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作者：埃蘭·海德

自 2013 年以來，直升機行業所做的一切都未能有效阻止目視飛行規則（VFR）誤入儀表氣象條件（IMC）的事故發生。有什么辦法能阻止嗎？

2020 年 1 月 26 日，星期天早上，我在加州卡馬里奧的一家酒店房間里醒來。我原計劃當天在卡馬里奧機場進行一些飛行訓練，但前一天晚上感冒了，取消了計劃。我望向窗外，發現那天早上我本來也飛不了多少：霧太濃了，幾乎看不清街對面。

美國國家運輸安全委員會調查員卡羅爾·霍根正在檢查西科斯基 S-76B 的殘骸。這架飛機于 1 月 26 日在加州卡拉巴薩斯附近墜毀，造成包括科比·布萊恩特在內的9人死亡。照片來源：NTSB/詹姆斯·安德森

大約上午 9 點 45 分，一架從奧蘭治縣飛往卡馬里奧的西科斯基 S-76B 直升機在卡拉巴薩斯的山坡上墜毀。機上 9 人全部遇難，其中包括籃球傳奇人物科比·布萊恩特和他 13 歲的女兒吉安娜。

得益于大量公開的雷達數據和空中交通管制記錄，主流媒體和眾多博主詳盡記錄了此次事故飛行情況。美國國家運輸安全委員會（NTSB）確認，這架直升機于上午 9:06 從約翰·韋恩機場起飛，向西北方向飛往伯班克 C 級空域，當時該空域正處于儀表飛行規則（IFR）的管制之下。一名空中交通管制員要求飛行員阿拉·佐巴揚（Ara Zobayan）為 IFR 交通等待 12 分鐘，然后批準他以目視飛行規則（VFR）的特殊許可穿越該空域 - 這對直升機飛行員來說并非不尋常的許可。

1月26日，科比·布萊恩特乘坐的直升機航跡及相關空域概覽。圖片來源：NTSB

佐巴揚表示，他計劃沿 101 號公路西行，并被移交給鄰近范奈斯機場的管制員。當他即將飛出范奈斯空域時，他報告了目視飛行規則（VFR）情況，管制員指示他聯系南加州終端雷達進近管制（SoCal Approach）以獲取雷達咨詢服務。但當他在上午 9:39 與南加州進近管制聯系時，被告知他 1,500 英尺（約 460 米）MSL（平均海平面高度）的飛行高度太低，無法保持雷達聯系 - 這對于直升機飛行員來說也不是什么新鮮事。

六分鐘后，佐巴揚再次聯系南加州進近管制，告知他正在爬升至云層之上，并請求咨詢服務。這次是另一位管制員，要求他識別飛行（identify the flight）并說明意圖。在最后一次無線電通信中，佐巴揚說他正在爬升至 4,000 英尺（約 1,220 米）。確實，雷達數據顯示 S-76 穩定爬升至 2,300 英尺MSL（約 710 米），后來發現它距大面積云層頂部僅 100 英尺（30 米）。

ADS-B 在飛行的最后一分鐘恢復運行。圖片來源：NTSB

但隨后直升機開始左轉。八秒后，它在繼續轉彎的同時開始下降，最終下降率達到了驚人的每分鐘 4,000 英尺（1,219 米）以上。下方霧蒙蒙的山地自行車道上，一位目擊者看到這架藍白相間的直升機從云層中沖出，沿著向前下降的軌跡飛行，向左橫滾，然后在他下方約 50 英尺（15 米）處撞擊地面，撞出一個近一米深的撞擊坑。

這，對直升機來說也不是什么不尋常的事。

事實上，無論 NTSB 調查最終揭示出何種原因，我認識的直升機業內人士中沒有人對此感到特別困惑。這是因為事故發生的大致情況 - 一架 VFR 直升機飛入云層，并在短時間內墜毀在地面上 - 大家都太熟悉了。

氣象攝像機拍攝的圖像顯示了事故發生時周圍的云頂。圖片來源：NTSB

2015 年，我編制了一份電子表格，記錄了 2001 年至 2013 年間美國發生的此類事故。（美國境外也發生過許多此類事故，但 NTSB 提供了一個獨特、全面且可搜索的數據庫。）我發現，符合在儀表氣象條件 (IMC) 下繼續按照目視飛行規則 (VFR) 飛行的典型直升機事故 - 通常與因空間定向障礙導致的失控有關 - 在美國平均每年發生三到四起，而且通常都是致命的。

