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飞机异常姿态:低高度更要“高”要求

 2016-05-17 来源:民航资源网 作者:姚永强  [投稿排行榜]
2016-05-17 13:32:53

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      近年来,飞机故障导致航空事故的发生概率稳定下降,但一种新的飞机“特情”却严重威胁着飞行安全,即飞机的异常姿态,尤其是低高度异常姿态。飞行员在平时的航线飞行时,很难遇到极不正常的姿态。一般来说,我们经常训练的低空风切变、地形警告低高度、低高度失速、低高度大坡度、复飞等都属于低高度异常姿态。

      由于低高度异常姿态留给飞行员的时间反应裕度很低,其对飞行员的技术、心理要求极高,对飞行安全的影响也很大。飞行员在飞行训练和实际飞行中必须认真对待,对动作程序要做到熟记于心并形成条件反射,从而迅速反应、正确改出。

      低高度异常姿态的危害

      2016年4月20日,俄罗斯负责事故调查的洲际航空委员会(IAC)发布了迪拜航空在罗斯托夫机场发生的空难事件的阶段性调查报告。报告显示,在飞机复飞过程中,由于在小重量复飞方面准备不足,机组在复飞时使用了过大的推力。机组异常姿态改出能力训练不足,再加上飞行疲劳,飞机状态不稳,机组产生了对飞行操纵的错觉,导致了事故的发生。

      一次简单的复飞为何会导致飞机失控?飞行员为何会操纵失误?在上述空难中,飞机在低空遭遇风切变,在第二次复飞的过程中,在接近目标高度改平飞机时,机组本应减小油门,这一方面可以使飞机低头,另一方面可以避免飞机速度加快。但是,机组当时并没有收油门,而是错误地试图只通过顶杆和向前的安定面配平使飞机上升率减小。

      飞机在复飞后产生了过大的推力,连续通宵飞行的机组异常疲劳,在复飞过程中遭遇风向、风速的快速变化,以及波音737飞机的襟翼由于速度保护来回自动收放等因素,共同导致机组对垂直运动加速度的感知出现了混乱,进而在油门、驾驶杆和安定面配平的使用上出现了失误。执飞本次航班的飞行员在向下修正飞机时,没有收油门,而是粗猛稳杆,并使用大量向下的配平修正飞机。结果,飞机快速下坠,机组没能修正错误,飞机以超过600公里每小时的速度和超过50度的倾斜角度撞地。飞机从900米的高度到坠地,也就五六秒的时间,机组几乎没办法改出。

      我们再来看另外一个教训:一架重型波音747飞机在某机场起飞后,因为对米制高度不熟悉,飞机在900英尺强制改平。由于飞机大推力、大姿态,机组粗猛操纵,飞机从大上升率改变成下降率后,惯性太大,飞机在几秒钟后就触地了。

      我们在进行安全管理时经常会说,某些差错是可以接受的,某些错误是不能接受的。低高度异常姿态发生的概率非常低,但飞行员在实际遇到之后,如果准备不足,操纵失误就可能导致机毁人亡。近5年来,已经有4起以上由于机组低高度异常姿态改出错误导致的空难事件发生。这是我们很难接受的,也是低高度异常姿态最严重的危害。

      控制飞机状态最重要

      前不久,流传很广的《复飞是救命》一文的作者提出:在不成功的进近后,飞行员取消着陆意愿,选择复飞,也许是保证飞行安全的最有效手段。但是,喜欢思考的飞行员都会问“然后”:复飞以后,我们能安全顺利地从复飞这种异常姿态改成正常飞行状态吗?

      我们发现,复飞以后,由于机组失去了情景意识和对飞机的控制,频繁出现擦机尾、擦翼尖、失去对飞机的速度和高度控制等一系列不安全事件。在最近召开的某机型技术研讨会上,有飞行员建言:如果飞机在低高度复飞,飞机状态控制是第一位的,而程序操作甚至可以放在后面。他们建议,飞机在低于50英尺以后复飞,叫终止着陆,飞行员应立即柔和地改变飞机姿态,迅速稳定加大油门,在飞机完全从下降状态改为上升状态后,再改变飞机升阻比的飞机状态,收襟翼和起落架。虽然这不是推荐的标准程序,而是一种研讨,但我们可以看出飞行员在任何时候控制飞机状态的重要性。

      当然,我们还可能遇到比复飞更严峻的异常姿态。飞机在低高度飞行时,在飞行员没有准备的情况下,进入了飞机仰角向上超过25度,或俯角向下超过10度,或机翼坡度超过45度,或空速读数不正常地增加或减少,这4种情况都属于低高度异常姿态。

      为什么机组在从这种极端的异常姿态中改出时容易出错?因为我们正在忘记如何飞行。对于现代航班运行,飞行自动化使飞行员的手动操纵能力不断下降。现代民用飞机的制造理念大都是尽量利用自动设备,以取代飞行员的手动操作,降低飞行员的工作强度。但在极端条件下,自动驾驶仪不能很好地处理异常姿态。此时,飞机要交给飞行员来处理和管控,而控制住飞机就是最重要的一个任务。

