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[摘 要]2010年11月16日，美国空军飞行员杰夫？汉尼上尉驾驶美国最先进的F-22隐身战斗机突然急剧俯冲，以超音速撞击地面，导致机毁人亡。时隔七年之后，美国空军事故调查委员会公布了事故调查结论，原因是飞行员因为供氧不足，失去意识，导致飞机以超音速撞击地面。
[关键词]F22，坠毁，缺氧，启示
中图分类号：TU203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0392-01
一、问题背景
2004年12月20日15时45分（美国西部时间），一架F-22起飞时失控，坠毁于内华达州内利斯空军基地，飞行员弹射逃生。坠毁的F-22隶属于美国空军第422试验评估大队。2009年3月25日一架F-22在执行一项“测试飞行任务”时在加利福尼亚南部沙漠地带坠毁。试飞员死亡。2010年11月17日，一架驻守于阿拉斯加艾门朵夫空军机地（Elmendorf AFB）、隶属美国空军第525飞行中队的F-22在进行例行的飞行训练之后，于当地时间晚上19时40分与地面控制中心失去联系，搜救结果显示飞行员杰佛瑞·汉尼上尉（Capt. Jeffrey Haney）在坠毁前并没有顺利弹射逃生。事后的事故调查显示意外可能起因于战机上配置的机上氧气产生系统（On-Board Oxygen Generating System，OBOGS）有设计瑕疵，在高空飞行时会造成供氧不足而导致飞行员昏迷。2012年11月15日下午3时30分，一架驻地佛罗里达州巴拿马市（Panama City， Fla.）郊外廷德尔空军基地（Tyndall AFB）的F-22，在完成训练飞行任务回程时坠毁于98号公路附近，飞行员成功弹射逃生。近日美国空军事故调查委员会公布了关于2010年一起F-22戰斗机坠毁事故的调查结论。调查报告称，事故原因是飞行员因为供氧不足，短暂失去意识，导致飞机进入急剧俯冲，最后以超音速撞击地面。关于飞行员缺氧的原因，报告认为是由于飞机当时处于特定飞行状态下导致没有足够气流进入供氧系统进气口，同时飞行员抗荷服因阀门故障意外膨胀，压迫飞行员导致其呼吸困难。这一调查报告被认为可能有助于美军破解其近期F-22战斗机飞行员频繁遭遇缺氧问题的真正原因。
二、问题分析
美国空军事故调查委员会发布的报告，这是一起复杂的事故，类似事故至今军方也无法完全解决。目前甚至还不清楚近期美国空军和海军多型飞机飞行员所遇到的空中缺氧问题究竟是不是缺氧——这个缺氧的定义是指氧气供应不足——还是其他原因导致了飞行员出现类似缺氧的症状。调查者们还在试图寻找事故根源，包括这是否由于机载制氧系统（Obogs）的原因。
从2008年开始，就有报告称F-22战斗机飞行员们经常出现类似缺氧的症状——和目前在T-45教练机、F-35A战斗机与F/A-18战斗机上出现的情况类似。不过，直到今年春天前，这一调查一直没有新的进展。
调查人员们一直想要找到的是机载制氧系统为何无法获得足够的空气流量。他们将这个设备的各个部件拆下来进行检验，却未能发现问题，也没有发现供应给飞行员的气流中有超标的有毒气体。
但在他们复原了坠毁F-22后，这架飞机上的数据显示，机载制氧设备可能并非飞机坠毁的肇因。据事故调查委员会报告，在坠毁前一分钟，战斗机的防火系统发现，两台发动机的中央引流管系统出现空气泄漏。为了隔离中央引流系统，战斗机控制系统按照设计自动工作，气流被屏蔽在了部分设备之外，这其中就包括机载制氧系统。