科比·布萊恩特墜機事故發生后，我回過頭更新了我的電子表格，發現情況并沒有太大變化。如果說有什么不同的話，那就是 2019 年最終可能會被證明是此類“意外 IMC”事件特別致命的一年，這取決于 NTSB 的調查結果（針對這類事故的調查僅到 2018 年初）。

卡拉巴薩斯附近墜機區域的殘骸分布圖。圖片來源：NTSB

這表明，自 2013 年以來，美國聯邦航空局（FAA）和直升機行業所做的一切努力都沒有特別有效地防止此類事故的發生。以下是我們嘗試過的一些措施：將直升機的最低飛行能見度提高到半英里（805 米）；要求空中救護飛行員持有儀表等級；要求空中救護直升機配備地形感知與告警系統（HTAWS）；要求 135 部直升機配備雷達高度表，以及 135 部飛行員接受意外進入 IMC 改出訓練；告訴飛行員在惡劣天氣下“趕緊降落直升機”；以及我自己撰寫了無數篇類似這樣的安全文章。

這些都沒起作用。有什么辦法能奏效嗎？還是說直升機行業實際上沒有能力做出有意義的改變？

儀表等級沒有幫助

我最初制作電子表格的目的是確定 VFR 進入 IMC 事故中，像佐巴揚這樣持有直升機儀表等級的飛行員所占比例有多少。要求持有儀表等級通常被認為是解決該問題的一種方法 - 就像目前夏威夷的情況一樣，該州立法者正在倡導所有直升機觀光飛行員都應持有儀表等級。

NTSB 調查員亞倫·索爾和喬什·林德伯格正在準備用無人機繪制 1 月 26 日直升機墜毀殘骸現場地圖。照片來源：NTSB/詹姆斯·安德森

盡管這些事故定期發生，但所幸仍然太少，無法進行嚴格的統計分析，因此我的結論有限。但我觀察到，2001 年至 2013 年期間，美國發生的 VFR 進入 IMC 的直升機墜毀事故中，有一半飛行員持有直升機儀表等級，另有六起事故中的飛行員持有固定翼飛機儀表等級證書。此外，由于這些飛行員通常受雇于商業機構，并搭載乘客或機組人員，因此他們造成的死亡人數比非儀表等級飛行員（后者通常是駕駛私人飛機的私人飛行員）多 22 人。

當我回顧 2014 年至 2018 年 1 月發生的 VFR 進入 IMC 事故時，我發現持有直升機儀表等級的飛行員比例甚至更高 - 超過 70% - 他們造成了 23 人死亡，而非直升機儀表等級飛行員僅造成了 5 人死亡。這可能反映出儀表等級已成為直升機飛行員日益普遍的就業要求，正如 FAA 在 2014 年的規定要求直升機空中救護飛行員必須持有儀表等級一樣。

無人機拍攝的靜態圖像，重現了事故直升機的航跡。該圖像捕捉到了直升機最后一個 ADS-B 目標的位置和高度。照片來源：NTSB

科比墜機事故發生后，許多固定翼飛行員立即表示遺憾，因為佐巴揚駕駛的是獲得 IFR 認證的直升機，卻沒有選擇遵守 IFR 規則（ FAA 后來才確認，他的雇主島嶼快運直升機公司[Island Express Helicopters] 僅獲得 VFR 運營認證）。但正如我在 2015 年那篇文章（我為此編制了最初的電子表格）中指出的那樣，在美國，直升機儀表等級的含義與固定翼儀表等級截然不同。獲得儀表等級的固定翼飛行員幾乎肯定在實際的 IMC 下飛行過，并且幾乎肯定擁有可用的 IFR 認證飛機。而獲得儀表等級的直升機飛行員則未必如此。

以我自己為例。和佐巴揚一樣，我不僅擁有直升機儀表等級，還擁有儀表教練等級。這意味著我有資格培訓學員獲取直升機儀表等級，而且確實這樣做過。但我實際的儀表飛行時間卻為零。即使在我最熟練的時候，我在 IFR 系統中的經驗也非常少，對通常實際 IFR 飛行需要的自動駕駛儀也知之甚少。到目前為止，我已經好幾年沒做過儀表熟練檢查了。

