，CV-22開始交付空軍特種作戰(zhàn)司令部，截止到2014年，服役數(shù)量已經(jīng)超過200架。V-22在服役期間又發(fā)生了多起重大事故，分別如下：

2010年4月，一架CV-22在阿富汗執(zhí)行補(bǔ)給與滲透任務(wù)時，遭敵方炮火擊落，造成4人喪生、16人受傷。2012年4月，一架MV-22在聯(lián)合訓(xùn)練演習(xí)中故障墜毀，造成2人喪生、2人受重傷。2012年6月，一架CV-22在訓(xùn)練中故障墜毀，造成5人受傷、無人喪生。2015年5月，一架CV-22在夏威夷基地降落時墜毀，造成1人喪生、21人受傷。2016年12月，一架MV-22在沖繩縣名護(hù)市東方外海迫降時墜毀，造成2人受傷。2017年1月29日，一架V-22“魚鷹”軍用運(yùn)輸機(jī)在也門執(zhí)行突襲任務(wù)中墜毀，造成1人死亡、3人受傷。

由于保密原因，V-22服役期間發(fā)生事故的詳細(xì)原因均未公開披露，僅能通過披露的相關(guān)信息以及試驗階段的事故源進(jìn)行推敲。

1.3 原因分析

從V-22的事故史中可以看出，其在試驗階段及服役期間出現(xiàn)大量的事故并非偶然，這和其設(shè)計理念及特定時期裝備需求的緊迫性息息相關(guān)，是內(nèi)因與外因共同產(chǎn)生的共振。在內(nèi)因上，飛機(jī)本身存在的氣動“渦環(huán)”狀態(tài)、飛控系統(tǒng)的不穩(wěn)定、單臺發(fā)動機(jī)失效等缺陷是根本原因；而頂層規(guī)劃不科學(xué)、進(jìn)度安排不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)韧獠恳蛩?，?dǎo)致飛機(jī)測試不充分、飛機(jī)能力完善不足，進(jìn)一步加大了事故發(fā)生的概率[3]。

一是大量采用尚未成熟的新技術(shù)，設(shè)計缺陷帶來的事故層出不斷。V-22雖然已經(jīng)經(jīng)歷了漫長的預(yù)先研究、演示驗證以及型號研制過程，但在氣動干擾、旋翼傾轉(zhuǎn)過程中的飛行力學(xué)與控制、可靠性設(shè)計等方面的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全得到突破，飛機(jī)在實際使用過程中存在諸多不確定因素，而官方為了推進(jìn)其研制進(jìn)程，針對出現(xiàn)的這些不確定因素多是“治標(biāo)不治本”，導(dǎo)致事故一再發(fā)生。目前來看，“魚鷹”面臨的主要設(shè)計缺陷是在降落和低速俯沖過程中遭遇的復(fù)雜氣流問題，其中尤以氣流渦環(huán)最為致命。據(jù)統(tǒng)計，目前已知的事故中，大約30%都是因為氣流渦環(huán)導(dǎo)致的。一方面存在設(shè)計帶來的先天缺陷，戰(zhàn)場適應(yīng)性不夠強(qiáng)；另一方面，由于裝備數(shù)量有限，飛行數(shù)據(jù)和缺陷反饋的積累尚不足以支撐型號研制的深度改進(jìn)，先天因素和后天因素疊加融合，使得V-22成為“嬌貴之身”，隨時有可能面臨“殞身”的下場。

二是質(zhì)量控制意識薄弱，重復(fù)質(zhì)量問題帶來的事故隱患較多。V-22的聯(lián)合承包商之一——貝爾公司和專門為V-22制造復(fù)材機(jī)身的波音公司賓夕法尼亞州雷德里旋翼飛機(jī)制造廠已經(jīng)通過了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO9001認(rèn)證。援引波音公司1999年的一份文件的話，“其旋翼飛機(jī)制造完全是符合世界級的生產(chǎn)和質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)的”。然而，試驗階段的4次墜機(jī)事故中，有3起是安裝了未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的零件、未知的軟件或者未知的質(zhì)量控制裝配線所引起的。在2000年12月的V-22墜機(jī)事件之后的操作評估中，時任美國國防部操作測試和評估組主管的菲利普·科伊爾強(qiáng)調(diào)：“V-22的液壓動力系統(tǒng)有170處質(zhì)量缺陷”，造成當(dāng)時所有的V-22都被召回，等候檢查和改進(jìn)。即便如此，改進(jìn)后的V-22在飛行測試中仍然頻繁重復(fù)出現(xiàn)質(zhì)量事故。

