韩国MUH-1“海兵鹰”直升机坠毁原因分析
理性看韩国2018-07-24 17:13
7月17日下午，一架隶属韩国海军陆战队的MUH-1“海兵鹰”直升机试飞过程中坠毁，机上6名乘员中5死1重伤，另有1名地面人员受轻伤。韩国媒体对当天事故经过的最终还原为：事故直升机完成日常检查后起飞进行飞行测试，起飞后首先在距地面3米高度进行约5分钟悬停飞行，后报经塔台允许准备爬升至10米高度，开始爬升后仅23秒钟，伴随“砰”地一声，主旋翼4片桨叶中的1片崩脱，主旋翼随之整体脱落，机身从距地面约10米的空中坠落到机场跑道，随后起火并发生剧烈爆炸。
脱胎于“太极鹰”的“海兵鹰”
MUH-1“海兵鹰”登陆机动直升机是韩国型直升机（Korean Helicopter Program，简称KHP）开发项目的产物，是韩国在KUH-1“太极鹰”直升机的的基础上开发的衍生型。作为KUH家族的基本型，KUH-1“太极鹰”双发通用运输直升机由韩国航宇公司（KAI）以欧直公司AS532“美洲狮”直升机为开发蓝本研制并生产，主要装备韩国陆军航空兵，主要执行空中突击作战任务。该机长15米、高4.5米、宽2米，最大起飞重量8.9吨, 属中型直升机范畴，韩国陆军目前共装备90余架。该机安装两台韩国自行仿制的T700系列涡轮轴发动机，采用FADEC全权数控系统，最大时速280公里，最大航程约450公里。机上安装韩国自主研发的先进电子设备，信息化程度高，战场适应能力及复杂气象条件下的作战能力较强。机上关键部位均安装装甲防护，装备多款主动/被动反制措施，战场生存性较强。搭载2挺舱门机枪，承担火力压制和地面清障任务。除空中突击作战外还可执行指挥、侦察、搜救、人员和物资运输等作战支援任务。
除装备陆军的KUH-1基本型外， KAI在KUH-1的基础上成功开发出“海兵鹰”、“救援鹰”、“警务鹰”、“海警鹰”、“消防鹰”和“山林鹰”等6种衍生型号，形成功能完备的KUH家族。除“海警鹰”外，其它5种衍生型号均已完成不同数量交付，目前共有近百架各型KUH系列直升机在役。MUH-1“海兵鹰”登陆机动直升机计划装备韩国海军陆战队，承担登陆作战时的兵力投送和地面清障任务，其绰号“Marineon（译作：海兵鹰）”是韩语“海兵（韩国将海军陆战队称为海兵）”和“Surion”的合成词。该机2017年研制成功，现共交付4架（2018年1月、7月各交付2架），韩国军方计划2023年底前采购28架，装备“独岛”级两栖攻击舰，并计划于2021年成立海军陆战队飞行团。完成交付的4架直升机目前正处于正式列装前的飞行测试阶段，此次坠毁的“海兵鹰”是首批交付2架中的2号机。MUH-1“海兵鹰”的列装标志着韩国海军陆战队终于拥有了独立的航空战力，大幅提升韩国海军陆战队的垂直登陆能力和两栖运输能力，提高韩军单独实施“超地平线”登陆作战的能力。
多灾多难的“太极鹰”
作为韩国自行研制的首款旋翼机，KUH-1“太极鹰”的研制定型过程可谓多灾多难，多次出现座舱玻璃破损、机身梁架龟裂、发动机过速停车等严重缺陷，先后发生三次严重飞行事故、四度被紧急停飞，导致韩国国内对KUH-1飞行安全性和稳定性的质疑不断。
