A320电传操纵飞机在大风条件中的控制解析课件.ppt

1、 风是移动的大气，我们可以把飞行想象成飞机在一大块空气中移动。那么如果这一大块空气自己也在移动的话，那么我们在地面上看见的飞机轨迹就应该是飞机相对于大气的移动轨迹加上空气自身移动轨迹的结合。飞机通过空气的平面，我们称之为飞行剖面，它与空速、飞机的姿态航向、高度、爬升率与下降率等等有关，这些都是我们能控制的因素；而大气的移动是我们所不能控制的，所以我们的任务就是更好的操纵飞机以一定的飞行剖面飞行来抵消大气的移动对飞机所产生的影响，达到所要求的高度、航迹和速度，使飞机安全的落在跑道上。风向、风速对飞机的起降、爬升、下滑、平飞、停放机坪等均有直接影响。一般飞行我们都选择在逆风条件下起降,因为逆风能获

2、得较大的升力和阻力,缩短滑跑距离。着陆时逆风便于修改航向,对准跑道,减小对地的冲击力。侧风不能过大,否则无法起降。易造成飞行事故的是风切变,因为由风切变造成的动力湍流,有许多大小不一的涡旋,风切变越大,湍流越强。在低谷由强风切变形成的湍流,对飞机除了造成颠簸外,还严重影响飞机起降安全,据统计占航空事故的20%左右。当风速大于17m/s(相当于8级)且风向与跑道方向有一定的夹角时,就会危及飞机起降安全,特别是低空有风切变或高空有强急流时极易发生飞行事故。世界上因为大风所导致的事故比比皆是。2008年3月1日，一架汉莎航空公司A320-200客机，执行从慕尼黑飞往汉堡的LH-44航班任务，机上13

3、2名旅客和5名机组人员。飞机在汉堡福尔斯比特尔机场执行33号跑道ILS进近期间，遭遇席卷了欧洲大部分地区的强烈风暴“Emma”造成的强烈阵风。飞机五边进近时，阵风达到47节。13:33飞机拉平，右起落架接地不久又马上离地，右机翼迅速向上抬起使得飞机左机翼翼尖接地。机翼结构严重受损。飞机复飞后在33号跑道安全落地。2009年3月23日，一架联邦快递公司MD-11货机执行FX-80航班从广州飞往东京，在成田机场34L跑道着陆时遇强风机身左倾，左翼触地起火，飞机继续翻转，背朝下滑出跑道。飞机损毁，机上2人全部遇难。（故意图片倒置强调事态严重性）2010年9月14日，川航A319飞机执行重庆-无锡航班

4、，因机组未采取措施避开恶劣天气，飞机在进近过程中遭遇强风，飞机状态剧烈变化，相继出发低能量、失速和拉升警告，并进去失速状态，飞机坡度达到43.59速度74节。此后飞机自动保护系统工作，脱离失速，机组操纵飞机备降宁波机场。从上三个案例我们可以看到风对飞行所产生的严重影响。但是在日常的飞行任务中，风又是我们不得不面对的客观因素。比如沈阳前几天接连的大风最大高达20m/s，甚至造成了航班备降。所以怎样在大风颠簸条件下更好更安全的完成飞行任务是需要每位飞行员深入思考的问题。通过分析之前的三个案例，可以看出虽然事故性质不同，结果不同，但其中又存在一定的共性，主要体现在人、机、环三个方面。本文主要综合这三

5、个角度浅谈A320系列电传飞机在大风条件下着陆。首先，机-飞机。既然是探讨A320系列飞机，那么我们首先从飞机的角度上来看看A320系列飞机的一些基本操纵特性。1.A320使用电传操纵。不同的方式下，飞机有不同的操纵特性，A320系列飞机的飞行方式分为飞行模式与地面模式。-飞行模式。正常法则下，飞行员通过侧杆将指令传给计算机，计算机再发送指令给操纵面，操纵量与姿态变化率成正比，所以在合适的姿态松开侧杆，飞机的姿态就维持在松开侧杆时的姿态不会变化。只要杆不在中立就有信号的输入，舵面就会一直产生偏转，坡度与俯仰就会一直增大，达到保护值为止。另外，当飞机通过50英尺无线电高度时自动配平中止，俯仰模式

