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作者：埃兰·海德
在过去的四十五年里，罗宾逊直升机曾多次在飞行中发生解体事故，事故报告通常将其描述为“原因不明”。在大多数情况下，调查人员已经确定这些灾难性的解体是由撞击旋翼轴引起的：这是双桨叶主旋翼直升机特有的现象，即向下挥舞侧的旋翼桨毂接触到旋翼轴。然而，由于缺乏驾驶舱视频或飞行数据记录仪，调查人员通常无法确定导致撞击旋翼轴的确切事件顺序 - 直到现在。
事故直升机安装了前向驾驶舱摄像头，安装在驾驶舱顶板内饰中，靠近飞机中线，位于驾驶舱座椅后方。ATSB 照片
6 月 30 日，澳大利亚运输安全局（ATSB）发布了关于 2023 年 10 月一架罗宾逊 R66 直升机在新南威尔士州霍克斯内斯特附近海域飞行中解体事故的最终报告。得益于罗宾逊直升机公司原厂安装的记录系统，以及一位公众在事故现场附近的海滩上发现了脱落的记录仪并将其交给了当局，使调查人员首次获得了此类事故的驾驶舱视频和飞行数据。记录仪中的数据为飞行最后时刻发生的事情提供了确凿的证据，该事故导致飞行员和后座的一只小狗丧生。
事故直升机残骸被 ATSB 回收至纽卡斯尔的安全设施进行检查。海上搜索中，整个挡风玻璃和前舱顶部以及主旋翼桨毂和两片桨叶都未找到。ATSB 照片
此前围绕着撞击旋翼轴事故的不确定性，在直升机行业造成了有时甚至很严重的分歧：一方将这些致命的坠机事故归咎于罗宾逊直升机的设计，而另一方则将责任归咎于飞行员。霍克斯内斯特事故并没有彻底解决这场争论。相反，它提供了一个令人不安的例子，说明一个严苛的设计，加上飞行员的注意力分散和自满，是如何导致悲剧的 - 所有罗宾逊直升机的飞行员都应该牢记这个教训。
事故直升机旋翼轴弯曲、横截面椭圆化变形、断裂面下方的撞击痕迹以及断裂表面特征，均符合因极端挥舞和撞击旋翼轴导致的拉伸过应力失效特征。ATSB 照片
自动驾驶飞行
根据 ATSB 的报告，事故飞行于 2023 年 10 月 26 日上午 9 点前开始。这架直升机从塞斯诺克机场起飞，最初向东飞往位于新南威尔士州海岸悉尼北部的纽卡斯尔。随后，这名拥有约 1,125 小时飞行经验的飞行员向附近的威廉镇空中交通管制部门申请并获得许可，按照沿海目视飞行规则(VFR)航线向北飞行，飞往目的地瓦利斯岛机场。
这架直升机配备了 Genesys HeliSAS 双轴自动驾驶仪，该自动驾驶仪仅使用俯仰和横滚操纵输入来保持飞机姿态，飞行员则负责控制总距杆和偏航脚蹬。飞行过程中，自动驾驶仪一直处于接通状态，并保持飞行员选择的航向和高度。
飞机沿海岸向北飞行，自动驾驶仪保持在平均海平面 (AMSL) 以上约 500 英尺（152 米）高度，直至抵达安娜湾，飞行员将目标高度增加到 900 英尺（274 米）。他还使用航向选择旋钮进行了多次航向修正，以保持飞机贴近沿海 VFR 航线。指示空速在 110 至 120 节（约 200 至 220 公里/小时）之间波动。
ATSB 的报告指出，“飞行员在这段时间里大部分时间都在忙于与飞行无关的事情，具体来说，就是使用手机以及吃东西、喝饮料。” ATSB 发布的一段视频片段显示，飞行员右手拿着一个装有三明治的碗，而右手通常是用于操纵周期变距杆（驾驶杆）。
罗宾逊首席执行官大卫·史密斯在接受《Vertical》杂志采访时表示，ATSB 的措辞过于平淡，不足以表达飞行员分心的程度。“我坐下来观看了这段视频，之后又反复看了上千遍。令人不安的是，这起事件中，飞行员竟然如此沉迷于手机，并被驾驶舱内的其他事物分散了注意力。”史密斯说道，并暗示这是自动化自满的一个典型案例。
虽然直升机自动驾驶仪因其能够减轻飞行员工作量来提高安全性而备受赞誉，但“作为一名工程师，我们设计这些东西的初衷，并不是让人们埋头于完全不同的事情中。”他说道。
