科比事故调查报告中，飞行员是如何经历“空间定向障碍”？

编者按

3年前的美国当地时间1月26日，科比和女儿吉安娜不幸离世。根据美国国家运输安全委员会此前公布的科比坠机事故的调查结果，事故原因是飞行员的错误操作造成“空间定向飞行障碍”。那么，飞行员是如何经历“空间定向障碍”？请看下文：

科比事故调查报告中，
飞行员是如何经历“空间定向障碍”？

中国民航大学 靳慧斌 陈怿淳

2020年1月26日，太平洋标准时间9：46左右，一架西科斯基S-76B直升机N72EX，在经过快速下降的左转后，坠入加利福尼亚州卡拉巴萨斯市的范围内。事故造成飞行员和8名乘客死亡，直升机被摧毁。之后根据官方确认，前NBA巨星科比•布莱恩特及其13岁的女儿吉安娜在此次事故中遇难身亡。

根据最新事故报告显示，9时44分34秒（事故发生前约2分钟），当直升机在美国101号公路上空向西飞行并上升飞行时，飞行员向ATC(空中交通管制)设施宣布，他正在开始爬升，以使直升机“越过云层”，直升机立即开始以每分钟1500英尺的速度爬升。大约在同一时间，直升飞机开始逐渐左转，然而其飞行路径通常继续沿着下面的101号公路飞行。大约36秒后，当直升机仍在爬升时，直升机开始向左转得更紧，其飞行路线偏离了飞越美国101公路的路线。

事故飞行路径至0944:32和地面目击者的位置

直升机于9时45分15秒到达平均海平面约2370英尺（地面上空约1600英尺）的高度，然后开始快速下降，左转至地面。9时45分17秒（直升机下降时），空中交通管制员要求飞行员“说出意图”，飞行员回答说，飞机正在爬升到4000英尺msl。事故现场附近的一名目击者首先听到了直升机的声音，然后看到它在撞击前1-2秒左右从云层底部左倾下降。

事故发生后约3分钟，目击者拍摄的事故现场照片

其中导致事故的主要原因是飞行员在坠机前做了一个飞入云层的错误决定，造成“空间定向障碍(spatial disorientation)”，并在迷雾中迷失方向。如前所述，飞行员9时44分34秒向管制员宣布，他正在开始爬升，这发生在直升机开始穿透云层后约2秒。根据直升机性能研究，直升机立即开始以每分钟1500英尺的速度爬升，并开始向左倾斜。ADS-B（广播式自动相关监视）数据显示，一开始，直升机的飞行路径逐渐左转，通常继续跟随下方的美国101号公路。然而，随着直升机继续爬升进入云层中，飞行员失去了相关的外部视觉参考，他需要将注意力转移到直升机的飞行仪表上，以供参考，以保持对直升机飞行剖面的了解，包括俯仰姿态、倾斜角和爬升或下降率。

这张照片是由事故现场以东1.9英里处海拔1320英尺的西面摄像机拍摄的

美国联邦航空管理局指南指出， 对于直升机飞行员来说，需要使用外部目视参考是很正常的，对于装备仪表飞行规则的直升机中的仪表等级飞行员在目视飞行规则飞行期间避免进入仪表气象条件也是至关重要的。 该指南将目视飞行规则下飞行与仪表气象条件的遭遇视为危及生命的紧急情况，在此期间，飞行员可能对失去视觉参考毫无准备。这是因为，在飞行中失去视觉线索后，飞行员容易出现前庭错觉，这可能导致空间定向障碍和飞机失控。当人类内耳的前庭系统对直升机的姿态和轨迹产生错误的感觉时，就会出现前庭错觉。前庭系统使人具有平衡感和空间定向感。然而，前庭系统无法区分加速度和倾斜。人们需要额外的感官输入，例如视觉提示，才能正确感知姿态、倾斜角度和加速度。在没有外部视觉参考的情况下，飞行员对任何这些飞行条件的误解都可能导致空间定向障碍。飞行员在IMC（仪表气象条件）中操作时，对飞行仪表的一致扫描和正确解释以及对其表示的信念，可以使飞行员抵制对令人信服的前庭错觉的反应，并防止空间定向障碍。

事故飞行员曾接受过训练，为了从进入IMC中恢复，他应该首先调整直升机的俯仰和功率，以在大约75至80节的空速下建立稳定的正爬升率，然后在与ATC（空中交通管制）通信之前过渡到使用自动驾驶仪。联邦航空管理局指南部分规定了以下内容：

直升机稳定后，飞行员应向[ATC]宣布紧急情况。飞行员必须致力于控制直升机，并记住飞行、导航和最后沟通。通常首先尝试沟通，因为在紧张的情况下寻求帮助是很自然的。这可能会分散飞行员对直升机的控制。（FAA 2019e，11-25）

如前所述，直升机飞行高度约为1370英尺/米，速度约为140节，当飞行员开始以每分钟1500英尺的速度快速爬升并自发地向空中交通管制设备宣布时，飞机已经穿透了云层，ATC既没有为飞行提供任何服务，也没有期待与飞行员进一步联系。飞行员使用的过大的空速和快速爬升速度与他在之前进入IMC后恢复的训练不一致。此外，飞行员没有宣布紧急情况，可能是因为他不想向管制员承认飞行不再符合VFR（目视飞行规则）飞行的规定，而且他也没想到会在云中呆很长时间。飞行员知道该地区的云顶约为2400英尺msl。

