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如何避免飞机擦机尾

 2016-10-11 来源:民航资源网 作者:尹卫东  [投稿排行榜]
2016-10-21 14:18:22

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[摘要] “擦机尾(Tail strikes)”是飞行过程中较常见事件,该文根据波音AERO杂志2013年第四季度版和2007年第一季度版编译,对发生擦机尾的原因及如何避免发生擦机尾从机组、维修及管理等方面进行分析讨论,对飞行人员、维修人员及航空管理人员在应对“擦机尾”时均有益;译者在翻译过程中接受了相关专业人士的有关飞行术语的意见,在此表示感谢。鉴于译者知识水平的局限,不当之处还望读者指正。
如何避免飞机擦机尾

      “擦机尾(Tail strikes)”是飞行过程中较常见事件,该文根据波音AERO杂志2013年第四季度版和2007年第一季度版编译,对发生擦机尾的原因及如何避免发生擦机尾从机组、维修及管理等方面进行分析讨论,对飞行人员、维修人员及航空管理人员在应对“擦机尾”时均有益;译者在翻译过程中接受了相关专业人士的有关飞行术语的意见,在此表示感谢。鉴于译者知识水平的局限,不当之处还望读者指正。

      任何机型都可能遭遇擦机尾。虽然造成擦机尾的原因很多,但它们大多总是能够避免的。避免发生擦机尾的关键是飞行机组的持续训练并强调下述规定的程序。

      由于擦机尾可能导致严重损伤而造成上百万美元的修理费用和收入的损失。擦机尾甚至可能导致压力隔框失效,这将导致结构损伤。尽管如此,擦机尾可以预防,这有赖于通过定期培训来帮助机组理解造成擦机尾的原因并保证使机组遵循下述特定的标准程序。

      擦机尾常常因机组成员在其处于潜在状态时缺乏意识时发生。这可通过向机组提供基于重现方式的预防撞击策略提示单而得以缓解。鼓励机组成员之间在飞机起飞和着陆通报中有关擦机尾的讨论,尤其在有强阵风状态下,也是同样重要的。

      波音组织广泛的研究以发现擦机尾的成因并设计出相关的解决方案加以预防,必如一套改进的升级舵感觉系统。增强的预防措施,如787以及某些777飞机的擦机尾保护机构,进一步减少了事件发生的几率。

      本文调查擦机尾成因及其预防措施,同时回顾飞行训练建议及预防方法。如需其他信息,包括在阵风状态下避免擦机尾的相关信息请参见AERO 2007年第一季度版。

      擦机尾成因及预防

      起飞阶段。很多因数增加飞机起飞阶段擦机尾的可能,包括:

      •• 偏离配平位置的安定面。

      •• 不正确的抬头技术。

      •• 未正确使用飞行指引。

      •• 在达到Vr前即抬头。

      °° 过早抬头:抬头过猛。

      °° 过早抬头:起飞速度不正确。

      °° 过早抬头:尤其是在V1和Vr明显不同时。

      •• 过大的起始俯仰角。

      •• 强阵风和/或强侧风可造成失速并/或需要一次横向飞行操作动作以放出飞行某些扰流板,这可减少飞机升力。

      •• 不正确的载重与平衡(如货舱装载不正确)。

      这些因素可通过运用恰当的起飞技术而缓解(参照相关机型的飞行操作手册),包括:

      •• 运用正常起飞的抬头技术。对现有量产飞机,当重心及平衡正确配置时,感觉力应该是始终一样的。在多数情况下,抬头时无需过猛操作。

      •• 适时抬头。过早抬头,早于Vr则意味着升力较小和机尾间隙较小。

      •• 以恰当的速率抬头。不要以过大的速率抬头或过大的角度抬头。波音手册为每种机型提供了指南。

      •• 起飞V速应正确。确信调整到正确的推力并熟悉快速参考手册和飞机操作手册中有关起飞速度计算的程序。

      •• 考虑使用稍大一些的襟翼设置-在某些机型可提供附加的机尾间隙。

      •• 使用恰当数量的副翼-可保持起飞滚转时的机翼水平。

      着陆。着陆擦机尾常常造成比起飞擦机尾更大的损伤,这是由于机尾可能在主起落架接地前就撞到跑道,这会造成后承压隔框损伤。

      着陆过程中,下列因素会增加擦机尾的机率:

      •• 不稳定的近进。

      •• 平飘时,将飞机持续保持离开跑道(而不及时完成接地动作)。

      •• 对侧风处置不当。

      •• 复飞时过度抬头。

      遵循恰当的程序并保持稳定进近能够减少在着陆时的擦机尾。额外的要求有:

      •• 以规定的目标空速进近并保持最低Vref + 5节空速开始平飘。

      •• 飞机在开始平飘时就应该配平;不要在平飘时或接地后再配平。

      •• 不要为了实现一次完美的平滑接地而延长平飘时间。

      •• 在侧风进近和着陆时仅使用适量的方向舵/副翼操作。

      •• 当操作飞行员(PF)确认主架将能在跑道上保持滑跑时,应随着主架接地,释放操作杆向后拉力然后柔和地让前轮落到跑道上。

      •• 接地后不允许增加俯仰角。

      •• 不要试图通过让前架保持悬空来实现空气阻力减速。

      有时,对一次成功的进近最好的决断是复飞。在航空公司中形成鼓励在需要时,执行不会有任何处罚的复飞的文化是非常重要的。

      培训建议及预防措施

      擦机尾能够预防。最有效的预防措施是完成培训科目以强化适当的起飞和着陆程序。在管理及飞行机组两方面有一些步骤可用来帮助预防擦机尾。

      管理层面

      •• 在培训及讲评阶段,保证培训师和讲评师强调了恰当的着陆和起飞技术。

      •• 使预防擦机尾措施成为飞机安全措施的一部分,这可通过海报、简报,视频,计算机辅助训练及从波音驻场代表处获取的其他有用信息等来实现。

      •• 在模拟机训练及评估过程中,确保在每次起飞和着陆都使用机尾间隙测量工具并向受训飞行员反馈。

      •• 在机队中使用自测擦机尾操作工具(见下面“机组”部分)。

      •• 保证飞行操作质量保证程序不被用做处罚工具。

      机组

      •• 遵循恰当的起飞和着陆技术

      •• 从不假定-复核起飞数据,尤其在有些数据看起来不对时。在飞行管理计算机中与另一个机组程序配合录入零燃油重量(ZFW)。使用装载表复核相关数据。不正确的ZFW(如过低)已经造成过严重的擦机尾。

      •• 了解飞机-对概略的起飞和进近速度有一定的概念能够帮助飞行员捕获明显的错误。

      •• 当处置空速错误,确信按经验看相关速度设定值是合理的。

      •• 对机型的差别应有意识,这在在改机型飞行时尤为重要。波音手册中包括接地机身高度及机尾间隙信息。

      •• 如果发生擦机尾,应遵循检查单。即使你仅仅是怀疑飞机发生了一次擦机尾,也应像你确信发生了擦机尾一样采取相应的措施。

      •• 确信机组资源管理是培训的主要内容。飞行员可能在例行飞行中自满,而一次真正的威胁却已经存在,这尤其是在有严重侧向阵风时。机组如何计划以缓解这种威胁会带来要么是一次安全的起飞或着陆或者导致一次擦机尾两种不同的结果。每个机组成员都应该有计划来识别并讨论这一威胁。例如:

      °° 在强阵风条件下飞行,整个机组应该回顾恰当的侧风起飞程序和技术。

      °° 操作飞行员(PF)应该与监控飞行员(PM)一同回顾起飞或着陆时的威胁对策。

      °°监控飞行员(PM)应该监控空速对应的操作飞行员抬头操作并设别在抬头阶段到目标起飞俯仰角过程中的滞速。

      °°在起飞阶段,监控飞行员(PM)应监控俯仰率及俯仰角并列出任何偏离并预备干预。

      其他措施包括一个自监控擦机尾分析工具提供每次起飞和着陆的俯仰报告。如果机尾达到发生一次潜在擦机尾2度范围内,会在起飞或着陆后自动给机组打出相关信息。

      预防及侦测方法

      波音正积极制定预防和侦测擦机尾的方法。某些机型已经有用于帮助预防或侦测擦机尾的补充措施:

      787飞机擦机尾保护。在飞机起飞或着陆过程中,主飞行计算机在一次擦机尾即将发生时计算,如果需要,并减小升降舵偏转角以减少擦机尾地面的潜在可能。机尾防撞动作不会向驾驶杆反馈其动作。这种防撞保护仅是有限授权动作能被飞行员动作所超控,同时通过额外的杆力飞行员可抬头到机尾接触高度。该项保护不会降低起飞性能并且与自动着陆系统整合。

      787飞机擦机尾侦测系统。擦机尾警告系统侦测可能造成飞机耐压壳体损伤的地面接触。一个两英寸叶片状靶标和两个临近传感器安装在飞机机身后部。当侦测到一次擦机尾时,EICAS显示禁戒信息“TAIL STRIKE”。该信息同时伴有“哔哔”音响警告和主警告灯“CAUTION”燃亮。