这张带注释的图像显示了 R66接近亚卡巴岬角时可见的风和湍流指标。ATSB图像
湍流条件
与此同时，外部环境向飞行员发出了似乎未被察觉的警告。从飞行一开始，驾驶舱视频片段就显示飞机的姿态和航向略有偏差，与存在轻度湍流（颠簸）的情况一致。调查人员估计，当直升机抵达纽卡斯尔地区时，它正飞行在约 25 至 30 节（约 45 至 55 公里/小时）的风中，水面上可见零散的白色浪花。
R66 飞行员操作手册 (POH) 警告飞行员，除非在平稳气流中，否则指示空速 (KIAS) 不得超过 110 节（200 公里/小时），并且必须谨慎操作。POH 指出“遇到湍流时，请降低空速。如果湍流严重或飞行员感到不适，请使用 60 至 70 KIAS（111 – 130 公里/小时）”。然而，这名飞行员并没有降低总距以降低功率，而这也会降低自动驾驶仪高度保持时的空速。
直升机飞过安娜湾时，继续沿着海岸线向亚卡巴岬角飞去，这是一座由狭窄地峡与大陆相连的山地。岬角从海面陡峭地升起，形成一条东西走向的山脊线，峰顶海拔 715 英尺（218 米）。
调查人员估计，事故发生时的南风几乎与山脊线完全垂直。这在山脊线后方和上方形成了一片地形湍流 - 气流在地形上方和周围流动时产生的湍流。理论上，飞行员可以根据风力和风向推断出这片湍流，而实际上在海岬以北的水面上也能目视到这种湍流存在，形状像猫爪，海面上的暗斑表明存在局部阵风。
直升机飞越亚卡阿巴海岬南岸，指示空速为 115 节（213 公里/小时），飞行员仍在进食。两秒钟后，飞机遭遇湍流，开始向右横滚，机头向下，并爬升。
由于右手拿着三明治，飞行员将左手放在周期变距杆的横杆上，开始进行周期变距操纵输入，以抵消飞机非指令的姿态变化。调查人员指出，这是飞行过程中他唯一一次用左手而不是右手操纵周期变距杆，“这是一种非常规的周期变距杆操纵方法”，“很可能是由于飞行员在即将遭遇湍流时右手正在进行与飞行无关的操作所致”。
在最初向右横滚后，直升机机头上仰，然后向左横滚，再向右横滚，最后再次向左横滚，同时继续爬升。在最初遭遇湍流约 14 秒后，直升机下俯至接近水平。调查人员确定，湍流直接导致了低重力状态，而飞行员前推周期变距杆加剧了低重力状态，导致直升机的重量从旋翼桨盘上卸载。
正如罗宾逊直升机在低重力条件下的典型情况一样，飞机开始向右横滚。调查人员解释说，向右横滚主要是由于直升机不对称的水平安定面产生的向下力，这种力在较高空速下更大 - 因此罗宾逊警告在湍流条件下减速。
ATSB 总结道，当飞机开始横滚时，“可能没有足够的时间识别并向后带杆来做出反应，导致横滚持续发展”。在 2.5 秒内，直升机右滚就达到了 90 度，并继续加速到约 285 度，随后解体。
调查人员能够确定，在最后的右滚增加过程中，飞行员向左压杆到最大，这是一种本能动作，双桨叶直升机的飞行员被警告不要这样做，因为这会增加撞击旋翼轴的风险。调查人员指出，即使没有向左压杆，当直升机倒置时，也可能会出现同样的结果。然而，他们也举了一个引人注目的反例 – 2013 年发生的一起事故。当时，一名飞行教员和一名学员驾驶一架 R22 直升机在新西兰进行训练飞行时，遭遇了低重力状态，随后发生了右滚。
当时，教员“非常清楚”向左压杆可能导致撞击旋翼轴，所以在整个横滚过程中试图保持旋翼桨盘与旋翼轴垂直。飞机完成了 360 度翻滚，下降了约 800 或 900 英尺（240 – 270 米），教员才得以拉起，恢复水平飞行。虽然直升机出现了撞击旋翼轴的迹象，并且严重受损，但教员和学员安全着陆。
该图显示了事故直升机在飞行最后几秒的姿态和高度。飞行员在此期间唯一的操纵是向左压杆。 ATSB 图片
被低估的风险