      在迪拜航空空难事件中,机组低高度异常姿态改出的失误直接导致了毁灭性的灾难。机组在遇到低高度异常姿态时,首先要判断、确认情况,随后尽可能使用升降舵减小姿态,适度使用安定面配平,减小推力。也就是说,要找到异常姿态的原因,并进行修正。在这起空难中,机组感觉遭遇了风切变,油门加到最大,在飞机改平的过程中,飞机操纵困难,这是大推力导致的大姿态,一味地减小姿态是无济于事的。

      异常姿态发生的概率并不高,所以飞行员一般都没有心理预期。一旦遭遇,控制飞机状态是最重要的。机组初期都会有些忙乱,要立即上手,通过“一杆两舵”并配合油门进行人工操作纠正,以扼制飞行状态进一步恶化,尽可能将飞机恢复到可控的安全状态。飞行员要有强烈的情景意识、高超的操纵技能和临危不乱的心理素质,对飞机状态非常了解,并对油门姿态和速度的配合一清二楚。

      异常姿态改出技巧

      为避免进入异常姿态,或者进入异常姿态后能安全改出,飞行员一定要熟悉飞机处于异常姿态时应用的空气动力原理,并熟练掌握改出的方式和技巧。

      在平日正常飞行时,我们都完全熟悉飞机的操作技巧。如果操纵向后带杆,飞机仰角增加,则高度自然会增加;飞机在平飞时,如果增加推力,则空速自然会增加。然而,当飞机飞行处在边际状态时,就会有不同的情况发生。例如,我们很少听说飞机全推力失速,即飞机在最大推力情况下失速,但这并不是危言耸听。因为飞机积冰或机械故障,大型客机操作效能下降,在小重量、大推力的情况是有可能发生的。

      大型民航客机设计要求,飞机在低高度下为了保持较低空速的飞行姿态,必须维持较大的推力。此时,如果大幅增加飞机仰角,飞机高度非但不会上升,反而会下降。也许,我们应该了解飞机的能量状态和能量管理。

      飞行中的飞机有3种能量运作,即动能、势能和飞机油门。这3种能量是可以相互转换的,只是这种交换通常要付出增加额外阻力的代价。此种刻意将飞机的几种能量相互转换、处理的过程,被称为能量管理。而当我们的飞机处于低高度异常姿态时,有可能动能速度很小,势能高度很低,油门也不在我们熟悉的位置上。

      现代民航客机往往较重,改变姿态需要的时间比小型飞机长。这是由于飞机惯性的缘故。有时,在飞机下降过程中,不是推油门、带杆就能改出下降状态的,我们熟悉并依赖的飞机性能可能在关键时刻“掉链子”。所以,我们设定了安全边界、最低下降高度和能见度标准。这是我们飞行的底线和红线。在异常姿态改出时,同样如此。飞行员越早处理异常姿态,就会越主动,绝对不要盲目相信飞机的性能。

      异常姿态改出,就是要合理、迅速、准确地处理这些能量的互换,将飞机动能保持在限定范围内(失速及超速限度内),位能保持在限度中(飞越地障与低速抖动之间),以及飞机的油门控制在相对应的位置上。了解这些观念,对于将飞机从异常姿态中改出是非常重要的。

      飞机制造商都认为,其建议的改出技巧能以合逻辑的方式,将飞机从异常姿态中改出来。在快速检查单的最后部分,都有专门讲述飞机异常姿态改出的章节,包括风切变、地形警告、超速和失速等动作要求。这些动作都是记忆程序,飞行员应该仔细研究,并熟悉记忆形成条件反射。一旦遇到这些情况,我们处理起来才不会手忙脚乱。

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      飞行安全,还是要靠训练

      飞行员需要大量的练习,才能具备得心应手控制飞行状态的能力,具备以“姿态”信息为中心的注意力分配技巧,在飞机异常姿态出现前就发现飞行偏差和变化趋势,并进一步增强“人机合一”的飞行信心。

      低高度异常姿态是近期才出现在我们的检查单和模拟机训练科目中的。但是,飞行模拟机并不能很好地模拟对飞机低高度异常姿态的改出,如不能很好地模拟改出风切变遭遇的天气,无法设置飞机低高度失速和飞机俯仰异常并伴随着大坡度的课目,从而间接加大了飞行员训练的难度。这都是需要相关部门尽快拿出解决方案的。

      各航空公司都应该重视机组的异常姿态改出练习,在训练大纲中都将其作为必练、必考项目,在训练课目设置、时间分配和检查员考试出题上对这些课目应该重点覆盖。异常姿态的重点课目不仅包括风切变、地形警告低高度、全推力失速、低高度大坡度、失速超速,更要增加双发人工模式时不同情况下的复飞训练,包括从不同高度复飞,以及小重量的复飞训练。

      俗话说得好,有备无患。只有在我们了解异常姿态,并对其改出了如指掌后,一旦遇到,我们才能临危不乱,第一时间控制好飞机的姿态,安全改出。

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