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再談飛機低高度的異常姿態(tài)改出

 附庸風雅先生 2016-05-13
再談飛機低高度的異常姿態(tài)改出
作者:老虎不在家的圍脖05.13 22:58閱讀61
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近年來,飛機故障導(dǎo)致航空事故的發(fā)生概率穩(wěn)定下降,但一種新的飛機“特情”卻嚴重威脅著飛行安全,即飛機的異常姿態(tài),尤其是低高度異常姿態(tài)。飛行員在平時的航線飛行時,很難遇到極不正常的姿態(tài)。一般來說,我們經(jīng)常訓(xùn)練的低空風切變、地形警告低高度、低高度失速、低高度大坡度、復(fù)飛等都屬于低高度異常姿態(tài)。

由于低高度異常姿態(tài)留給飛行員的時間反應(yīng)裕度很小,其對飛行員的技術(shù)、心理要求極高,對飛行安全的影響也很大。飛行員在飛行訓(xùn)練和實際飛行中必須認真對待,對動作程序要做到熟記于心并形成條件反射,從而迅速反應(yīng)并正確改出。

低高度異常姿態(tài)的危害

2016年4月20日,俄羅斯負責事故調(diào)查的洲際航空委員會(IAC)發(fā)布了迪拜航空在羅斯托夫機場發(fā)生的空難事件的階段性調(diào)查報告。報告顯示,在飛機復(fù)飛過程中,由于在小重量復(fù)飛方面準備不足,機組在復(fù)飛時使用了過大的推力。機組異常姿態(tài)改出能力訓(xùn)練不足,再加上機組疲勞,飛機狀態(tài)不穩(wěn),機組產(chǎn)生了對飛行操縱的錯覺,導(dǎo)致了事故的發(fā)生。

一次簡單的復(fù)飛為何會導(dǎo)致飛機失控?飛行員為何會操縱失誤?在上述空難中,飛機在低空遭遇風切變,在第二次復(fù)飛的過程中,在接近目標高度改平飛機時,機組本應(yīng)該減小油門,這一方面可以使飛機低頭,另一方面可以避免飛機速度增加。但是,機組當時并沒有收油門,而是錯誤地試圖只通過頂桿和向前的安定面配平使飛機上升率減小。

飛機在復(fù)飛后產(chǎn)生了過大的推力,連續(xù)通宵飛行的機組異常疲勞,在復(fù)飛過程中遭遇風向、風速的快速變化,以及波音737飛機的襟翼由于速度保護來回自動收放等因素的共同影響,導(dǎo)致機組對垂直運動加速度的感知出現(xiàn)了混亂,進而在油門、駕駛桿和安定面配平的使用上出現(xiàn)了混亂。執(zhí)飛本次航班的飛行員在向下修正飛機時,沒有收油門,而是粗猛穩(wěn)桿,并使用大量向下的配平修正飛機。結(jié)果,飛機快速下墜,機組沒能修正錯誤,飛機以超過600公里每小時的速度和超過50度的傾斜角度撞地。飛機從900米的高度到墜地,也就5秒~6秒的時間,機組幾乎沒辦法改出。

我們再來看另外一個教訓(xùn):一架重型波音747飛機在某機場起飛后,因為對米制高度不熟悉,飛機在900英尺強制改平。由于飛機大推力、大姿態(tài),機組粗猛操縱,飛機從大上升率改變成下降率后,慣性太大,飛機在幾秒鐘后就觸地。

我們在進行安全管理時,經(jīng)常會說某些差錯是可以接受的,某些錯誤是不能接受的。低高度異常姿態(tài)發(fā)生的概率非常低,但飛行員在實際遇到之后,如果準備不足,操縱失誤就可能導(dǎo)致機毀人亡。近5年來,已經(jīng)有4起以上由于機組低空異常姿態(tài)改出錯誤導(dǎo)致的空難。這是我們很難接受的,也是低高度異常姿態(tài)最嚴重的危害。

控制飛機狀態(tài)最重要

前不久流傳很廣的《復(fù)飛是救命》一文的作者提出:在不成功的進近后,飛行員取消著陸意愿,選擇復(fù)飛,也許是保證飛行安全的最有效手段。但是,喜歡思考的飛行員都會問“然后”:復(fù)飛以后,我們能安全順利地從復(fù)飛這種異常姿態(tài)改成正常飛行狀態(tài)嗎?