監控錄像拍到的 S-76（紅色圓圈內）飛入云層后不久墜毀。照片來源：NTSB

FAA 容忍這種儀表訓練的雙重標準，因為這是向飛行員介紹直升機 IFR 飛行唯一勉強具有成本效益的方式。而這部分是 FAA 的責任。由于直升機固有的不穩定性，它在云層中飛行一直比固定翼更難操縱：固定翼飛行員松開駕駛桿幾秒鐘，飛機可能還能繼續飛行；松開未安裝增穩系統的直升機駕駛桿同樣長的時間，它很可能會墜毀。因此，直升機自動駕駛技術需要一定水平的技術復雜度，而老式自動飛行控制系統和陀螺儀等會增加重量，因此它們在輕型單發直升機上通常不實用。

然而，1999 年和 2001 年，FAA 政策指南的修訂使得單發直升機的 IFR 認證變得更加不切實際。首先，FAA 將數值安全分析方法納入其正常類旋翼機的認證政策中，將“極不可能”定義為少于十億飛行小時分之一（1E-9）。然后，FAA 要求直升機制造商證明在 IFR 條件下姿態、空速和氣壓高度功能喪失或危險誤導指示達到“極不可能”的標準，而這只有在多發運輸類旋翼機上才能經濟高效地實現。

事故發生后第二天拍攝的照片顯示了殘骸場的范圍。照片來源：NTSB/詹姆斯·安德森

考慮到入門級雙發直升機的儀表飛行教學費用遠超每小時 2,000 美元 - 相比之下，塞斯納 172 的每小時費用約為 200 美元 – FAA 已經習慣了讓飛行學校在僅限 VFR 飛行的直升機中進行儀表培訓。我自己的儀表訓練和飛行教學是在一架配備老式“儀表”的羅賓遜 R22 上進行的 - 這種飛機實際上根本不適合在云中飛行。

2015 年 6 月，包括國際直升機協會 (HAI)、美國國際直升機學會（現為垂直飛行學會）、通用航空制造商協會（GAMA）和飛機電子協會（AEA）在內的多個行業協會發布了一份白皮書，呼吁 FAA 修改其政策指導，為單發直升機的 IFR 認證打開大門。白皮書引用了一個驚人的數字：2001 年至 2013 年間全球發生的近 250 起與意外進入 IMC 或因低空飛行避開天氣導致可控飛行撞地（CFIT）相關的直升機事故，造成數百人死亡。雖然其中大多數事故涉及單發直升機，但其中 40 起涉及多發直升機，這些直升機的飛行員（例如佐巴揚）當時正試圖按照 VFR 飛行。

一名目擊者在事故現場拍攝了這張墜機后起火的照片。照片來源：NTSB

“事故數據中沒有記錄那些為了避開惡劣天氣而險些撞上障礙物和地形，或者為了退出（意外的儀表氣象條件）而險些失控的情況。” 白皮書寫道，“不穩定的年度數據表明了一個更廣泛的問題，即‘貼云飛行’（scud running）這種高風險做法普遍存在，而數據所捕捉到的僅僅是在冒險中失敗的飛機。”

這些協會認為，允許單發直升機獲得 IFR 認證將使 IFR 運營更加經濟實惠，從而更加普及，并提高運營過程中的安全性。畢竟，整個 IFR 系統正是為了避免此類事故而發明的，讓飛機在已知航線上以已知的安全高度飛行，并由管制員防止它們相撞。

1月24日，一架貝爾407GXi直升機抵達加州阿納海姆，參加2020年 HAI 直升機博覽會。這款單發機型去年剛剛獲得 IFR 飛行認證。照片來源：斯基普·羅賓遜

協會樂觀地預測，“在 IFR 下成功安全地完成任務將在整個行業產生滾雪球效應”，因為“一旦建立了切實可行的 IFR 認證合規方法，當條件不支持安全的 VFR 運行時，單發飛機運營商將開始強制按照 IFR 運行。”

兩年后，即 2017 年 6 月，FAA 發布了一份政策聲明，放寬了各類 27 部旋翼機的數值安全分析要求，盡管它沒有直接解決單發 IFR 要求的問題。但直到 2019 年，直升機制造商才在強烈動機下為單發直升機進行 IFR 認證，當時萊昂納多直升機公司和貝爾直升機公司分別認證了 TH-119（AW119 的變體）和貝爾 407GXi，以爭奪美國海軍利潤豐厚的訓練直升機合同。貝爾直到 2020 年的 HAI Heli-Expo （科比·布萊恩特墜機事件發生幾天后）才宣布其 IFR 認證的 407GXi 首批商業客戶，而萊昂納多當時尚未確認任何客戶。