对罗宾逊来说，霍克斯内斯特飞行的视频证据显示了事故飞行员没有专注于飞机操控这一基本任务，也没有注意外部环境。如果这名飞行员能够将速度降至罗宾逊建议的“严重湍流”空速（60 至 70 节），并将双手和双脚放在操纵杆上，就能让飞行员有更多时间正确应对低重力状况，轻柔地向后带杆，重新加载旋翼桨盘。他还可以轻松地改变航向，避开亚卡巴岬角后方可预测的湍流区域，就像他之前调整航向沿海岸线飞行一样。
“飞行员当时并未专注于驾驶直升机，这意味着你可以从视频中看到有关天气的视觉提示，你可以看到本应引起飞行员警觉的迹象，即使他确实像飞行员们常做的那样，选择暂时使用手机或其他东西。”罗宾逊工程副总裁肖恩·道尔告诉《Vertical》，“有很多提示告诉这名飞行员，是时候集中注意力，是时候全力驾驶直升机了，但他却全神贯注于其他活动，以至于没有做出为了确保安全而需要做出的决策。”
然而，即使这名飞行员没有被其他活动分心，他能否充分意识到湍流带来的风险尚不清楚。不经常在山区环境中飞行的飞行员可能对地形湍流的模式不太敏感。一些飞行员可能并不完全理解湍流和撞击旋翼轴之间的联系，因为业内普遍存在一种印象，数十年的官方指导材料也强化了这种印象：湍流在导致载荷系数（G-loading）降低方面始终次于飞行员的操纵输入。
1996 年 1 月，美国联邦航空局 (FAA) 发布了一项适航指令 (AD)，要求更新 R22 飞行手册，加入有关主旋翼失速和撞击旋翼轴的信息。该指令解释说，撞击旋翼轴可能是由于前飞中突然向前推杆引起的低重力状态造成的，并且“高前飞速度、湍流和过度侧滑会加剧这些操纵动作的不利影响。”
飞行员被敦促在遇到中度、严重或极端湍流时离开该区域或着陆，但仅对飞行经验不足 200 小时的直升机飞行员禁止在这些条件下继续飞行。当该指令在《联邦公报》上发布时，FAA 解释说，它选择豁免“那些拥有足够培训和经验的飞行员，这些限制在某些情况下可能会严重限制他们的 R22 飞行操作” - 如此强化了人们的错误印象，即撞击旋翼轴主要是飞行时间较少的飞行员的问题。
1998 年 3 月，罗宾逊发布了安全通告（SN）32，警告不要在强风或湍流中飞行。该安全通告建议，如果遇到意外湍流，应将空速降低到 60 至 70 节（111 – 130 公里/小时）之间，并告知飞行员避免在山丘、山脊或高层建筑的下风侧飞行，因为这些地方湍流可能最为严重。
安全通告的原始版本并未提及撞击旋翼轴。直到后来 SN-32 的修订版中，罗宾逊公司才解释说：“飞行员在应对湍流时的不当操纵会增加发生撞击旋翼轴事故的可能性。”
在过去十年中，罗宾逊公司对其飞行员操作手册、安全须知和培训材料做了进一步修订，以强调湍流的危害。然而，ATSB 认为，截至 2023 年霍克斯内斯特事故发生时，其并未就湍流诱发低重力状况的可能性做出足够的警告。
ATSB 在其报告中指出：“罗宾逊直升机公司的操作指南警告飞行员不当的向前推杆操纵可能导致低重力状况，但并未指出在没有向前推杆操纵的情况下，湍流诱发低重力状况的可能性。”并重申，其对记录的飞行数据的分析表明，湍流直接导致了载荷系数的降低。
在报告附带的新闻稿中，ATSB 运输安全总监斯图尔特·麦克劳德强调：“在本案例中，飞行员对低重力状况的反应导致了飞行中飞机解体，但我们需要提醒所有罗宾逊直升机飞行员，低重力状况可能直接由湍流引起，飞行员必须做好适当应对的准备。”
该图显示了罗宾逊旋翼桨毂设计中撞击旋翼轴的发生方式。桨叶根部轴套在破坏软弹性跷跷板止动块后与旋翼轴接触。ATSB 图片
分享经验教训
罗宾逊首席执行官史密斯表示，自事故发生后，公司已加强在澳大利亚的业务，包括与澳大利亚直升机工业协会 (AHA) 合作。史密斯表示：“我们希望与他们合作，确保在飞行员培训阶段就能充分汲取此次事故的经验和教训。”