      777飞机擦机尾侦测。如果装有该装置,飞行控制系统接受到一次即将发生的擦机尾输入数据,并且减小升降舵偏角以减少接触地面的可能。升降舵偏转在正常抬头时将不动作并且不会给驾驶杆提供反馈。

      777-300/-300ER半杠杆式主起落架。由于巨大的飞机重量阻力大多由机翼活动面偏转时产生的升力来克服的,因此半杠杆式主起落架的作用就像一个较长的起落架被放出时一样。这使相同的机尾间隙有更高的俯仰角或相同偏转角有更多的间隙。一个液压支柱为这一起飞性能的提高提供动力。虽然它被设计用来增加起飞能力,相对没有装备的飞机而言,它对相同的重量和推力还提供额外的机尾间隙。

      777-300/-300ER尾撬。尾撬在飞机的承压部件接触跑道时提供保护。尾撬与主起落架一起收回和放出并链接到中央液压系统。当尾撬位置与主架杆位置不一致时,EICAS显示咨询信息“TAIL SKID”。尾撬与跑道接触不会触发显示“TAIL STRIKE”警告信息除非尾撬传感器也已经触发。

      737-800/-900尾撬。这种尾撬包括一个筒状组件、尾撬、整流罩(裙状)及尾靴。整流罩为实际尾撬结构提供外包围。尾靴装在整流罩底部。筒状组件包括一个可被粉碎的蜂窝结构材料。当尾靴撞击跑道时,尾靴向上移动,而蜂窝结构被撞碎。尾靴在过度抬头时会接触跑道。

      道格拉斯双喷气机尾部保险杠。所有道格拉斯双喷气机型飞机装有尾部保险杠与波音飞机的尾撬类似。

      MD-11俯仰角保护(PAP). MD-11飞机具有PAP纵向增稳系统。详情可参见MD-11飞机飞行操作手册。

      在发生擦机尾时,航空公司必须按照维护手册第五章要求完成一次尾撬检查和擦机尾检查。

      总结

      擦机尾是可预防的。波音针对预防擦机尾的建议与波音通过加强培训、严格执行程序并完善和提高相关飞行技术来应对运行事件的理念是一致的。

      如果波音的标准建议被所有机型遵循,那么发生擦机尾的可能将大幅减少。培训是预防擦机尾的关键。对波音在造飞机而言,工艺改进也能够为预防擦机尾贡献力量。

      附录:在强风、阵风中飞行

      在强阵风和侧风中起飞过程中,机尾间距会减小,这是由飞行员操作,主扰流板带来的升力减少造成的。伴随着极大的飞行员动作,这种升力的减少可能是极大的。

      波音FCTM手册推荐机组使用比所需最小推力值稍高的推力设置。使用较高的起飞推力设置可减少所需滑跑距离,在飞机从起飞滑跑、抬头、离地到爬升初期的过程中,使飞机处于阵风状态的时间最短。

      在起飞时有阵风或强侧风过程中,飞行员可以采取多个步骤减少发生擦机尾的可能性,包括以下几点:

      ■ 在狂风中瞬间延时抬头。由于空速来回波动(有时被称为“上下晃动”),应保证飞机开始抬头的空速的平均值高于正常抬头空速。

      ■ 使用正常的抬头率,不要使用比正常抬头率更大的速率抬头。如果飞机由于滞速而延迟离地,这种较快的抬头率可能趋于发生擦机尾。

      ■ 限制打轮以保持机翼水平。副翼过分预设会增加阻力并减小升力并更有可能伴有交错控制而减少机尾间隙裕度。当完全升空后,在保持航向前提下,通过缓慢回位升降舵,将飞机从滑行状态平缓的改出。

      ■ 在这种大风状态下避免采用快的抬头动作以使飞机离地。当阵风风速超过20节,飞机发生擦机尾的情况已有记录。

      ■ 在大风较弱的一侧抬头。在相对快抬头而言,使用常规抬头率但稍微趋向于慢一些抬头,这与发动机不工作时的情况相似。

      当飞机达到正常的起飞状态,但仍在地面时,应避免增加抬头率的趋向。既不放慢抬头也不瞬时停止抬头。许多起飞阶段的擦机尾在主起落架离地后或主起落架刚刚离地时发生。

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    (供稿:北京飞机维修工程有限公司

    延伸阅读: AMECO
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