布里斯托航空56C号班机，不是一般的商业航班，而是英国布里斯托直升机公司的一条接载石油公司员工从苏格兰亚伯丁前往北海油田钻油台采油，并以直升机执行的航班。1995年1月19日，一架欧洲直升机公司的超级美洲豹直升机机前往北海油田途中，因遭雷击以致被迫在海上迫降，幸运的是机上18人全部获救。

 1、在海中的美洲豹

人类对于能源的需求不断增加，迫使勘探公司不得不来到不适宜人生存的地方获取石油资源。北海将英国和欧洲大陆分割开来，恶劣的天气经常掀起滔天巨浪，但是这里丰富的原油储备还是吸引了不少公司架设海上钻井设备。由于条件的限制，石油开采人员只能搭乘直升机往返钻井平台和陆地，单程5百公里的航程也充满变数，机上人员也早已熟悉这一危险的形成。但是这一切因一场事故发生了改变。

1995年1月19日，44岁的罗伯斯机长和39岁的索尔副驾驶任职于苏格兰亚伯丁的布里斯托直升机公司，他们的职责是负责运送石油开采人员往返位于北海的钻井平台的。在早上9、10点的时候已经完成了一次运送任务，他们使用的直升机为注册号G-TIGK的超级美洲豹，机组人员对飞机进行检查完毕并重新添加燃料之后就可以进行新的飞行。副驾驶索尔查阅飞行日志，罗伯斯机长则查阅天气信息，天气预报每隔2小时就会更新一次。

图2、模拟图片  直升机飞行路线

英国在上世纪60年代便在北海区域发现了石油，这对于英国经济而言是绝对的利好消息，该地生产的原油被称之为布伦特原油，也是轻质石油的理想原料，非常适合提炼成汽油，其价格也是国际原油价格的标杆。苏格兰的亚伯丁港也因为毗邻北海油田变得逐渐繁华起来，由于石油资源的丰富储备也一跃成为欧洲的石油重镇，世界上著名的石油公司都在此地设有办公室。由于油井都分布在外海区域，气候又变幻莫测，唯一的可靠的交通工具便是直升机。超级美洲豹是北海油田的“劳模”级通勤工具，它坚固耐用和足以抵抗恶劣天气的特性获得了石油公司的青睐。此次布里斯托航空运送的是德州马拉松石油公司的员工。北海拥有几十处油田，分属好几个国家，其中包括英格兰和挪威。各国政府将钻油权卖给不同的石油公司，马拉松石油公司在布瑞油田的三处平台开展业务，远海区域的天气环境异常恶劣，钻井平台的工作环境也十分艰苦和危险，工人们12小时轮班一次，拥有丰富的海上钻油经验的工人通常都是石油公司的抢手货，所以钻井平台也经过特殊设计希望用好的环境留住人才，但即使这样钻井平台依然充满危险。

布里斯托航空56C号航班搭载的16名工人预计在马拉松的钻井平台工作2周时间，接下来便是2周的休息时间。如此的工作节奏也为工人们所习惯，但是在登上直升机之前工人们还需要多增加一道程序——“直升机水中逃脱训练”，这训练了工人们如何在沉没中的直升机或钻井平台中逃生。近20年来发生过的几起意外事故都让大家对这种程序有了充分的了解，这种训练可以大为增加工人们幸存的几率。工人们每次登机前都要看录像带，以应对飞行途中的紧急情况做充分了解。所有乘客还穿戴整齐救生衣，这种干式潜水衣衣特氟龙膜不料制成，这种衣服虽然不能提供浮力，但是能让乘客们在落水时提供防水功能。、

3、雷达工作原理图

56C号航班飞往钻井平台的距离为230公里，如果顺利的话他们一个小时就能抵达目的地。这段航程先向东北方向飞，沿着所谓的“直升机主线”飞行190公里后抵达“Gate”点，然后再分开飞向不同的钻井平台。亚伯丁航管局的雷达操作员将无法探测到56C航班的飞行情况，随着飞行距离的增加，地面和雷达波之间将会出现死角，当直升机进入死角区域的时候，飞机就从雷达屏幕上消失了。失去了雷达的监控，布里斯托航空56C号的危险性也大为增加。