这导致飞行员呼吸严重困难。最初，飞行员还能够保持飞机处于相对稳定的侧滑角度和高度，报告称。但在10秒后，飞行员向右滚转了240度，滚转角速度超过了45度/秒，同时飞机的机鼻向下，“猛禽”战斗机在接下来的15秒内继续俯冲。飞行员在最后时刻发现问题并试图拉杆改出俯冲，飞机做了一个7.4G过载的拉起动作。但这还是太晚了——战斗机在3秒后撞击地面。
事故调查委员会的结论是，飞行员的操作是坠机的原因，事故是因为飞行员未能及时采取措施。但问题是，为什么飞行员未能在几秒钟内做出反应改出大角度俯冲——五角大楼的在2013年的报告中对此表示困惑。
事故调查委员会认为，原因可能是他正在努力试图启动紧急氧气系统。这个系统是F-22飞行员在高空缺氧时唯一恢复供氧的手段，不过它的开关是一个拉环，并被安装在座舱一个不易摸到的角落里。即使是在正常飞行状态下，想要摸到这个拉环也不容易。更何况当时汉尼上尉的飞机处于向下俯冲状态，他无法呼吸，而且他还穿着寒带地区的厚重飞行装具。除了上述问题，空军调查员还发现，由于抗荷服一个阀门出现问题，导致飞行员的抗荷服会在不必要的时候膨胀，压迫胸腔，让飞行员的呼吸更加困难。
在事故原因查明后，美军将更换抗荷服的阀门，并将紧急供氧装置启动改为自动列为F-22战斗机紧急改装项目。但美国航空作战指挥部作战部长查尔斯？林恩少将在2012年9月听证会上表示，或许战斗机飞行员永远无法完全摆脱缺氧的困扰。他说：“未来肯定还会发生新的身体问题。因为在高空高速、高过载的环境下，人对氧气的需求会急剧增加，我们的飞行员都明白这一点。我们在高性能飞机上遇到的缺氧问题更加严重——这是活生生的事实——我们的飞行员们都有这个需求，”林恩说。“空军将会继续从事故调查中学习经验，并将投入资金研究和了解高性能飞机环境控制和飞行员表现优化的问题，不仅仅是F-22，也包括未来其他的武器系统。”
三、问题启示
飞机总体设计所需的知识并不是各项局部专业简单的总和。飞机型号设计是一项包含成千上万人劳动的集体创造活动。但是，飞机型号设计又是一个“从顶层设计分解到各局部”（Top down）的过程，而不是各个局部各行其是，从底层堆砌（Bottom up）的过程。飞机的总体设计，是需要与可能、经济与技术的结合点，是众多专业要求矛盾的焦点，是地面工作向飞行目标冲剌的总蓝图，是研制生产与市场的界面、是技术与人（包括具体操作的人员和社会）界面的设定。一架飞机的全寿命成本，90%以上在飞机的总体方案确定时就已经被确定。因此，并不是只要了解航空技术中一种局部性的知识，就必然可以做好总体设计。飞机总体设计所需要的知识和能力，并不是各个局部专业的叠加的总和。
在飞机型号研制的浩大技术队伍中，只有少数人从事全机总体性的工作（包括飞机型号总设计师及其副手，以及具体进行飞机总体设计的人员）。哪些人能够担任这类任务，主要通过实际工作中的锻炼与考验，也取决于许多条件，如历史或环境条件。但是受过总体设计训练的人，即使以后不是从事飞机型号总体设计任务，但在承担一个系统，一个结构部件，或一项设备的总体设计中，仍然是有用的。因为总体设计的训练在性质上是培养创面立一个新系统的开拓性能力。但是，从事飞机总体设计这样高技术复杂系统的通才，最好自己原来有一种扎得较深的“专业”基础，然后通过培训或自学来掌握总体性的知识和技能。这是因为各门专业的具体规律可以是互不相同的，但是人类的科学思想和方法有许多相通之处。通过一门钻得较深的领域的体会，在处理不同学科之间的关系时，除了能看到问题表面所存在的矛盾以外，还可能通过类比性思维而对“冰山水面以下的部分”有所感觉。创立所谓横断学科“控制论”的三个科学家就各有专业，一个是生物学家，一个是电子学家，一个是数学家。如果没有一门理解较透的专业基础，仅仅学习总体性知识，可能认识流于表浅，在处理矛盾时缺乏抓住问题要害的洞察力，提不出有启发性的解决办法，对问题的实质和发展后果的预测缺乏真知灼见。这样也就不能在实际上统领各专业。
