關(guān)于空速不可靠的探討

星云榮哥 2017-03-31

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關(guān)于空速不可靠的探討

注：該文中涉及的機型技術(shù)問題均以B737NG機型為例。

前言：

2009年6月1日，法航一架載有228人的A330客機在大西洋上空墜毀。該客機由于一系列的原因進入復雜狀態(tài)墜入大西洋解體，進入復雜狀態(tài)的原因是由于飛機在雷暴的惡劣天氣下空速指示失效且由于機組判斷和處置失誤導致飛機失控。該事件是由于一些列的事故鏈導致的，但是空速不可靠對飛行安全的影響不言而喻。因此，我們有必要對空速不可靠的原理、現(xiàn)象以及處置進行探討。

空速的原理：

以下為空速的計算公式：

其中，P0是全壓，由皮托管或空速管探測；P是靜壓，由靜壓管探測。

飛機的空速數(shù)據(jù)來自于大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對于B737NG機型而言，主要來自于大氣數(shù)據(jù)慣性基準組件ADIRU和皮托管和靜壓管的數(shù)據(jù)，通過ADIRU進行計算。

B737NG機型空速探測原理圖：

機長和副駕駛的皮托管和靜壓管探測到的數(shù)據(jù)經(jīng)由大氣數(shù)據(jù)模塊（ADM）處理，再經(jīng)過大氣數(shù)據(jù)慣性基準組件（ADIRU）計算后得到空速數(shù)據(jù)。相關(guān)數(shù)據(jù)再通過DEU轉(zhuǎn)換后，最后由機長和副駕駛的空速表顯示出來。備用空速表的數(shù)據(jù)來源于備用皮托管和備用靜壓管，相關(guān)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)絺溆每账俦怼?/span>

B737NG機型空速顯示模型：

上述模塊中，皮托管靜壓系統(tǒng)和大氣數(shù)據(jù)慣性基準系統(tǒng)是核心。皮托管靜壓系統(tǒng)探測空氣動力數(shù)據(jù)，ADIRU計算空速值。

空速不可靠的原因：

由上述空速的原理可知，空速不可靠指示可能由皮托－靜壓系統(tǒng)（一個或多個）阻塞或凍結(jié),或雷達罩嚴重損壞或飛脫而導致，這是比較常見的原因。此外，如ADIRU或ADM失效，也可能導致空速不可靠，但除了空速不可靠外，也會導致一些列其他的故障。

當皮托探頭的沖壓空氣進口阻塞后，探頭壓力在排水口釋放，空速緩慢掉到零。

如沖壓空氣進口與探頭排水口都阻塞，陷于系統(tǒng)內(nèi)部的壓力便呈現(xiàn)無規(guī)律的反應。擴張時壓力增大，壓縮時減小或保持恒定。不論哪種情況空速指示都不正常。這也就意味著爬升時指示空速增加，下降時減小，或巡航時指示空速無法預測。

由上圖可知，空速表的數(shù)據(jù)來源由皮托管和靜壓管共同合成的數(shù)據(jù)，高度表和升降速度表的數(shù)據(jù)主要來自于靜壓管。因此，如皮托管堵塞，將會導致空速不可靠；如靜壓管堵塞，將會導致空速和高度不可靠，連V/S可能也是不可靠的。

空速不可靠的現(xiàn)象：

按照QRH的說明，空速指示異常可能表現(xiàn)為以下情況：

ü 無法預測指示空速

ü 速度/姿態(tài)信息與俯仰不一致

ü 速度失效旗（SPD failure flag）

ü 速度限制失效旗（SPD LIM failure flag）

ü 空速不一致提示（IAS DISAGREE alert）

ü 迎角不一致提示（AOA DISAGREE alert）

ü 空速顯示空白或波動

ü 機長和副駕駛的空速顯示產(chǎn)生不正常變動

ü 雷達天線罩損壞或缺損

ü 超速警告

ü 同時發(fā)生超速和失速警告

注意，以上現(xiàn)象僅作為判斷空速不可靠的參考。這些現(xiàn)象除了空速不一致外，都是不充分不必要條件，空速不可靠需要依據(jù)飛機的狀態(tài)與空速的關(guān)系以及飛行階段的特點綜合判斷。