超级美洲豹的机载气象雷达显示前方的环境正在快速的变化，其中还有很多积云。积云是蓬松的白云，就像脱脂棉球一样，通常情况下没有什么大的影响，而且只会持续5——40分钟。积云之下的气流不是很稳定，直升机都会从云层上方飞过，目前的天气状况良好，但是在北海上空，气流状况瞬息万变。这个区域从大西洋的刮来暖风，会遇上来自北极和西伯利亚的寒流，温暖的水滴便凝结成云，形成强风推动巨大的云团，强大的磨差力会让云层带电并通过闪电的形式予以释放。刚才还是晴空万里，转瞬就可能是雷雨交加。经过1个小时的飞行，直升机即将到达目的地，这个时候天气开始不断恶化。56C号的飞行员开始联系钻井平台上的航管站，由于航管站上并未装备雷达，这时只靠飞行员来报告自己的方位。天气的变化也让刚才无害的积云变成了危险的积雨云。高耸的积雨云就像白色巨山一样挡住了直升机的去路，上万米的高度也超过了直升机的最高升限，云层之下也充满了危险，云层内的阵风能达到1百公里的时速，直升机的飞行员务必要躲开这一危险的云层。闪电是自然界最强大的力量之一，全球每秒钟都会有1百次闪电，每次释放的电力高达10亿伏特。飞机无法完全躲避雷击，平均每年每架民航喷气客机都会被闪电击中一次，但客机的独特设计有助于避免雷击后造成重要伤害，机体传统上以铝合金制成，这种材料是良好的导电体。闪电会沿着机身传导至机尾后导出，直升机也采用这一避雷设计。在北海区域通勤的直升机，危险系数更高，平均一年遭受雷击达35次。 图4、客机遭受雷击示意图

布里斯托航空56C号下降的同时，也一头转进了横在路线中的云层，这时开始有冰雹打到直升机上来。直升机外设计有探测结冰的传感器，这能告诉飞行员螺旋桨是否结冰，正当他们认为传感器被冰卡住引发错误警报的时候，灾难突然降临。直升机遭到破坏，机身陷入了严重摇摆的状态，飞行员的第一反应就是降低高度，以免发生失控将人摔出机外，随后飞行员发出了紧急求救信号。这时在40公里外又有一架直升机将要离开布拉佛钻井平台，贝克机长准备返回亚伯丁，一切准备就绪的时候，他突然听到索尔的求救信号，该架直升机立刻请下乘客准备去救援失事的56C号。

图5、直升机探测结冰的传感器

与此同时，更为强烈的风暴正在孕育，超过70公里时速的强风引起惊涛骇浪。56C的机组人员竭力控制遭到损坏的直升机，但在最初的混乱过后，情况并没有失控。他们一边接近着海平面，一边蹒跚着向钻井平台飞去。嘉林自由（Grampian Freedom）号是一艘救援船只，平时就驻扎在钻井平台附近，麦克尼斯船长听到直升机的求救信号后也迅速赶赴失事海域。但是现在无论是贝克机长，还是麦克尼斯船长都不清楚56C号的准确位置，而且在恶劣的天气状况下，更为增加了搜救难度。

56C号的罗伯斯机长也开始在直升机上对乘客做了情况简报，要求大家按照之前学习的自救知识做好准备，他们可能随时进行海上迫降。反复的训练应该会让每个人对这种情况有所准备，但是在真正的灾难来临时，又有多少人能够做好训练的内容？根据测算，他们距离目的地布瑞（Brae Alpha）平台仅有11公里，爆炸发生3分钟后，情况似乎没有发生恶化，飞行员决定尝试操纵直升机的机械部件看是否还在工作，这时突然直升机陷入打转状态，直升机的尾旋出了问题。飞行员只有关闭主螺旋桨才能让机体停止打转，迫降是他们唯一的选择。

56C号正以每分钟超过6百米的速度坠落，直升机主螺旋桨的作用就像降落伞一样，按照这样的坡降速度，他们将在40秒后坠落入北海当中。贝克机长也来到了事发海域，但是他们并没有发现56C号，只是听到了呼救信号。虽然贝克机长距离失事地点最近，但是他们并没有一起可以定位56C号迫降时发出的失事信标，这无异于大海捞针。56C的飞行员即将展开最后的迫降程序，直升机底下的浮筒是为了避免机身下沉，但是如果在落海前提早充气会让直升机失去稳定性最后倾翻在海里。但是如果充气过晚，浮筒便来不及完全膨胀，直升机还来不及漂浮在海上便沉入海中，56C号的飞行员只有一次机会。