[关键词]F22，坠毁，缺氧，启示
中图分类号：TU203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0392-01
一、问题背景
2004年12月20日15时45分（美国西部时间），一架F-22起飞时失控，坠毁于内华达州内利斯空军基地，飞行员弹射逃生。坠毁的F-22隶属于美国空军第422试验评估大队。2009年3月25日一架F-22在执行一项“测试飞行任务”时在加利福尼亚南部沙漠地带坠毁。试飞员死亡。2010年11月17日，一架驻守于阿拉斯加艾门朵夫空军机地（Elmendorf AFB）、隶属美国空军第525飞行中队的F-22在进行例行的飞行训练之后，于当地时间晚上19时40分与地面控制中心失去联系，搜救结果显示飞行员杰佛瑞·汉尼上尉（Capt. Jeffrey Haney）在坠毁前并没有顺利弹射逃生。事后的事故调查显示意外可能起因于战机上配置的机上氧气产生系统（On-Board Oxygen Generating System，OBOGS）有设计瑕疵，在高空飞行时会造成供氧不足而导致飞行员昏迷。2012年11月15日下午3时30分，一架驻地佛罗里达州巴拿马市（Panama City， Fla.）郊外廷德尔空军基地（Tyndall AFB）的F-22，在完成训练飞行任务回程时坠毁于98号公路附近，飞行员成功弹射逃生。近日美国空军事故调查委员会公布了关于2010年一起F-22戰斗机坠毁事故的调查结论。调查报告称，事故原因是飞行员因为供氧不足，短暂失去意识，导致飞机进入急剧俯冲，最后以超音速撞击地面。关于飞行员缺氧的原因，报告认为是由于飞机当时处于特定飞行状态下导致没有足够气流进入供氧系统进气口，同时飞行员抗荷服因阀门故障意外膨胀，压迫飞行员导致其呼吸困难。这一调查报告被认为可能有助于美军破解其近期F-22战斗机飞行员频繁遭遇缺氧问题的真正原因。
二、问题分析
美国空军事故调查委员会发布的报告，这是一起复杂的事故，类似事故至今军方也无法完全解决。目前甚至还不清楚近期美国空军和海军多型飞机飞行员所遇到的空中缺氧问题究竟是不是缺氧——这个缺氧的定义是指氧气供应不足——还是其他原因导致了飞行员出现类似缺氧的症状。调查者们还在试图寻找事故根源，包括这是否由于机载制氧系统（Obogs）的原因。
从2008年开始，就有报告称F-22战斗机飞行员们经常出现类似缺氧的症状——和目前在T-45教练机、F-35A战斗机与F/A-18战斗机上出现的情况类似。不过，直到今年春天前，这一调查一直没有新的进展。
调查人员们一直想要找到的是机载制氧系统为何无法获得足够的空气流量。他们将这个设备的各个部件拆下来进行检验，却未能发现问题，也没有发现供应给飞行员的气流中有超标的有毒气体。
但在他们复原了坠毁F-22后，这架飞机上的数据显示，机载制氧设备可能并非飞机坠毁的肇因。据事故调查委员会报告，在坠毁前一分钟，战斗机的防火系统发现，两台发动机的中央引流管系统出现空气泄漏。为了隔离中央引流系统，战斗机控制系统按照设计自动工作，气流被屏蔽在了部分设备之外，这其中就包括机载制氧系统。
这导致飞行员呼吸严重困难。最初，飞行员还能够保持飞机处于相对稳定的侧滑角度和高度，报告称。但在10秒后，飞行员向右滚转了240度，滚转角速度超过了45度/秒，同时飞机的机鼻向下，“猛禽”战斗机在接下来的15秒内继续俯冲。飞行员在最后时刻发现问题并试图拉杆改出俯冲，飞机做了一个7.4G过载的拉起动作。但这还是太晚了——战斗机在3秒后撞击地面。