跟东北亚某大国号称完全拥有自主知识产权的主力旋翼机一样，KUH-1的主要部件也主要依靠仿制和进口。该机装备两台由韩华Techwin在美国通用T700-GE-701发动机（阿帕奇的“动力心脏”）基础上仿制的T700-ST-701K涡轮轴发动机，搭配FADEC全权数控系统，能更好地发挥发动机性能，提高发动机可靠性。然而，韩国版T700-ST-701K发动机的输出功率仅为美国原版80%左右，并且存在过速停车等致命缺陷。2015年1至2月间，12号机和2号机先后因发动机过速致空中停车后紧急迫降。2015年12月，4号机因同样的发动机缺陷坠毁，飞行员殉职。与此同时，机上连接发动机和主旋翼的动力-传动系统国产化失败，必须进口欧洲公司的产品。“美国心”搭配“欧洲动脉”，再加上韩国国产零部件，KUH-1更像是一架买散件“攒”起来的组装机，不同产地零部件间的兼容磨合不良导致该机长期存在机身震动过大的现象。2013年2月起，先后5次出现因震动过大导致座舱玻璃被震碎的事故。震动过大对机身结构强度也产生不良影响，2017年5月，韩国陆军针对使用中的60余架KUH-1进行的例行检查中发现其中8架的机身左侧顶部梁架存在1.2～1.5厘米不等的缝隙，不得不紧急进行加固处理。机身震动过大还容易使动力-传动系统中的转子齿轮因过早出现的金属疲劳产生细小裂缝，进而发生破裂，最终导致主旋翼脱落酿成重大事故。2009年2月，由于主旋翼脱落，一架AS532“美洲狮”（KUH-1的设计原型）的放大版EC-225“超级美洲狮”直升机在苏格兰坠毁，机上18人全部遇难。2016年4月，另一架EC-225“超级美洲狮”在挪威坠毁，欧洲航空安全局和挪威航空安全部门联合发布的调查结果显示事故是由连接飞机发动机的齿轮箱转子发生破损所致，直指该机动力-传动系统存在设计缺陷。由于KUH-1与EC-225使用同款动力-传动装置，2016年7月，韩国军方紧急停飞全部KUH-1，直待全面安全检查方才允许复飞。2017年1月，交付部队的KUH-1“太极鹰”18号机主旋翼连接部件再次发现裂缝，韩国军方紧急变更零部件供货商，转向新的设备供应商采购动力-传动系统。
“排除法”分析坠机原因
造成直升机坠机事故的主要原因主要有4种可能：设计缺陷、机械故障、处置不当和飞行前检查疏忽。据韩媒报道，承担当天试飞任务的金姓中校（45岁）是一名拥有3300小时飞行经验的王牌飞行员，试飞和应急处突经验丰富，曾在美国试飞学校接受专门试飞教育。从韩媒公布事故视频来看，试飞过程中飞行员并无明显操作不当，发动机也一直正常运转，因此，整机设计缺陷、动力-传动系统机械故障，飞行前检查疏忽可能是此次坠机事故的主要原因。
作为直升机的主升力装置，KUH-1“太极鹰”的主旋翼由安装在旋翼轴上的桨毂和四片直径15.8米使用复合材料制成的的桨叶构成。设计过程中，技术提供方欧直公司并未按照协议要求提供主旋翼桨叶的设计制造技术，据传韩国研发人员凭借从烤红豆饼模具中获得的灵感和信心最终研制出合格的桨叶。虽然韩国人对独立自主研制出合格的桨叶非常自豪，然而此次坠机事故证明，韩国引以为傲的自研升力装置终究还是不成熟。
城市上空密密麻麻的线缆是直升机最为致命的“低空杀手”，电线虽细，高速飞行的直升机一旦撞上也会瞬间失去速度和升力，进而酿成严重事故。2016年11月，驻韩美军一架AH-64“阿帕奇”武装直升机就曾因撞上高压线而坠毁。因此，电缆切割器（Wire Cutter）成为军用直升机不可或缺的标配，AH-64的电缆切割器安装在前起落架上，KUH-1则安装在座舱顶部。直升机加速前飞时主旋翼旋转面前倾，飞行员稍有不慎，主旋翼桨叶就会与电缆切割器发生冲突。早在2014年8月的地面滑行训练期间，KUH-1“太极鹰”16号机就曾发生国主旋翼桨叶与电线切割器碰撞后损毁并导致发动机停车的事故。