56C号成功的放出浮筒漂浮在海面上，但是由于头重脚轻的特点，他们还是有沉入海中的危险。机上人员需要放下救生艇并快速登上去，但是疏散作业并不顺利，放出的一只救生艇被强风等在舱门口，他们只好从另外一侧登艇，这也让一只设计容量14人的救生艇容纳了18个人，飞行员发出最后一条求救信息后宣布弃机逃生。56C号的坠海地址和目的地很近，但是登上救生艇后，他们就没有办法通过无线电告知救援队员具体地址。飞行员可看到了这次灾难的原因，直升机的尾旋翼总成和变速箱均已遭到破坏，更为糟糕的是他们并没有从直升机上带下失事信标器。信标器可以发出信号以供救援人员锁定方位，现在他们失去了可以联络的唯一工具。救生艇和直升机之间由两条拉索相连接，以防止救生艇漂太远。但是如果直升机沉入海中，救生艇也会被牵连进入。正在大家犹豫要不要割开绳索时，乘客想拉起保护用的顶棚的时候，顶棚却卡出了。失去了顶棚的保护，大家只能接受海浪的肆虐。直升机的舱门的设计本来是能够沉入海中的，但是其中那扇有缺口的舱门却漂浮在海上，雪上加霜的是，带有缺口的舱门刺破了救生艇。超载的救生艇也愈发沉重，里面的积水也渐渐漫过腰部，阵阵大浪也将他们推向下垂的螺旋桨叶片尖端。如果不把绳索隔断，直升机上的锋利边缘会将救生艇切割的四分五裂，这足以让所有人落水。

图6、事发海域距离钻井平台距离示意图

割断绳索后的救生艇独自漂浮在惊涛骇浪当中，大多数人的救生衣开始漏入冰冷的海水，这也让幸存者的身体开始失去温度，北海冬天的温度更是低上许多，这会对幸存者的肌肉和脑部的正常反应造成极大影响。身体的核心温度如果大幅下降，人就会失去意识甚至死亡。暂时的幸存者孤舟漂泊在海浪当中，此时没有人知道他们的确切位置，随着时间的推移，获救的可能性也在逐渐降低。突然有人听到直升机的轰鸣声，他们马上点燃了信号火炬，期望直升机的飞行员能够发现他们。遗憾的是直升机径直飞了过去，获救的希望火种瞬间熄灭了。幸运的是，救援直升机的副驾驶观察到救生艇，救援直升机犹如守护天使般在幸存者上方盘旋了一个多小时，引导救援船只赶赴事发海域。

嘉林自由号是最先抵达的救援船只，救援直升机也开始在船头做十字飞行程序。嘉林自由号在幸存者海域的1海里外放下救援快艇，但是风浪和大雨增加了救援难度。救援快艇向幸存者抛出了连接绳索，他们接下来面临的挑战便是如何从救生艇登上嘉林自由号。最终幸存者趁着起伏的海浪顺利登上嘉林自由号的甲板上，14名幸存者留在了嘉林自由号上，另有4名被送往另外一只船上。虽然有人陷入了休克状态，但是并无大碍。万幸的是，此次失误没有人死亡，飞行员凭借精湛的迫降技巧挽救了所有人的性命，但在事发后不久飞行员便遭受质疑和调查。有相关专家称闪电和雷击不足以影响到直升机的安全，他们对飞行员的说法持有怀疑态度。

图7、美洲豹直升机残骸

历史上并没有其他直升机因为闪电因素在北海坠机的先例，机械故障和人为因素成为调查组关注的焦点。能够验证飞行员的证据已经坠入北海海底，来自英国空难调查局（AAIB，Air Accidents Investigation Branch）的调查员开始调查事故的真相。调查员首先要做的就是从北海海底打捞上来56C号直升机，事故调查的进程相当顺利，打捞船上两具潜水监视器在一天内便锁定了56C号直升机的残骸，但是将他们吊上来便不那么容易了。打捞工作一直持续到夜幕降临，才从海中打捞出直升机的残骸，但是他们并没有找到关键证据，直升机的尾旋翼。调查组不得不再继续耗费巨资来寻找这一关键部件，经过反复搜索调查人员终于发现了直升机的尾旋翼，尾旋翼上烧焦的痕迹通过潜水摄像机传回打捞船上，这也印证了飞行员的说法。甲板上直升机残骸上主螺旋桨有两根叶片也有遭到雷击的证据，相比而言尾旋翼受到的破坏最重。但是在北海并没有直升机因遭受雷击而坠毁的先例，这次56C号为什么没有逃此劫难？