该公司已在其位于加州托伦斯的总部推出了一套全新的航空电子设备和自动驾驶仪培训课程，教授在各种飞行条件下操作这些系统的最佳实践。“对于像澳大利亚这样的偏远地区，一个非常大的市场，我们最终可能会使用在该地区获得我们认可的教员。”史密斯说。
罗宾逊公司还在修订其多项安全通告 - 这些通告是许多行业培训材料的基础 - 以吸取霍克斯内斯特坠机事故的教训。SN-32 将包含有关湍流成因和影响的新信息，以及如何应对意外遭遇湍流的更明确指导。
“我们通过一系列要点对其进一步细化，基本上是逐步说明：这样做，这样做，这样做。”道尔说。此外，他还表示，“我们增加了一句话，说明某些极端条件可能超出飞机的能力 - 如果预计会出现极端条件，请勿飞行” 。
大卫·史密斯表示，许多 R66 客户很快就为他们的飞机安装了新的对称水平尾翼。该公司目前平均每周供应 10 套改装套件，其中大部分提供给 R44 客户。R44/R66 改装套件的交货周期目前为 16 至 20 周，R22 改装套件的交货周期为 6 至 7 周。罗宾逊直升机照片
罗宾逊公司还在更新 SN-41 安全通告，该通告探讨了飞行员分心的问题。“这份通告最初写于 2013 年。”史密斯说，“想想看，2013 年我们还没有如今这么多的电子设备。那是我们如今所知世界的开端。现在，分心问题变得更加严重，我真的认为我们已经陷入了流行病的泥潭，因为我们在其他场景下也看到了这种情况……人们心不在焉，没有真正专注于工作所需的各个方面。”
该公司还在修订其最早发布的一份安全通告 - SN-11，该通告最初发布于 1982 年，内容是关于低重力推杆的。史密斯表示，修订该通告是为了反映公司对横滚状况的更深入理解，这些理解基于一些研究，最终罗宾逊公司将原有的非对称水平安定面替换为新的对称设计。
修订后的安全通知将澄清，推杆并非进入低重力状态的唯一途径。它将描述飞行员在使用不同水平安定面设计下飞行时，在低重力状态下的预期体验，包括使用非对称安定面时更明显的右横滚。史密斯表示，根据罗宾逊直升机公司的广泛飞行测试，使用对称安定面在低重力状态下产生的任何横滚速率都“非常小”，并且可能根据直升机周围的气流偏向任一侧。
非对称水平安定面在正常飞行和低重力状态下的作用力影响。罗宾逊直升机图片，ATSB 修改并注释
ATSB 在其报告中表示，非对称设计“显著增加了低重力状态下非指令性右滚速率，并增加了飞行中解体的风险”，并“强烈建议所有罗宾逊直升机运营商安装对称水平安定面”。
ATSB 还强调了原厂安装的视频和飞行数据记录仪的重要性，并表示这对于了解事故原因“至关重要”。多年来，事故调查部门一直呼吁在小型飞机上安装此类记录仪，而罗宾逊公司在其轻型直升机产品线上成功安装这些记录仪，表明这项技术如今即使是对重量最敏感的飞机也能应用。史密斯表示，罗宾逊公司相信，此类事故的视频和飞行数据不仅可以在事故调查中发挥重要作用，还可以在飞行员培训中发挥重要作用。
史密斯透露，罗宾逊公司目前正在选择一家模拟器合作伙伴，开发一条定制的低成本模拟器产品线，并希望最终与全球经销商合作部署。这些模拟器将用于为罗宾逊直升机飞行员提供基于真实事故和事件的体验式、情景式培训。
“我们的主要目的是，当我们看到类似的事故时，可以迅速将其转化为情景模拟，并推广到机队。” 史密斯说，“如果通过罗宾逊融资，如果通过罗宾逊架构租赁，我们可以强制要求飞行员在设备中体验这些情景。”
来源：R66 helicopter mast bumping accident highlights underappreciated risk posed by turbulence. By Elan Head. Vertical Mag，July 08 2025. 略有修改。非原文配图及视频来源于网络。
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