我們發(fā)現(xiàn),復(fù)飛以后,由于機組失去了情景意識和對飛機的控制,頻繁出現(xiàn)擦機尾、擦翼尖、失去對飛機的速度和高度控制等一系列不安全事件。在最近召開的某機型技術(shù)研討會上,有飛行員建言:如果飛機在低高度復(fù)飛,飛機狀態(tài)控制是第一位的,而程序操作甚至可以放在后面。他們建議,飛機在低于50英尺以后復(fù)飛,叫終止著陸,飛行員應(yīng)立即柔和地改變飛機姿態(tài),迅速穩(wěn)定增加油門,在飛機完全從下降狀態(tài)改為上升狀態(tài)后,再改變飛機升阻比的飛機狀態(tài),收襟翼和起落架。雖然這不是推薦的標準程序,而是一種研討,但我們可以看出飛行員在任何時候控制飛機狀態(tài)的重要性。

當然,我們還可能遇到比復(fù)飛更嚴峻的異常姿態(tài)。飛機在低高度飛行時,在飛行員沒有準備的情況下,進入了飛機仰角向上超過25度,俯角向下超過10度,機翼坡度超過45度,空速讀數(shù)不正常地增加或減少,這四種情況都屬于低高度異常姿態(tài)。

為什么機組在從這種極端的異常姿態(tài)中改出時容易出現(xiàn)錯誤動作?因為我們正在忘記如何飛行。對于現(xiàn)代航班運行,飛行自動化使飛行員的手動操縱能力不斷下降。現(xiàn)代民用飛機的制造理念大都是盡量利用自動設(shè)備,以取代飛行員的手動操作,降低飛行員的工作強度。但在極端條件下,自動駕駛儀不能很好地處理異常姿態(tài)。此時,飛機要交給飛行員來處理和管控,而控制住飛機就是其最重要的一個任務(wù)。

在迪拜航空空難事件中,機組在低高度異常姿態(tài)改出的失誤直接導(dǎo)致了毀滅性的災(zāi)難。機組在遇到低高度異常姿態(tài)時,首先要判斷、確認情況,隨后盡可能使用升降舵減小姿態(tài),適度使用安定面配平,減小推力。也就是說,要找到異常姿態(tài)的原因,并進行修正。在這起空難中,機組感覺遭遇了風切變,油門加到最大,在飛機改平的過程中,飛機操縱困難,這是大推力導(dǎo)致的大姿態(tài),一味地減小姿態(tài)是無濟于事的。

異常姿態(tài)發(fā)生的概率并不高,所以飛行員一般都沒有心理預(yù)期。一旦遭遇,控制飛機狀態(tài)是最重要的。機組初期都會有些忙亂,要立即上手,通過“一桿兩舵”并配合油門進行人工操作糾正,以扼制飛行狀態(tài)進一步惡化,盡可能將飛機恢復(fù)到可控的安全狀態(tài)。飛行員要有強烈的情景意識、高超的操縱技能和臨危不亂的心理素質(zhì),對飛機狀態(tài)非常了解,并對油門姿態(tài)和速度的配合一清二楚。

了解飛機能量狀態(tài)和管理

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為避免進入異常姿態(tài),或者進入異常姿態(tài)后能安全改出,飛行員一定要熟悉飛機處于異常姿態(tài)時應(yīng)用的空氣動力原理,并熟練掌握改出的方式和技巧。