貝爾 407GXi 的駕駛艙已配備儀表飛行規則（IFR）功能。照片來源：斯基普·羅賓遜

盡管從白皮書發布之日起，單發直升機的 IFR 認證耗時整整四年，但協會預測的“滾雪球效應”即使真的發生，也可能需要更長時間。正如白皮書所承認的，經濟實惠且實用的 IFR 認證直升機是建立固定翼世界中普遍存在的那種 IFR 文化的必要但非充分條件。我們還需要對直升機有用的 IFR 基礎設施 - 直升機通常飛往機場以外的目的地，航程和續航能力通常比固定翼短 - 以及擁有儀表等級且熟練掌握實際 IFR 飛行的飛行員。

雖然 IFR 直升機運行和熟練的儀表直升機飛行員確實存在，但直升機行業在很大程度上已經發展到能夠利用不像固定翼那樣飛行的優勢。在美國，我們被允許比固定翼飛得更低，與人和建筑物的間隔也更小。固定翼絕不允許在能見度低于一英里（1.61 公里）時進行 VFR 飛行，但直到 2014 年，直升機在無管制空域中運行時，只要能保持云外飛行并以足夠慢的速度飛行以便及時發現其他飛機和障礙物以避免碰撞，就完全沒有最低能見度要求。（你怎么知道速度不夠慢？撞上了就知道了。）

萊昂納多經 IFR 認證的TH-119駕駛艙，該機型被美國海軍選為下一代直升機教練機。照片來源：萊昂納多

直升機運營商充分利用了這種靈活性，將其應用于各種領域：從拯救生命的搜救任務到明顯不那么關鍵的運行，如防霜凍，即在寒冷的夜晚懸停在農作物上空，防止其結冰。當 FAA 提議將非管制空域直升機的最低能見度要求提高到半英里（805 米）時 - 這仍然只是固定翼所需能見度的一半 - 一些直升機運營商表示支持，但另一些則將其視為生存威脅。

在規則制定過程中提交給 FAA 的意見中，許多運營商反對最低能見度標準的改變，認為直升機飛行員才應該是決定能見度是否足夠的人。實驗飛機協會（EAA）的反對尤為強烈，他們認為“強加能見度限制表明 FAA 并未真正理解商用和私人直升機任務的全部范圍及其對國家經濟的綜合影響。”

只有一位評論者 - 國際安全與飛行評估組織 - 認為，半英里的最低能見度要求仍然太低，對安全不會產生太大影響，實際上應該提高到更高的水平。FAA 選擇按計劃推進，并表示“實施比擬議更嚴格的能見度最低標準超出了擬議規則的范圍” 。

運氣比技術更重要？

在我 15 年的直升機飛行生涯中，我只經歷過一次真正的空間定向障礙，那是在夜間，在亞利桑那州毫無燈光的沙漠上空進行儀表熟練檢查時。那種感覺悄然襲來：前一分鐘我還好好的，下一分鐘就感覺自己像是從懸崖邊上掉下去了一樣。這種體驗與我之前在遮光罩下遇到的任何情況都毫無相似之處。這并非失去對儀表掃描的追蹤，也不是在幾百英尺的高空漂移，而是進入了一個可怕的新世界，重力從一個我不認識的方向作用在我身上。

Joby Aviation 的 S4 eVTOL 原型機獲得了包括豐田在內的投資者超過 7.2 億美元的資金支持。該飛機最初將由飛行員駕駛，但將融入高水平的自動化和包線保護功能。照片來源：Joby

當時，我設法讓自己從懸崖邊上回過神來，可能是因為我把頭抬得足夠高，看到了地平線上鳳凰城的燈光。盡管我曾一絲不茍地背誦過所有與空間定向障礙相關的航空醫學要素，并向我的學生們灌輸了同樣的知識，但直到那天晚上，我才真正意識到，在漆黑的夜晚或云層中，一架未安裝增穩系統的直升機情況會惡化得有多快。

從那時起，我參加并撰寫了許多課程，旨在幫助直升機飛行員做好從意外 IMC 中恢復的準備。有些是在模擬器上進行的，有些是在真正的直升機上進行的，所有這些都是極好的培訓經歷（我懷疑遠比大多數 135 部直升機運營商進行的意外 IMC 訓練好得多）。但我自己對空間定向障礙的體驗更加深刻地表明，當你的感官失去對現實的掌控時，要相信儀表是多么的困難。事實上，我寫過幾起 VFR 進入 IMC 的直升機事故，在這些事故中，飛行員的第一反應是伸手鎖定他們的姿態指示儀 – 他們堅信是儀表錯了，而不是他們對世界的理解錯了。