判斷和決策：

飛機的俯仰姿態(tài)與當前飛行階段、高度、以及推力和重量不一致時或有噪音或/和低頻抖振時可能發(fā)生空速不可靠。機組應熟悉飛機姿態(tài)及推力調(diào)定值和空速的關(guān)系,及早判斷和控制好飛機狀態(tài)。迅速完成《空速不可靠》檢查單記憶項目。

由上圖可知，三套空速指示的數(shù)據(jù)來源、計算模塊和顯示終端都是相互獨立的，也就是說，三套空速指示全部失效的幾率是很低的。因此，判斷清楚不可靠的空速表和了解可靠的儀表是很重要的，在飛行中要避免使用不可靠的儀表并參考可靠的儀表進行飛行。

如執(zhí)行檢查單后可判斷清楚不可靠的空速表，則在剩余的飛行階段使用最可靠的空速表進行飛行；如不能判定不可靠的空速表，則機組可參考飛行中性能章節(jié)關(guān)于空速不可靠的性能數(shù)據(jù)作為油門和俯仰的參考。

如果出現(xiàn)空速不可靠的情況，飛行機組應該熟悉各飛行階段大致的俯仰姿態(tài)和推力設(shè)定。可在正常飛行中通過注意俯仰姿態(tài)和推力設(shè)置來達到熟知的目的。在保持某一空速或馬赫速時如果飛機出現(xiàn)明顯不同于正常的姿態(tài)變化飛行機組應注意空速可能出現(xiàn)了問題。

如果機組意識到此故障，即使沒有有效的空速信息幫助也能安全地飛行，并且難度很小。只有熟悉姿態(tài)、推力調(diào)定和空速之間的內(nèi)部關(guān)系才能及早識別出錯誤的空速指示。發(fā)現(xiàn)問題過晚會導致飛機失去控制。

了解一般情況下飛機姿態(tài)和推力的對應關(guān)系對及時發(fā)現(xiàn)并處置空速不可靠至關(guān)重要。PI章節(jié)的空速不可靠/穿越顛簸氣流的數(shù)據(jù)作為空速不可靠的處置依據(jù)，我們應了解其典型的姿態(tài)和推力數(shù)據(jù)，并在飛行中加以總結(jié)，這對于我們盡快發(fā)現(xiàn)空速不可靠是很重要的。以下數(shù)據(jù)以CFM56-7B24 LB FAA CATC/N為例：

盡快控制飛機的狀態(tài)——記憶項目：

發(fā)生空速不可靠后要盡快控制飛機的狀態(tài)，這是處置任何異常情況的前提條件，也是空速不可靠檢查單記憶項的目的和精髓。

該記憶項目與舊版本檢查單的記憶項目有所不同，斷開自動駕駛、自動油門以及F/D的目的是人工控制飛行狀態(tài)并避免不必要或不可靠的參考。由于需要盡快控制住飛機的狀態(tài)，所以波音推薦了一個目標的姿態(tài)和推力。

如何判斷可靠的參數(shù)：

控制住飛機狀態(tài)后需要盡快判斷清楚不可靠的空速和可靠的參數(shù)，處理空速不可靠的基礎(chǔ)就是識別并使用可靠的參數(shù)進行飛行。

因為機長、副駕駛的空速表以及備用空速表的探測、計算和顯示都是獨立的，因此三個空速表同時失效且失效的程度都一樣的幾率是很小的。

如懷疑空速不可靠，以下儀表可能是可靠的（因空速表使用大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而以下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源不同）：

· 姿態(tài)（來源于慣導）

· N1（來源于FMS/EEC）

· 地速（來源于IRS或GPS）

· 無線電高度（來源于無線電系統(tǒng)）

注：FPV和PLI可能是不可靠的。

新版空速不可靠檢查單的邏輯：

1.斷開自動系統(tǒng)