6、变为拉平模式。在50英尺时的姿态被记忆并且成为俯仰姿态控制的初始基准。低于30英尺时系统开始减小俯仰姿态，在8秒内减小至机头向下2度。所以飞行员必以传统方式拉杆以使飞机保持原有航迹，与传统飞机一样。-地面模式。飞机接地后变为地面模式，在地面方式下，不用经过计算机的互换，一定的侧杆偏转度可得到相应的操纵面偏转。2.A320系列飞机的指引是航迹指引。指引的是飞机回到正常的航迹上，而不是操纵指引。所以当指引偏转增大时，只需控制飞机姿态跟随指引即可。在阵风颠簸情况下五边近进，往往会使飞机鼓起或者下沉，柔和的轻推或者轻带侧杆保持一定的下降率是一个好的选择。3.飞机自身的稳定性。所谓的稳定性是指飞机在自身

7、结构与先进的飞行控制系统作用下在受到扰动后自动回到原始状态的能力。比如飞机受到突风扰动之后，飞行员不进行任何输入飞机自己能够自动的回到初始状态。A320飞机在这点做的非常出色。就像放在谷里的小球，在反复回荡的最后总会回到谷的最低处。往往越大的震荡小球的振幅也就越大，需要的恢复时间也就越长。所以我们的任务就是控制飞机抑制因阵风造成过大的坡度与俯仰，保持飞机在下滑曲线上。4.飞机的最小地速功能。最小地速的功能是保持飞机的能量在最小数值以上，无论风值的变化量或阵风为多少，都可以克服阵风对飞机速度上的影响。推力以正确的方式进行变化，但在阵风情况下保持在一个较小的范围中，在切变中它提供额外但是合理的安全

8、裕度。A320飞机在自身条件上时非常优秀的，大大减轻了飞行员操纵飞机得负荷，无论从飞机的操纵，引导，还有能量方面都得到了很好的管理。第二，环-环境。飞机在大气环境中航行,几乎所有的气象要素和天气现象都会对飞行产生不同程度的影响。所以，着陆前必须考虑的是机场的气象条件。通过机场的气象预报与ATIS我们可以获得机场的具体天气状况。提前做好应对各种天气条件的准备。往往机场真实的天气条件不只是单独的大风颠簸，而是伴有降水，降雪，低能见，风切变等其他天气状况。所以确定侧风标准时必须充分考虑跑道状况，并遵循公司污染跑道运行政策。公司的运行手册对于风的限定标准如下：风的限定标准是一个飞行员做出决断的依据，但

9、天气是变化的，真实情况下经常会有一些突发的情况需要考虑。雷雨天气下或冷暖气团交汇处，乱流大风十分常见，其中经常伴随有低空风切变，对飞机进近产生极大影响，是春季与夏季飞行最大的隐形杀手。风切变划分为顺风风切变、逆风风切变、侧风风切变和下冲气流四种类型。对飞行安全构成严重威胁的主要有顺风风切变和下冲气流两种。顺风风切变是指飞机从小的顺风进入到大的顺风区域，或从逆风进入顺风区域以及从大的逆风进入小的逆风区域等几种情况。这是一种比较危险的风切变形式。下冲气流切变，指飞机从无明显的升降气流区域进入到强烈的下冲气流区的情形。它会使飞机突然下沉，危害最大。具有明显的猝发性特征。飞机在雷暴母体云下面通过时就会

10、遇到这种情形。当飞机对正跑道，准备下降着陆过程中，如果先遇到顶风再转为顺风的风切变时，对安全的危害非常大。飞机在下滑过程中进入风切变层时，如果原有的顶风突然降低为零。这时，指示空速就会迅速降低，降低值与顶风分量相同。机翼升力的大小是与速度的平方成正比的，假定迎角不变，飞机从逆风一下子撞入顺风，升力将急剧下降，导致飞机立马向下掉高度，处置不当十分危险。对于雷暴云即将来临或刚刚过境，或风速较大，阵风明显，存在中度以上颠簸的情况，机组要对风切变进行风险评估。不要在时间压力的作用下，做出冒然进近的错误决断。因为雷暴云的外流气流可超越雷暴云20-30公里。飞行中，要随时警惕风切变的各种征兆。及时、准确的