MUH-1继承了KUH-1座舱顶部的电缆切割器，同时，为适应上舰需要和海上环境，在KUH-1基本型基础上做了较大改进，机身采用水密结构并进行防腐处理以适应海上环境；增设2个副油箱，机上油箱总数达到6个，航程和滞空时间大幅增加（约为KUH-1的1.6倍），能够往返独岛执行作战任务；主旋翼桨叶和尾斜梁可折叠以方便收入舰艇机库；机身下方安装4处应急漂浮装置，以便海面紧急迫降时为乘员争取宝贵逃生时间；安装HF电台，确保与地面基地和海上母舰的联络畅通；安装TACAN战术空中导航系统，保证航向准确性；安装着舰助降装置，提高直升机在高海况下的着舰安全。跟KUH-1基本型相比，MUH-1“海兵鹰”搭载的装备和油料更多、自重更重，却并未配备功率更大的发动机，造成发动机和动力-传动系统负荷加大。特别是该机脆弱的动力-传动系统，由于负荷加大可能导致关键部件过早出现金属疲劳，大幅缩短使用寿命。另外，为适应上舰需要，直径15.8米的主旋翼桨叶必须采用折叠设计，在KUH-1基础上增设桨叶铰接/固定装置，从而实现桨叶的折叠与展开。本就“不靠谱”的主旋翼增设桨叶铰接/固定装置后，MUH-1“海兵鹰”升力系统的结构可靠性和性能稳定性进一步降低。
此次发生坠机事故的MUH-1“海兵鹰”2号机今年1月完成交付，事发前已累计完成150小时飞行测试，以便飞行员和地面保障人员尽快熟悉和掌握装备。KUH-1系列长期报告的机身强烈震动和150小时的高强度试飞，可能导致动力-传动系统主要部件内部因金属疲劳累积产生裂痕，一旦受到剧烈冲击很有可能发生断裂，从而酿成事故。韩国媒体公布的视频中可以清楚的看到，事故发生前的最后4～5秒钟，事故直升机正处于前飞爬升阶段，能够看出主旋翼旋转面明显前倾，事故发生前1～2秒钟，旋翼轴位置出现烟雾，4片桨叶中的1片明显低于主旋翼旋转面，随后与座舱顶部的电缆切割器发生碰撞并断裂弹出，撞击产生的冲击可能导致旋翼轴或齿轮箱内部发生断裂，紧接着其余3片桨叶连同部分旋翼轴一起脱落，失去升力储备的机身立刻下坠并最终坠毁。因此，虽然未曾（也不可能）到事故现场进行实地勘察，通过反复查看事故监控录像，笔者对此次“海兵鹰”坠机过程的初步判断为：动力-传动系统故障（烟雾+桨叶铰接缺陷）→桨叶撞击机身（电缆切割器）→升力装置（主旋翼+旋翼轴）脱落→坠毁，是主升力系统、动力-传动系统、电缆切割器合力酿成此次事故。至于到底是单纯机械故障还是整机设计缺陷，想必韩国军方希望见到的“调查结果”会更倾向于前者。对于此次事故的原因，韩国军方想必也已经心知肚明，7月17日事故当天，韩国紧急停飞国内所有在役的KUH-1基本型及衍生型直升机，事故发生仅两天后的7月19日，韩国就取消了除MUH-1“海兵鹰”以外的其它KUH家族的飞行禁令。
另据韩媒报道，此次发生坠机事故的2号机自交付之日起就一直问题缠身，虽然KAI专业保障人员一再大修并在主旋翼位置加装附加减震装置，机身震动仍然明显高出正常水平，几乎无法正常飞行，以至于一些必须2号机完成的试飞往往由1号机代为进行。试飞员对此非常了解，相互间流传“不知道谁会死在2号机身上”的传言。因机身震动强烈，今年6月底起KAI开始对2号机进行集中检修。事故前一天，KAI原厂技术人员刚刚完成对2号机的集中检修，事故当天的试飞正是为了检验大修效果。虽然事发当天试飞前军方地勤人员也曾进行过飞行前检查，但前一天熟悉机身结构和性能的原厂技术人员刚刚做完全面检修，飞行前地面检查只会是常规例行检查，不可能再次将动力系统大卸八块。KAI技术人员对该机的熟悉程度远高于刚接触该机不到半年的军方地面保障人员，因此在笔者看来，检修操作失误导致事故的可能性微乎其微。不过，面对外界威胁，飞行器异常脆弱，跑道上的微小异物也可能酿成重大事故。此次惨剧的原因究竟是飞行前检修操作失误还是整体设计缺陷还要倚靠事故调查组的细致调查。