三是關(guān)鍵性能測試不夠充分，飛行員屢屢被迫以身犯險。美國國防科學(xué)部的特遣部隊測評組在針對2000年8月和12月發(fā)生的墜機(jī)事故的報告中指出：“為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)以及加快研發(fā)進(jìn)度，對飛行安全非常重要的飛行控制系統(tǒng)發(fā)展測試（FCSDFQ）在V-22身上被嚴(yán)重的縮減了?！眻蟾嬷羞€提到，根據(jù)海軍陸戰(zhàn)隊對事故的調(diào)查，證實了測試項目被縮減的說法。海軍陸戰(zhàn)隊在調(diào)查報告的第七章寫到，“原本所需要進(jìn)行的飛行測試是103項，為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)和縮短研發(fā)周期，最終只進(jìn)行了49項測試，而且在這49個測試項目中，只有33項是在正常飛行狀態(tài)下進(jìn)行的，另外16項都是在低速飛行時進(jìn)行的，而且所裝載的乘員數(shù)量也沒有達(dá)到要求?！蓖瑫r，由于一些測試項目要求過高，如長久以來就一直困擾著各種旋翼飛機(jī)的氣流渦旋狀態(tài)，由于測試環(huán)境要求較苛刻，測試項目被強(qiáng)制性的從103項減少到了33項，幾乎減少了68%的測試數(shù)目。

四是飛機(jī)實際能力不足，飛行員在面對危急情景時進(jìn)退兩難。美國國防部的調(diào)查報告有這樣的陳述：“當(dāng)V-22高速降落的時候，其螺旋槳葉片會被自身產(chǎn)生的下洗氣流包圍，這將很有可能使飛機(jī)失去向上的動力，而直接墜落到地面。如果一側(cè)的螺旋槳葉片陷入了氣流渦環(huán)狀態(tài)，導(dǎo)致飛機(jī)該側(cè)的升力低于另一側(cè)，飛機(jī)立刻就會開始翻滾，并且很快就會機(jī)頭朝下墜毀在地——一個倒栽蔥式的機(jī)毀人亡?！比绻鸙-22要在敵人嚴(yán)密防守的地區(qū)進(jìn)行低空高速降落，對飛機(jī)上的人來說，結(jié)果將是悲劇性的。而如果減慢飛機(jī)的降落速度，確實能有效減小這種亂流，但是在戰(zhàn)場上，在面對地面有敵人防守的時候，如果采用慢速降落的方式，將使V-22在降落過程中成為一個大靶子，地面敵對分子輕易便可將其擊落。因此，V-22飛機(jī)在敵人的防區(qū)降落是一件兩難的事情。正是出現(xiàn)類似的種種限制條件，使得原本被吹噓的各種能力被無形削弱，飛行員在實際使用中極易陷入進(jìn)退兩難的局面。

2 發(fā)展啟示及建議

V-22由于其自身的戰(zhàn)技術(shù)能力和使用特點，給美軍帶來的巨大軍事效益顯而易見，這也是為什么在事故率如此高、價格如此昂貴的情況下美軍仍繼續(xù)采購使用的根本原因。根據(jù)上述對V-22在試驗階段及服役期間發(fā)生的事故進(jìn)行分析和研究，對我國后續(xù)發(fā)展傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)裝備有以下啟示。

（1）頂層發(fā)展路線規(guī)劃是實現(xiàn)新型武器裝備發(fā)展的墊腳石和指明燈

頂層發(fā)展線路規(guī)劃主要描述新研武器裝備在不同階段的技術(shù)方向、發(fā)展途徑、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)以及周期安排，為新型武器裝備及其配套技術(shù)的體系化發(fā)展規(guī)劃提供支撐。美國V-22雖然經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的技術(shù)積累，但由于美軍對其寄予的希望過高，而工業(yè)部門及相關(guān)人士又對其能力及進(jìn)度過度吹捧，使得V-22的研制、測試以及后續(xù)的交付使用脫離其既定規(guī)劃，導(dǎo)致向前的步子跨得太大，多項危及飛機(jī)和人員安全的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全被攻克，飛機(jī)各種特性尚未完全掌握，飛機(jī)能力尚未得到全面完善，飛機(jī)各種質(zhì)量問題的深層次原因無法徹底查明，最終引起飛機(jī)事故不斷，使一代名機(jī)掛上“寡婦制造機(jī)”的臭名。

目前，雖然美國V-22的作戰(zhàn)優(yōu)勢已日益凸顯，日本自安倍政權(quán)上臺后，亦大量引進(jìn)V-22，對我東海領(lǐng)域形成軍事威脅，因此，我國發(fā)展一型類似V-22的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)裝備已勢在必行。然而，我國在傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)方面相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)尚未吃透，頂層目標(biāo)圖像尚不清晰，需盡快深化體系作戰(zhàn)需求，充分借鑒和吸取美、俄等國的成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)，制定頂層發(fā)展路線規(guī)劃，穩(wěn)步推進(jìn)傾轉(zhuǎn)旋翼裝備的發(fā)展。

