空客发布2021年度《商用航空事故统计分析报告》
2022年4月7日,空客公司发布2021年度《商用航空事故统计分析报告》(以下简称:《报告》),对航空自1958年以来航空事故进行了回顾、总结和展望,旨在帮助航空业进一步提高安全水平。空客对2021年度商业航空事故统计分析,总结了商业航空历史以来飞行事故的演变,以及在安全方面取得了巨大进步,尤其是新技术的引入对于提高飞行安全性做出了巨大贡献。同时,该报告还对2022年度航空事故宏观趋势进行了分析预测,突出了影响航空运输系统更加安全的战略性关键因素。作者对《报告》全文进行了编译,本文介绍其中主要内容,敬请关注!
一、统计范围和相关定义
《报告》统计自1958年第一年使用商业喷气式飞机定期飞行以来发生的事故,涵盖载客量超过40人(包括货机)的西方制造商所有的商业航空运输机,如空客、波音、庞巴迪、巴航等制造商的产品(如表1)。由于缺乏相关信息,如俄罗斯苏霍伊SSJ支线客机等非西方制造的飞机排除在外。另外,公务机由于其特殊的使用环境也不在统计范围之内。
事故数据来自官方事故报告,也包括ICAO,Ascend和空客数据库。飞行运行数据来自Ascend数据库。
表1 事故统计涉及的西方制造商主要飞机型号
《报告》涉及商业飞行、运营事故、致命事故、机体全毁等相关定义:
商业飞行:涉及运输乘客,货物,邮件并以收取报酬或租用为目的盈利性飞行,不包括飞行培训、演示、维修、验证和试飞等非盈利性飞行。
运营事故:发生在任何以飞行为目的的人从登上飞机直到离开飞机这段时间内发生的事故。不包括蓄意破坏,军事行动,恐怖主义,自杀行为及类似事故。
致命事故:是飞机上因为与飞机任何部位直接接触(包括从飞机分离的部分),或者飞机爆炸引起至少一人致命或严重伤害的事件。不包括自然原因、自己或其他人造成的伤害,也不包括偷渡者藏匿在乘客和机组人员无法提供服务的区域而造成的伤害。
机体全毁:导致飞机被毁坏,或受损以至于超越经济修理的事件。
事故统计中所描述的事故类别是基于国际民航组织(ICAO)的标准定义,在此列出了七种类型是导致大多数事故的原因。
图1 航空事故类型
二、2021年事故分析和展望
《报告》指出,2021年是商业航空事故发生数量最少的一年,总共发生5起事故,比2020年少1起。这表明尽管面临新冠肺炎危机连续不断的挑战,但商业航空领域仍能保持一定的安全水平。报告统计数据显示,2021年度大多数航班采用的是最安全的第四代客机。通过比较各代客机的事故发生率,可以清楚地看出通过技术投资可以提高航空安全性。然而,登记航班数量仍然低于疫情发生前的水平,这一数字还不能说明航空安全总体形势得到持续改善。
1. 2021年商业飞行事故统计
2021年新冠疫情危机仍在继续,整个行业受到了严峻考验,但仍出现了积极的复苏信号。2021年全球约有2200万次航班起飞,与2020年相比增加了400万次,但仍比疫情前2019年3600万次下降了近40%。其中,第四代商业喷气式飞机飞行了1200万架次,其中900万架是空客飞机,总飞行总数的75%。
2021年,航空飞行发生了1起致命事故和4起机体全毁事故,低于2020年的3起致命事故和3起机体全毁事故。2021年是航空事故和死亡人数最少的一年之一。然而,由于过去2年航空飞行次数减少,仅仅这些数字并不能准确反映总体安全性能或趋势。商业航空事故的统计分析通常采用10年移动平均计算的事故率,以提供更一致的行业增长和周期,文后有相应分析。
图2 近三年全球航班每周飞行数变化
2. 2022年展望
过去的一年,航空业在持续应对由新冠疫情引起危机的同时,也表现出了积极的复苏迹象。2022年,疫情危机的严重性和多重后果使商业航空面临的卫生威胁仍然成为行业关注的焦点。商业航空除了飞行安全和安保风险外,当前还必须考虑疫情的威胁。这使得航空运输业在专注于旅行的同时,还要采取必要的卫生和防疫措施,确保安全、安保和卫生威胁能够得到持续管理,提高整个航空运输系统的恢复能力,以应对整个航空运输系统未来的任何危机或挑战。
三、1958-2021年航空事故分析
《报告》统计分析了自1958-2021年的航空飞行事故。报告指出,自早期商业航空以来已经发生了重大变化,特别是在过去20年航空飞行安全水平不断提高。当前,商业航空的安全风险管理、机组人员和乘务人员健康管理等方面都有了巨大改善,但仍需汲取以往教训,养成预防习惯,严格管控安全、安保、质量和卫生安全威胁,提高整个航空运输系统应对未来危机和挑战的能力。
1. 飞行次数和事故的演变
在新冠疫情影响之前,商业喷气式飞机的飞行次数一直在增加,但事故的数量每十年都在减少,当前商用航空飞行事故数量明显低于15年前。2021年共发生了5起商业飞机坠毁事故,其中1起是致命事故,与前几年相比有了轻微改善,这表明尽管行业面临着持续的新冠疫情冲击,但仍保持了一定的安全水平。由于事故和航班飞行次数每年都会有变化,因此在分析趋势时,采用每百万飞行架次事故率比仅看每年的事故数量更有效。
图3 自1958年以来航班数量及事故数量的演变
2. 年度事故率的变化
随着时间的推移,致命事故和机体全毁的发生率正在稳步下降。20世纪60年代,航空飞行量较少,但飞行事故数较多,事故率达到高峰。然而,近几十年的航班数量的不断增加,而事故数量却显著减少,足以表明事故率在不断下降。