不过，此次事故还是暴露出韩国装备研发和使用中一些弊病。按照KAI的官方说法，KUH家族所有机型均安装HUMS健康与使用监控系统，能够对机上部件进行监视和故障诊断，并能检测并预告哪些部件需要替换，从而提高直升机的安全性。然而此次事故表明，MUH-1安装的HUMS形同虚设，对动力-传动系统和主升力系统可能存在的问题未能事先告警，让人不得不对该机HUMS的质量和性能产生怀疑。韩国军方的一些做法也实在让人费解，发现2号机存在严重质量问题，理当立刻要求返厂彻底检修或退货，而不是“检修-试飞-检修”修修补补的简单循环，拿国家重金培养的试飞员生命开玩笑。另外，当天死伤的6名机组成员中，除正副飞行员各1人外，还有机枪射手和地面保障工程师各2名。正常试飞中，为最大程度减少人员伤亡，多使用沙袋作为配重来模拟机上人员和装备的重量，类似2号机的情况，为检验大修效果更应该尽可能减少机上人员数量才对，而不是“存在严重隐患→原厂派人大修→检验大修效果→用活人作配重”。至于当天多出的乘机人员是军方刻意安排还是为满足某些士兵“坐直升机”心愿的个人行为，事故调查组更应该好好调查一番。据韩媒报道，某殉职士兵的心愿清单中“试乘直升机”和“海兵平安退伍”两项赫然在列。
近年来，韩国媒体对于国内热点事件一向存在过度解读倾向，此次事故的报道也是一样，从零部件质量问题到关键设备缺陷，从检修操作不当到结构设计缺陷，甚至再度提及国防弊案，以期牵连现任和前两任韩国政府。在笔者看来，此次“海兵鹰”坠机事故更像是KUH系列众多缺陷的集中大爆发。其实，事故暴露出的整机缺陷不无解决之道，①查找震动原因，增加减震措施；②加固桨叶铰接/固定装置，增强升力装置可靠性；③强化动力-传动系统检修，提前（100飞行小时左右）更换关键部件；④调整电缆切割器位置，都是短时间内保障飞行安全的临时性改善措施。不过这些措施只能“治标”，想要彻底治愈MUH-1乃至整个KUH家族的“心脏病”和“动脉硬化”，韩国设计人员还得从头检讨设计方案，从根本上解决问题，避免类似惨剧再次发生。
笔者之前曾在翻译韩国资料的基础上,就KUH-1通过中等结冰测试进而具备全天候作战能力写过一篇文章，发表在即将出版的《世界军事》2018第16期上。在文章的结尾部分，笔者曾经写过这样一段话，“列装后出现各种问题并不代表KUH-1一无是处。一款武器装备从纸面到实物，从设计到定型，必然会存在各种瑕疵，只有后期不断改进才会日臻完善”。究竟何种原因导致此次事故目前尚无定论，可以肯定的是，事故让六个家庭陷入了极度痛苦之中，并将给本就质疑声不断的KUH-1项目再次蒙上一层阴影，严重影响该机型的后续生产、列装和出口。列装仅6个月就发生如此重大的飞安事故，一旦查明是机械故障所致，韩国国内对KUH-1的质疑和有关国防弊案的喧嚣必将再次甚嚣尘上。
KUH韩国型直升机家族合影
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