事故调查委员会的结论是，飞行员的操作是坠机的原因，事故是因为飞行员未能及时采取措施。但问题是，为什么飞行员未能在几秒钟内做出反应改出大角度俯冲——五角大楼的在2013年的报告中对此表示困惑。
事故调查委员会认为，原因可能是他正在努力试图启动紧急氧气系统。这个系统是F-22飞行员在高空缺氧时唯一恢复供氧的手段，不过它的开关是一个拉环，并被安装在座舱一个不易摸到的角落里。即使是在正常飞行状态下，想要摸到这个拉环也不容易。更何况当时汉尼上尉的飞机处于向下俯冲状态，他无法呼吸，而且他还穿着寒带地区的厚重飞行装具。除了上述问题，空军调查员还发现，由于抗荷服一个阀门出现问题，导致飞行员的抗荷服会在不必要的时候膨胀，压迫胸腔，让飞行员的呼吸更加困难。
在事故原因查明后，美军将更换抗荷服的阀门，并将紧急供氧装置启动改为自动列为F-22战斗机紧急改装项目。但美国航空作战指挥部作战部长查尔斯？林恩少将在2012年9月听证会上表示，或许战斗机飞行员永远无法完全摆脱缺氧的困扰。他说：“未来肯定还会发生新的身体问题。因为在高空高速、高过载的环境下，人对氧气的需求会急剧增加，我们的飞行员都明白这一点。我们在高性能飞机上遇到的缺氧问题更加严重——这是活生生的事实——我们的飞行员们都有这个需求，”林恩说。“空军将会继续从事故调查中学习经验，并将投入资金研究和了解高性能飞机环境控制和飞行员表现优化的问题，不仅仅是F-22，也包括未来其他的武器系统。”
三、问题启示
飞机总体设计所需的知识并不是各项局部专业简单的总和。飞机型号设计是一项包含成千上万人劳动的集体创造活动。但是，飞机型号设计又是一个“从顶层设计分解到各局部”（Top down）的过程，而不是各个局部各行其是，从底层堆砌（Bottom up）的过程。飞机的总体设计，是需要与可能、经济与技术的结合点，是众多专业要求矛盾的焦点，是地面工作向飞行目标冲剌的总蓝图，是研制生产与市场的界面、是技术与人（包括具体操作的人员和社会）界面的设定。一架飞机的全寿命成本，90%以上在飞机的总体方案确定时就已经被确定。因此，并不是只要了解航空技术中一种局部性的知识，就必然可以做好总体设计。飞机总体设计所需要的知识和能力，并不是各个局部专业的叠加的总和。
在飞机型号研制的浩大技术队伍中，只有少数人从事全机总体性的工作（包括飞机型号总设计师及其副手，以及具体进行飞机总体设计的人员）。哪些人能够担任这类任务，主要通过实际工作中的锻炼与考验，也取决于许多条件，如历史或环境条件。但是受过总体设计训练的人，即使以后不是从事飞机型号总体设计任务，但在承担一个系统，一个结构部件，或一项设备的总体设计中，仍然是有用的。因为总体设计的训练在性质上是培养创面立一个新系统的开拓性能力。但是，从事飞机总体设计这样高技术复杂系统的通才，最好自己原来有一种扎得较深的“专业”基础，然后通过培训或自学来掌握总体性的知识和技能。这是因为各门专业的具体规律可以是互不相同的，但是人类的科学思想和方法有许多相通之处。通过一门钻得较深的领域的体会，在处理不同学科之间的关系时，除了能看到问题表面所存在的矛盾以外，还可能通过类比性思维而对“冰山水面以下的部分”有所感觉。创立所谓横断学科“控制论”的三个科学家就各有专业，一个是生物学家，一个是电子学家，一个是数学家。如果没有一门理解较透的专业基础，仅仅学习总体性知识，可能认识流于表浅，在处理矛盾时缺乏抓住问题要害的洞察力，提不出有启发性的解决办法，对问题的实质和发展后果的预测缺乏真知灼见。这样也就不能在实际上统领各专业。