在平日正常飛行時,我們都完全熟悉飛機的操作技巧。如果操縱向后帶桿,飛機仰角增加,則高度自然會增加;飛機在平飛時,如果增加推力,則空速自然會增加。 然而,當飛機飛行處在邊際狀態(tài)時,就會有不同的情況發(fā)生。例如,我們很少聽說飛機全推力失速,即飛機在最大推力情況下失速,但這并不是危言聳聽。因飛機積冰或機械故障,大型客機操作效能下降,在小重量、大推力的情況是有可能發(fā)生的。

大型民航客機設(shè)計要求,飛機在低高度下為了保持較低空速的飛行姿態(tài),必須維持較大的推力。此時,如果大幅增加飛機仰角,飛機高度可能非但不會上升,反而會下降。也許,我們應(yīng)該了解飛機的能量狀態(tài)和能量管理。

飛行中的飛機有三種能量運作,即動能 、勢能和飛機油門 。這三種能量是可以相互交換的,只是這種交換通常要付出增加額外阻力的代價。此種刻意將飛機的幾種能量相互轉(zhuǎn)換、處理的過程,被稱為能量管理。而我們的飛機處于低高度異常姿態(tài)時,有可能動能速度很小,勢能高度很低,油門也不在我們熟悉的位置上。

現(xiàn)代民航客機往往質(zhì)量較大,改變姿態(tài)需要的時間比小型飛機長。這是由于飛機慣性的緣故。有時,在飛機下降過程中,不是推油門、帶桿就能改出下降狀態(tài)的,我們熟悉并依賴的飛機性能可能在關(guān)鍵時刻“掉鏈子”。所以,我們設(shè)定了安全邊界、最低下降高度和能見度標準。這是我們飛行的底線和紅線。在異常姿態(tài)改出時,同樣如此。飛行員越早處理異常姿態(tài),就會越主動,絕對不要盲目相信飛機的性能。

異常姿態(tài)改出,就是要合理、迅速、準確地處理這些能量的互換,將飛機動能保持在限定范圍內(nèi)(失速及超速限度內(nèi)),位能保持在限度中(飛越地障與低速抖動之間),以及飛機的油門控制相對應(yīng)的位置上。了解這些觀念,對于將飛機從異常姿態(tài)中改出是非常重要的。

飛機制造商都認為,其建議的改出技巧能以合邏輯的方式,將飛機從異常姿態(tài)中改出來。在快速檢查單的最后部分,都有專門講述飛機異常姿態(tài)改出的章節(jié),包括風切變、地形警告、超速和失速等動作要求。這些動作都是記憶程序,飛行員應(yīng)該仔細研究,并熟悉記憶形成條件反射。一旦遇到這些情況,我們處理起來才不會手忙腳亂。

改出異常姿態(tài)的技巧

我們可以將一般不正常姿態(tài)的改正方式和技巧,歸納為兩大類型——俯仰大姿態(tài)機頭偏高和俯仰小姿態(tài)機頭偏低,而且可能伴隨大坡度的情況。 在所有不正常姿態(tài)中,飛行員應(yīng)該記住,在進行其他動作之前,失速改正應(yīng)當先做。從失速中改正,第一件事,就是要減少仰角。放低機頭并且保持住,直到機翼不再失速為止。

我們有可能在遭遇顛簸、尾流或不對稱推力等情況下遇到機翼大坡度的操作,這超越了正常的需求。我們將異常姿態(tài)定義為機翼超過45度,然而它有時可能超過90度。任何時候,當機翼不在0度坡度(機翼不在水平位置)時,機翼上產(chǎn)生的升力就不再等于飛機的重力了。而且如果為了保持飛機的高度,就必須大于1個重力加速度(G)飛行。當飛機機翼大過67度時,飛機的G負荷將會到達2.5G,超出飛行手冊的限制,而無法做保持高度的水平飛行了。

所以,我們要在飛機大坡度飛行時增加空速,其主要目的就是要增加飛機的升力,以抵消飛機的重力。當機翼超過60度時,飛行員盲目地使用升降舵將機頭帶高,會產(chǎn)生無法估量的俯仰姿態(tài)改變,亦可能超過正常的飛機結(jié)構(gòu)負荷限制,就好像機翼的攻角處于失速狀態(tài)。而當升力向量越趨近于垂直(機翼水平),改正時就會施予越大的G力。