（2）關(guān)鍵技術(shù)驗證與突破是發(fā)展新型武器裝備的重大前提

美國V-22的發(fā)展史確切的說是一個技術(shù)提出及技術(shù)驗證的過程，根據(jù)前期提出的需求及方案研究成果研制驗證機(jī)進(jìn)行技術(shù)演示驗證，從而提升關(guān)鍵技術(shù)成熟度。1955年，第一架XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼驗證機(jī)以直升機(jī)模式進(jìn)行了首次起降飛行試驗，發(fā)現(xiàn)旋翼系統(tǒng)氣動不穩(wěn)定，因此將XV-3的3葉槳葉鉸鏈?zhǔn)叫硐到y(tǒng)改為2片槳葉半剛性旋翼系統(tǒng)以改進(jìn)氣動指標(biāo)；1977年，XV-15第一架原型機(jī)開展了懸停技術(shù)驗證；1979年，XV-15第二架原型機(jī)開展了傾轉(zhuǎn)技術(shù)驗證；XV-22開展的氣動試驗驗證、飛行力學(xué)與控制技術(shù)驗證等就更多了。盡管美國在發(fā)展V-22過程中開展了多項關(guān)鍵技術(shù)驗證，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)成熟度已非常高，但在型號實際使用過程中，仍產(chǎn)生了大量新技術(shù)不成熟帶來的事故。

雖然我國在直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)積累了成熟的應(yīng)用經(jīng)驗，但在直升機(jī)與固定翼飛機(jī)兩者轉(zhuǎn)化及融合方面的研究尚處于理論研究階段，在旋翼-機(jī)翼的氣動干擾、旋翼傾轉(zhuǎn)過程中的氣動特性、旋翼傾轉(zhuǎn)過程中的飛行力學(xué)與控制、機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)的可靠性等關(guān)鍵技術(shù)成熟度不高，難以支撐型號研制。隨著我國對傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的需求日益突出,在開展相關(guān)理論研究外,迫切需要開展相關(guān)技術(shù)驗證工作。建議在現(xiàn)有直升機(jī)裝備及傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)理論研究前提下，在完成相關(guān)技術(shù)初步驗證后，進(jìn)一步開展傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的原型機(jī)演示驗證。

（3）全壽命周期質(zhì)量管控是保障作戰(zhàn)任務(wù)完成與作戰(zhàn)人員安全的長期工程

從V-22發(fā)生的事故上看，測試階段四大墜機(jī)事故中，有3起是質(zhì)量問題引起的，小事故則更頻繁，僅2004年8月到2005年1月之間，就發(fā)生了6起因為潤滑劑泄漏和鉻鎳鉬耐熱鋼制成的變速箱軸承鉻片脫落而造成的緊急迫降事故，其他類似安裝面板脫落問題、油冷風(fēng)扇分離問題，以及由于飛行控制系統(tǒng)的原因而引起的飛行中不受控制的左右振動搖擺等問題則更多。V-22身上背負(fù)的眾多質(zhì)量問題，不僅使其在盛名之下蒙受污點，更使得即將踏上戰(zhàn)場的飛行員及士兵們感到無助甚至絕望，從心理上大大遏制了作戰(zhàn)能力的發(fā)揮，甚至影響作戰(zhàn)任務(wù)的完成。

因此，在新研武器裝備時，必須從全壽命周期進(jìn)行質(zhì)量管控。質(zhì)量管控不僅在生產(chǎn)階段以及交付使用階段，在裝備研發(fā)階段更是重中之重。質(zhì)量管控從研發(fā)開始抓起，不僅可以節(jié)省后期生產(chǎn)使用過程中的大量質(zhì)量審查工作以及縮短裝備改進(jìn)周期，還能從根本上避免質(zhì)量問題的復(fù)發(fā)。

（4）充分開展測試是掌握新型武器裝備性能、獲取數(shù)據(jù)支持、促進(jìn)裝備改進(jìn)的必要手段

一型新裝備的發(fā)展和應(yīng)用，特別是應(yīng)用了諸多新技術(shù)的武器裝備，最需要的就是大量開展測試試驗，盡可能通過測試手段掌握其各種特性、獲取各個狀態(tài)下的參數(shù)數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)數(shù)據(jù)反饋結(jié)果對飛機(jī)進(jìn)行反復(fù)迭代優(yōu)化改進(jìn)，實現(xiàn)新裝備的自我完善，提升人對裝備的綜合認(rèn)識。V-22由于測試條件、研制周期等因素，前期大量壓縮難度較大的測試科目，導(dǎo)致后期事故率高且持續(xù)時間長，后期即使經(jīng)歷十余年的應(yīng)用探索仍未使事故率得到有效降低。因此，我國在規(guī)劃發(fā)展和應(yīng)用新型武器裝備的同時，必須根據(jù)其技術(shù)特點及難度，通過謀劃其測試條件及測試周期，力求在裝備投入使用前充分掌握其武器性能，并完成裝備的優(yōu)化改進(jìn)，降低后期事故發(fā)生概率。