图4 自1958-2021年期间年度事故率的演变
3. 各代飞机事故率的发展
喷气式商业飞机的发展经历了四代,如图5所示。第一代飞机是在上世纪50-60年代研制,其性能受到那个时代模拟电子设备的限制。第二代飞机随着改进的自动飞行系统迅速出现。第三代飞机是在上世纪80年代初推出,利用数字技术引入了带有飞行管理系统(FMS)和导航显示器的玻璃驾驶舱,显著提高了导航能力和位置感知能力。结合地形感知和警报系统(TAWS),这些进展是减少CFIT事故的关键。第四代和最新一代商业喷气式飞机于1988年首次投入使用,A320也包含在内。第四代飞机采用电传操纵技术,具有飞行包线保护功能,可防止LOC-I事故。电传操纵技术现在已成为行业标准,应用于所有目前生产的空客机型、波音B777和B787、巴航工业公E-Jets和苏霍伊超级喷气式飞机。
图5 喷气式商用飞机的发展历程(四代演变)
近年来,使用最新的第四代商业飞机进行飞行的比例最高,这些飞机的事故率最低。未来十年,随着航空安全持续受到重视和第四代飞机占比的增加,商业航空运输总体事故率将进一步下降。同时,事故率的降低还要归功于有效的监管、强大的安全文化和培训方面的改进,以及技术进步更是提高安全性的关键因素,尤其针对安全性提升的新技术引入。
图6 年度飞行架次随着商用飞机更新换代的变化
随着飞机更新换代,航空飞行安全有了显著提升,尤其第三代和第四代飞机推出以来,飞行事故率大大降低。图7显示,商业飞机随着更新换代而引起的事故率的巨大变化,充分反映行业为提升安全性采取技术投资的重要价值。
图7 事故率随着飞机更新换代的变化
采用10年移动平均事故率可以更清楚地了解总体趋势。图8数据显示了各代飞机在一年内的飞行记录超过100万架次事故率情况,并从每一代飞机投入使用后的第十年开始计算。当前第四代飞机的10年移动平均事故率比第三代飞机记录的事故率低三倍多。
图8 自1958年以来10年移动平均事故率的变化
随着飞机新技术的应用,航空飞行严重性事故进一步降低。如图9所示,与之前的第一代和第二代飞机相比,第三代飞机由于引入飞行管理系统(FMS)、改进的导航显示和地形感知和警报系统(TAWS)显著减少了可控飞行撞地(CFIT)事故的数量。与第三代飞机相比,首次采用的电传技术和能量管理系统的第四代飞机飞行中失控(LOC-I)和跑道偏移(RE)事故的发生率较低。
图9 三类事故率随着飞机更新换代的变化
四、近20年飞行事故的变化
自2002年以来,商业航空发生的致命事故和机体全毁事故显著减少。2021年的事故数量是2017年以来最低的,但由于全球新冠疫情危机,航班数量显著减少。这表明,单一年份事故率并不代表总体安全趋势。尽管自2001年以来每年的事故率有所下降,但近年来事故率仍高于2017年记录的最低事故率。呼吁商业空运系统中的所有行为者保持安全意识,努力实现零事故。
图10 近20年期间年度事故率的演变
由于引入电传技术,第四代飞机事故率比第三代飞机事故率低3倍以上。2021年,第四代商业喷气式飞机飞行了54%的航班,这一年第三代和第四代的事故率继续下降,这表明了近几十年来观察到的总体安全性趋势。未来10年,随着新飞机占比的不断增加,商业航空运输的总体事故率将进一步降低。
图11 近20年期间10年移动平均事故率的变化
过去20年,大多数事故发生在进近和着陆阶段。进近和着陆是高度复杂的飞行阶段,在导航、飞机配置变化、与空中交通管制的通信、拥挤的空域和恶化的天气状况方面对机组人员提出了很高要求。高工作量和增加的意外事件的可能性相叠加,以及多种影响因素可能会产生复杂的相互作用,从而可能导致事故。2021年发生的5起飞机损毁事故中,3起发生在进近和着陆阶段,其中一例是由于滑行时飞机部件故障造成的,致命事故被归类为途中LOC-I。
图12 近20年各飞行阶段产生的事故
过去20年致命事故的主要原因是LOC-I。对于采用电传飞行技术的第四代飞机来说,LOC-I事故已大大减少。CFIT事故是第二大事故类别,随着第三代和第四代飞机上可用的导航和地形感知及警报系统(TAWS)技术的不断发展,此类事故的数量正在减少。跑道偏离(RE),包括横向和纵向类型,是致命事故的第三大原因,也是机体全毁事故的主要原因。基于能量和基于性能的新兴技术对于阻止纵向RE事故具有良好的发展趋势。
图13 近20年各类飞行事故的占比
过去20年CFIT事故的死亡事故率下降了89%,LOC-I事故减少了65%。2021年,在所有飞行中,一半以上的飞行使用了配备电传飞行技术的第四代商业喷气式飞机。与第三代飞机相比,第四代飞机的LOC-I事故发生率低89%。随着使用第四代飞机飞行的比例继续增加,LOC-I事故的发生率预计将进一步下降。
解决RE事故原因的新技术是在10多年前首次采用的。如今,配备RE预防技术的飞机数量约占在役机队的9%,使飞机损毁事故总体呈下降趋势。在过去的十年中,装有RE事故保护技术的飞机没有发生过任何与RE相关的致命事故或飞机损毁事故。
图14 近20年各类飞行事故10年移动平均事故率
(航空工业发展中心 杨敏)