飛機異常姿態(tài):低高度更要“高”要求
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(yán)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(fēng)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)裕度很低,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(rèn)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)、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(fù)責(zé)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(zhǔn)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,再加上飛行疲勞,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(fēng)切變,在第二次復(fù)飛的過程中,在接近目標(biāo)高度改平飛機時,機組本應(yīng)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加快。但是,機組當(dāng)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(fēng)向、風(fēng)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,共同導(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)了失誤。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,也就五六秒的時間,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了。
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(zhǔn)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起以上由于機組低高度異常姿態(tài)改出錯誤導(dǎo)致的空難事件發(fā)生。這是我們很難接受的,也是低高度異常姿態(tài)最嚴(yán)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)定加大油門,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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)然,我們還可能遇到比復(fù)飛更嚴(yán)峻的異常姿態(tài)。飛機在低高度飛行時,在飛行員沒有準(zhǔn)備的情況下,進入了飛機仰角向上超過25度,或俯角向下超過10度,或機翼坡度超過45度,或空速讀數(shù)不正常地增加或減少,這4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)中改出時容易出錯?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?,F(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,而控制住飛機就是最重要的一個任務(wù)。
在迪拜航空空難事件中,機組低高度異常姿態(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(rèn)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(fēng)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。
異常姿態(tài)改出技巧
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(dāng)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。因為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3種能量運作,即動能、勢能和飛機油門。這3種能量是可以相互轉(zhuǎn)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。而當(dāng)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)代民航客機往往較重,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(biāo)準(zhǔn)。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(zhǔn)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在相對應(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(rèn)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(fēng)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(xì)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。
相關(guān)
飛行安全,還是要靠訓(xùn)練
飛行員需要大量的練習(xí),才能具備得心應(yīng)手控制飛行狀態(tài)的能力,具備以“姿態(tài)”信息為中心的注意力分配技巧,在飛機異常姿態(tài)出現(xiàn)前就發(fā)現(xiàn)飛行偏差和變化趨勢,并進一步增強“人機合一”的飛行信心。
低高度異常姿態(tài)是近期才出現(xiàn)在我們的檢查單和模擬機訓(xùn)練科目中的。但是,飛行模擬機并不能很好地模擬對飛機低高度異常姿態(tài)的改出,如不能很好地模擬改出風(fēng)切變遭遇的天氣,無法設(shè)置飛機低高度失速和飛機俯仰異常并伴隨著大坡度的課目,從而間接加大了飛行員訓(xùn)練的難度。這都是需要相關(guān)部門盡快拿出解決方案的。
各航空公司都應(yīng)該重視機組的異常姿態(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、時間分配和檢查員考試出題上對這些課目應(yīng)該重點覆蓋。異常姿態(tài)的重點課目不僅包括風(fēng)切變、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)飛訓(xùn)練。
俗話說得好,有備無患。只有在我們了解異常姿態(tài),并對其改出了如指掌后,一旦遇到,我們才能臨危不亂,第一時間控制好飛機的姿態(tài),安全改出。
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