在仪表气象条件的爬升过程中，直升机进入了稳定的左转，这有助于飞行员体验称为“倾斜”的前庭躯体感觉错觉，在这种错觉中，飞行员的前庭系统会导致他错误地感觉到直升机在直线和水平飞行，而实际上是在倾斜的左转。此外，飞行员开始与管制员进行通信，导致任务负荷持续到飞行的剩余时间，因为管制员试图获得识别飞行所需的信息，并满足飞行员随后的雷达服务请求。

在9时44分55秒（爬升大约21秒后），管制员收到飞行员对其询问航班位置的回复后，管制员要求飞行员“识别”，飞行员承认了这一点。【尽管飞行员没有宣布紧急情况，但管制员识别事故飞行并为其提供服务的行动与规定的应急响应行动几乎相同。ATC响应飞行员宣布的紧急情况的程序部分规定，管制员应获得提供协助所需的最低信息，包括飞机识别和类型、紧急情况的性质以及飞行员的愿望（FAA 2019b，10-2-1）。这些最低信息标准几乎与控制器要求事故飞行员提供的信息相同。】根据ATC雷达数据，在管制员要求飞行员按下识别按钮约2秒后，飞行员按下了识别按钮。

当直升机在IMC中爬升时，飞行员与控制器通信和按下识别按钮相关的任务会分散他监控飞行仪表的主要任务。飞行员仪器扫描的这种中断以及头部运动的引入将使他更容易受到误导性前庭提示的影响，这可能会对他有效解读仪器和维持直升机控制的能力产生不利影响。当直升机倾斜并加速时，这些前庭线索呈现出来。

9时45分10分（左倾快速爬升约36秒，飞行员按下识别按钮后约13秒），直升机开始更剧烈地向左倾，并进入了一个较紧的左转，偏离101号公路。直升机进入更剧烈的左转将加剧倾斜错觉和飞行员对直升机倾斜的错误感知。此外，当直升机在陡峭的左岸开始快速下降时，它开始加速。这种加速有助于飞行员体验前庭躯体错觉，在这种错觉中，他会错误地感觉到直升机正在爬升，而实际上，直升机正在下降。

事故飞行的爬升、左转、快速下降和残骸位置。

事故飞行员对直升机的实际飞行剖面缺乏了解，在直升机快速下降约2秒后，他通知管制员直升机正在爬升，这一点很明显。根据飞行员宣布的打算将直升机爬升到云层上方，以及他预计云层顶部约为2400英尺msl，飞行员的注意力可能集中在观察挡风玻璃上，预计一旦直升机穿过云层顶部，很快就会重新获得外部视觉参考。

当直升机继续急剧下降时，飞行员要么没有参考直升机的仪器，要么由于前庭错觉而难以解释或相信仪器，导致他并没有成功恢复直升机正常航路。因此，NTSB（美国国家运输安全委员会）得出结论，飞行员在IMC中爬升直升机时经历了空间定向障碍，这导致他失去了对直升机的控制，并与地形发生碰撞。

本文作者：中国民航大学 靳慧斌 陈怿淳。

科比遗孀瓦妮莎起诉直升机公司文件内容中，飞行员鲁莽行事是否属实

中国民航大学 靳慧斌 陈怿淳

2020年6月，科比遗孀瓦妮莎起诉失事直升机公司文件内容曝光，其中提及到了此次飞行事故相关联的飞行员，认为在那种情况下本不该起飞的，但是直升机公司违反了职责，进行了起飞，所以是飞行员的玩忽职守直接导致了科比和Gigi的遇难。

事故发生当天早上6时45分，美国国家气象局（NWS）航空气象中心发布了飞行员气象信息（AIRMET）公告，预测了包括事故地点和时间在内的地区的云雾以及云雾造成的山区遮蔽的“IFR（仪表飞行规则）条件”。据加利福尼亚州奥克斯纳德市当地天气预报办公室的NWS（美国国家气象局）预报员称，事故现场附近地区如此厚的海洋层（积聚在大片水体表面上的稠密的冷湿空气）在1月份是罕见的。他说，卡拉巴萨斯市附近的近地表相对湿度在当天10点仍为100%，，并指出通常在早上早些时候会下降。

此外，当地天气预报办公室的NWS预警协调气象学家表示，事故发生前一天，由于高空高压抑制了靠近地面的水分，所以出现了浅层海洋层。他说，事故发生当天，高压区向东移动，形成了更深的水汽层。他说他不记得在任何一个一月里有哪一天低云像事故当天一样持续。他说，一般来说，低云最晚会消失10点或11点。

根据最新事故报告调查提出，没有证据表明Island Express、包机经纪人或客户对事故飞行员施加任何压力，要求其接受包机飞行请求或在恶劣天气下完成飞行。然而，有许多因素可能会影响飞行员对自己施加压力（自感压力）以完成飞行。例如，事故飞行员是客户的首选飞行员，客户信任他驾驶他的孩子。此外，包机经纪人只使用Island Express满足事故客户的当地直升机运输需求，因为Island Express是唯一符合包机经纪人对客户的标准的运营商，据报道，客户对两家公司之间的关系表示赞赏。事故飞行员很可能对这些直接与客户和Island Express内部的信任立场感到自豪。此外，飞行员与客户的关系很友好，他可能不想因为没有完成飞行而让客户失望。

此外，在事故航班起飞前，飞行员与包机经纪人的所有者讨论了他计划绕加州伯班克Bob Hope机场和Van Nuys机场飞行的计划，然后延美国101号公路向西飞往Camarillo机场。然而，飞行员没有填写更新的飞行风险分析表，该表要求他根据起飞时可用的天气信息列出备选计划。 在起飞前制定一个替代计划将有助于事故飞行员在飞行中做出决定，决定是继续原定计划的飞行，还是改道并降落在另一个目的地。

本文作者：中国民航大学 靳慧斌 陈怿淳。

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