在缺乏嚴格、常規的儀表飛行練習情況下，從意外進入 IMC 中恢復很大程度上靠運氣。如果你進入云層時直升機處于穩定的平直飛行狀態，并且有額外的時間過渡到儀表飛行，你是幸運的。在你失去勇氣繼續直線爬升并試圖掉頭之前，你突破了云層，你是幸運的。

自 2013 年以來，西科斯基自主研究飛機（SARA）已記錄了超過 300 小時的自主飛行時間。該機是一架改裝的 S-76B - 與科比·布萊恩特墜機時所乘坐的飛機型號相同。照片來源：西科斯基

一旦你屈服于空間定向障礙，我相信，一切就完了，因為那時你無法正確處理信息。地形感知與告警系統（HTAWS）大喊“地形！地形！”，很可能會讓你更加困惑。你唯一的希望是在還有足夠高度重新控制飛機之前，恢復一些對地平線的感知。自動駕駛儀當然會有幫助，但前提是你必須保留足夠的腦力想起如何使用它。

顯然，空間定向障礙的最佳解藥是永遠不要陷入其中。但只要 VFR 直升機被允許，甚至被要求在低能見度條件下低空飛行，那么仍有一部分直升機會誤入 IMC，而其中也仍有一部分飛行員會運氣不佳。

或許這也是不明智的 - 但作為一個曾經多次為了等待天氣好轉而不得不“降落該死的直升機”的人，我可以證明，預防性降落的決策點很少是顯而易見的。那個方向的云層是不是變薄了一點，還是只是一種錯覺？鋒面是過去了，還是停滯了？這樣的判斷總是充滿不確定性，而商業或任務相關的飛行壓力可能會以我們有時無法察覺的方式影響這些判斷。

在過去的 2019 年里，我花了大量時間撰寫有關新興電動垂直起降 ( eVTOL ) 行業的文章，該行業正在開發能夠像直升機一樣起降的新型空中出租車，據稱其清潔和安靜程度足以在城市部署數千架。包括貝爾和空客在內的直升機制造商正熱情地擁抱這種“城市空中交通”愿景，一些直升機運營商也是如此，但也有一些對此嗤之以鼻。這種蔑視很大程度上與像 Uber 這樣的公司所表現出的傲慢有關，Uber 聲稱將在 2023 年推出首個 eVTOL 空中出租車服務。考慮到僅僅說服 FAA 讓像貝爾 407 這樣已經獲得認證的直升機在云中飛行就花費了數年時間，人們對 Uber 雄心勃勃的時間表持懷疑態度是可以理解的。

然而，我懷疑傳統直升機行業也對這些飛機所設計的高度自主性心懷不滿。Uber 和其他公司計劃在初期雇用大量飛行員，但隨著自主技術的成熟，最終將完全取消飛行員。即使是早期的 eVTOL 機型，飛行操作也應比傳統直升機簡單得多，具有更強的包線保護，這使得當今直升機飛行員的專業技能變得不那么重要。自主性也正在進入傳統直升機領域，例如西科斯基自主研究飛機（SARA）（一架可使用平板電腦由非飛行員駕駛的改裝 S-76B）以及西科斯基可選駕駛“黑鷹”直升機。這些直升機不僅僅是按照預定路線從 A 點飛到 B 點，它們是能夠感知環境并“決定”如何避開交通和障礙物的飛行器。

自動駕駛載客飛機仍要走很長的路才能證明自己，更不用說獲得認證了，因此對此持懷疑態度也是有道理的。但有一件事已經得到充分證明：除了在實際 IFR 飛行的嚴格條件下，人類飛行員在云中操控直升機的能力非常糟糕。除非直升機行業選擇調整其商業模式，在惡劣天氣條件下完全采用 IFR 運行，否則一定數量的 VFR 進入 IMC 的事故似乎是不可避免的，（至少）直到技術使得人類飛行員變得無關緊要為止。

那么，我們的選擇是，毫不夸張地說，要么適應，要么死亡。到目前為止，我們選擇了死亡。

來源：Why do helicopter crashes like Kobe Bryant’s keep happening? By Elan Head. Vertical Mag, April 07 2020. 非原文配圖及視頻來源于網絡。

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