采取柔和但果斷的改正動作,有可能需要全行程的橫向操作。如果還是無法有效地改出,這個時候甚至需要向改出的方向用一點點舵。切記:僅僅需要小量的方向舵操作份量,過多的份量或過快、過久的操作,都可能導(dǎo)致飛機失去橫向和方向的控制,甚至可能導(dǎo)致飛機結(jié)構(gòu)受損。

飛行員在低高度俯仰角度大,坡度太大的狀態(tài)改正必須非常謹慎。壓大坡度本來對于機頭偏高的姿態(tài)改正非常有用,但我們應(yīng)該用能量管理的概念,先保持飛機機翼坡度,使用升降舵,操控降低機頭,達到所想要的姿態(tài)。然后一旦當俯仰姿態(tài)達到所想要的位置時,再改平機翼。之后再檢視空速是否恰當,恢復(fù)平飛姿態(tài)。

當飛機處于機頭偏低,大坡度的狀態(tài)時,飛行員就必需采取非常敏捷的改正動作。因為這時飛機的高度低,正快速地從勢能轉(zhuǎn)換成動能(空速)。就算飛機處于非常高的高度,也有撞地之虞,但是此時飛機的空速正在急速增加,可能超過飛機的設(shè)計限制。因此,可能需要同時改正搖滾及調(diào)整推力。當飛機坡度超過90度時,可能需求使用升降舵壓低機頭,以期限制住飛機的升力(反向)。這種反向升力甚至可能使飛機機頭對地面飛行。這也會使得機翼攻角減低,而期能達到更佳的搖滾改正操作能力。向靠地平線最近的方向,柔和地搖滾改正出來,必要時,可能需要使用副翼和擾流片全行程的操作量。特別要注意的是,在改正過程中,絕對不可以增加G負荷,在機翼改平之前,絕不可以使用升降舵帶起機頭,或是水平安定面的調(diào)整。 必要時,飛行員可視情況使用減速板。

飛行安全還是要靠訓(xùn)練

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飛行員的飛行技能,需要大量的練習(xí)才能提高得心應(yīng)手控制飛行狀態(tài)的能力,進一步熟練以“姿態(tài)”信息為中心的注意力分配技巧,可以在飛機異常姿態(tài)出現(xiàn)前就可以發(fā)現(xiàn)飛行偏差和變化趨勢的敏銳判斷能力,可以進一步強化“人機合一”的飛行信心。

低高度的異常姿態(tài)也是近期才出現(xiàn)在我們的檢查單和模擬機的訓(xùn)練科目中,但由于飛機模擬機的特點,對飛機低高度的異常姿態(tài)的改出,改出風切邊遭遇的天氣不能很好的模擬,對飛機低高度失速和對飛機俯仰異常并伴隨著大坡度的科目無法設(shè)置,間接增加了飛行員訓(xùn)練的難度,這都是需要相關(guān)管理部門盡快拿出解決方案的。

各航空公司都應(yīng)該重視飛行機組的異常姿態(tài)改出練習(xí),在訓(xùn)練大綱中都將其作為必練必考項目。在訓(xùn)練課目設(shè)置上、在時間分配上、在檢查員考試出題上,對這些課目也應(yīng)該重點覆蓋,異常姿態(tài)的重點課目包括風切邊,地形警告低高度,全推力失速,低高度大坡度,失速超速,更要增加雙發(fā)人工模式時不同情況下的復(fù)飛訓(xùn)練,包括從不同高度復(fù)飛,以及小重量的復(fù)飛的訓(xùn)練。

俗話說的好,有備無患,只有我們了解異常姿態(tài),并對它的改出了如指掌,我們突然遇到后,第一時間控制好飛機的狀態(tài),才能臨危不亂,安全改出。

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