自動駕駛、自動油門和飛機指引可能會依據(jù)錯誤的信號進行反應，因此必須斷開自動系統(tǒng)。

2. 使用記憶項目推薦的姿態(tài)和推力設(shè)置，穩(wěn)定住飛機狀態(tài)

按照推薦的參數(shù)盡快穩(wěn)定住飛機狀態(tài)。在爬升或巡航時適當調(diào)整記憶的俯仰姿態(tài)和推力調(diào)定值來穩(wěn)定飛機。如果在下降，飛機需改平且使用巡航調(diào)定值。

3. 綜合參考各類信息，判斷可靠的空速

地速根據(jù)GPS或IRS信號推算而來，較為可靠，可以在知道風量的情況下與指示空速相比較。FPV、PLI和AOA等指示可能是不可靠的。

4. 設(shè)置俯仰姿態(tài)和推力

根據(jù)列表調(diào)整俯仰和推力調(diào)定值后，顯示的指示空速可以與列表中的預計空速相比較。

5. 是否可確定出可靠空速:

如可以，在剩余飛行階段使用可靠空速飛行；恢復可靠一側(cè)的自動駕駛和飛行指引。注：自動油門不可恢復。

如不可以，使用PI章節(jié)不可靠空速表格，按需依據(jù)飛機當前的形態(tài)和飛行階段設(shè)置俯仰和推力。如可能，保持目視條件，盡早建立著陸形態(tài)，使用可用的目視和電子下滑指示器進行進近和著陸。

FCTM中關(guān)于空速不可靠的處置要求：

下降

通過飛機身姿態(tài)并根據(jù)QRH 檢查下降率，能夠以慢車推力下降至10,000英尺。在高于所選改平高度2,000 英尺時，減小下降率至1,000FPM。到達預選高度時，建立與飛機形態(tài)對應的姿態(tài)和推力。如果可能，在改變飛機形態(tài)和高度前使飛機穩(wěn)定。

進近

如可行，執(zhí)行ILS 進近。在五邊及早建立著陸形態(tài)。切入下滑道或下降開始時，按QRH 調(diào)定推力和姿態(tài)，用推力控制下降率。

著陸

將飛機飛到跑道上，不要帶住飛機或“平飄”接地。如可以，使用自動剎車。如果使用了人工剎車，保持足夠的剎車腳蹬壓力，直到保證安全停止。接地后，立即快速完成著陸滑跑程序。

預防空速不可靠：

飛行前檢查非常重要，因飛行前檢查不認真或機務(wù)處置失誤導致探頭堵塞，可能會導致非常嚴重的后果。

今年某公司一架B737-800飛機執(zhí)行某航班，機務(wù)進行航前維護，使用一鋁質(zhì)金屬桿取下空速管套，未發(fā)現(xiàn)遺留在機身左側(cè)空速管上的黑色橡膠硬管套。機組做繞機檢查和駕駛艙準備均未發(fā)現(xiàn)異常。發(fā)動機啟動時自動油門脫開，EEC警告燈亮，機長復位EEC?；苓^程中，地速74節(jié)自動油門跳開，A/T燈熄滅，EEC燈亮，副駕駛和觀察員報告了異常情況，機長下令繼續(xù)起飛。上升到400英尺，右側(cè)指引消失，出現(xiàn)空速不一致警告旗，對照備用儀表后機組判斷左側(cè)空速指示有問題，決定以右側(cè)儀表為準，保持狀態(tài)繼續(xù)上升；約6900英尺時，左右高度表開始顯示不一致。

上升到5700米，機組報告簽派故障情況，簽派讓機組直接聯(lián)系廣州機務(wù)工程部值班員。機務(wù)建議機組做不正常檢查單。穩(wěn)定爬升后，機組分別做了“EEC備用方式”、“高度不一致”、“空速不可靠”檢查單，故障未消除。機組重新評估了異常情況，決定保持人工操縱和人工油門繼續(xù)飛往目的地。安全落地后發(fā)現(xiàn)，左側(cè)空速管上有一黑色橡膠管套，無紅色警示帶，確認左側(cè)空速管套未完整取下。