图8、直升机尾旋翼残骸

调查组特意找来闪电方面的专家约翰·哈德威，哈德威找到一组超级美洲豹的尾旋翼，并模拟雷击的方式测试尾旋翼的反应，这能够重现闪电对它造成的损害程度，进而也能得到此次事故的雷击能量。调查组使用摄像机记录下了测试过程，直升机生产商美洲豹公司的代表一同参与的测试。哈德威用采用不同能量的雷击进行测试，直到叶片出现同样的损害，实验结果显示，此次事故雷电的能量之大超出想象，这一瞬间所迸发出的能量超过美国的用电总和！约为300亿瓦。虽然56C的防雷标准已相当之高，但是遭遇如此强烈的雷击也不能幸免于难。调查组也在气象记录中发现了不同寻常之处，小冰晶在积雨云中被气流带往上方，到了温度更低的云层顶端时小冰晶便集结成了冰雹，重重的冰雹会坠落在地面上，在此阶段会碰撞上升的水结晶形成摩擦，结晶体变得带电。当直升机进入云层，旋转的螺旋桨尖端穿过水结晶，摩擦力增大，电力也大为增加，直至形成闪电。记录显示，集中56C号的闪电也是北海区域唯一的一次闪电，悲剧的是这道闪电也是因直升机本身产生的。

图9、模拟气象放电现象

为什么只有尾旋翼遭到了重创？调查员发现当初民航管理部门颁发给超级美洲豹的安全执照错过了一个要点，这也学就是56C号坠毁的原因。美国民航局指定的闪电安全标准，重点在于玻璃纤维叶片，这也是直升机螺旋桨的主要制作材料。但是在上世纪80年代，飞机制造商开始采用新型合成材料——碳纤维。他们将螺旋桨叶片的材料从玻璃纤维更换为碳纤维，假定同样标准适用于新型材质叶片，就会有安全隐患。调查结果显示，正是更换了叶片的材质，最终导致了56C号的坠机。因为碳纤维虽然有诸多优点，但是整个部件不能都以碳纤维制成，在叶片边缘还需有金属防腐蚀条，这也是问题的起因。碳的导电性比铝合金差了1千倍，升温幅度也比铝合金提高了1千倍，碳纤维叶片会变得非常热。当电流遇上叶片边缘上的金属条，会激发出强大的电弧和火花，直到部分的防腐蚀条爆裂。但是当时脱落的防腐蚀条才1百克重，但这足以造成螺旋桨的配重失衡，所以56C号遭受雷击后会感受到明显的震动，飞行员在3分钟后测试直升机的操纵性时，失去平衡的叶片让尾旋翼承受了巨大的压力，达到承压极限的固定螺栓被扯断，造成尾旋翼失控。

图10、闪电击中叶片的防腐蚀条

调查员终于查清楚了56C号的事故原因，调查员认为事故的原因便是遭受了猛烈的雷击而造成的。但是他们遇到了更大的问题，理论上讲只要采用碳纤维和其他材质的飞机都有潜在的威胁存在。碳纤维的诸多优点，在航空材质应用中占据了越来越重要的地位，全球在役的最大客机A380就有超过两成的材质取自碳纤维，梦想客机787的含量更是超过了一半。这些客机遇上了超级雷电会有什么样的结果？这也是在56C事故后，调查员最大的担忧所在。虽然有测试指出56C号的事故原因来源于闪电，但是英国民航局却拒绝接受这一结果，他们认为这些测试并没有明确性，也不能确定击中直升机的雷击到底有多强。官方部门也并未采取行动提升直升机的安全标准。如果调查员的设想是对的，客机的旅客确实面临一大安全隐患，超过飞机承受极限的闪电有可能出现，而采用新型合成材料的飞机也让风险增加。但起码超级美洲豹从中吸取了教训，直升机螺旋桨叶片的设计也大为改善，防腐蚀条也以强力螺旋固定，并重新修订了安全飞行标准。时至今日，56C号的遭遇仍让人胆战心惊，幸运的是飞行员精湛的技术挽救了所有人的性命，英国皇家飞行员协会表彰了他们在紧急状况中的技术和胆识。

图11、失去平衡的尾旋翼固定螺旋脱落

援引资料：

1、 NationalGeographic Channel Documentaries：HelicopterDown

 2、 wikipedia

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