11、判断和识别低空风切变的存在、类型和强度是确保飞机飞行安全的重要环节。因为某些强风切变实际上是不可抗拒的，避开它才是唯一有效的办法。第三，人-人为因素。在人为方面，存在主观上的区别。尽管现在的飞机设计非常先进而且人性化,力图给飞行员创造条件使操作失误的概率降到最低,但人为失误却时有发生,人为失误更一直是飞行事故的最主要原因，主要有以下几点：1）飞行员决断或操作错误；2）疏忽或判断失误；3）飞行技能不胜任；4）违章违规紧；5）急情况下处置不当；6）机组失能；7）机组资源管理不当。分析示例3的事情经过，我们可以看到在机组方面造成此次严重事故症候的原因有四点：1）由于机组人为决策失误，盲目近进；2）对

12、危险天气准备不足；3）未按手册处置低能量警告导致失速；4）CRM混乱，出现双侧杆。在分析了影响飞行机组犯错误的环境和个人特性后,我觉得要改善航空安全状况,提高机组防范能力,不仅要从改善环境着手,而且更要提高我们自身在感知、理解、注意力、知识、记忆和理解方面的综合素质。民用航空使用标准化的飞行程序，目的是防止由于个人的差异，在对飞机程序、操纵水平、法律法规方面产生不同的理解从而影响飞行安全。所以从我个人方面理解，其实很简单，只要能保证SOP，针对自身的飞行技能把握正确的余度，大风其实不可怕。以上是从飞机-环境-人为因素三个方面提出论据。对于A320飞机在侧风颠簸条件下的操纵是常规项目。但是由于气

13、象条件的不同，每一次近进都会有自己的特点。在个人心理上，也存在主观上的区别。那么怎样在大风条件下更好的操纵飞机落地，以下是本人总结的几点看法。近进准备阶段，在获得机场准备天气条件后，判明危险的天气现象，大风颠簸条件，考虑是否满足侧风的限制，以及是否有发生风切变的可能，复杂条件下操纵飞机的能力。如果机场监测到风切变，延迟落地知道天气好转。做好飞机遭遇风切变的处置预案与复飞预案。建议使用形态3落地，因为这样会增加飞机的性能与可操纵性（A321机型要考虑形态3落地姿态稍大，可适当增加近进速度。）。另外，考虑使用自动刹车。如果侧风很大，跑道长度受限制，也可以使用中档刹车，以便落地后能够更好的控制方向。

14、近进阶段，使用偏流法进近。首先在进近阶段推荐使用管理速度，这样最小地速功能会帮助飞行员克服较大阵风所带来的影响。注意如果管理速度接近最大值Vfe-5，使用选择速度到合适范围，以防超速，待风速减小后继续使用管理速度。建议根据飞机配平，适当追加飞机的近进速度，这样既能为拉平创造好的操纵条件又可以使飞机在进跑道时的能量保持在一个合适的范围，但是必须考虑跑道距离的增加以及过大的能量对拉平的影响。在相当颠簸的近进阶段，在没有飞行员输入的情况下，由于飞机自身的稳定性，控制系统的抗干扰能力也是很好的。实际上，飞行员应将对飞机的控制限制在对飞行航迹的必要修正和制止过大的坡度与下降率上，而把应对颠簸的任务留给飞

15、行控制系统去做。控制飞机姿态跟住指引针，指引是航迹指引，跟住指引就是在正确的下滑剖面上，但必须要考虑整个下滑剖面上风的变化。目视跑道为了尽早接地可以适当的后移下滑点，做一个稍微低的接地。50英尺，飞机进入拉平阶段。在正常的情况下，系统一般会在30英尺左右开始驱动一个下俯力矩，同时由于20英尺左右时收油门产生的气动效应，机头更容易出现自然地下俯，这一点在A321这种长机身的飞机上更为明显，如果机组不能带住机头的话，随着油门的继续减少，飞机下降率将明显增加。如果出现大下降率后机组才采取快速带杆的动作，该不恰当的处置将直接导致重着陆的产生。从气动原理分析，着陆时，飞机进入地面效应范围，因为地面对翼尖

16、涡的屏蔽作用使得下洗角减小，飞机有低头趋势，并且着陆时伴随油门的减小，也使得抬头力矩减小，从而使飞机的低头趋势更加明显，此时如果飞行员没有适度的带住杆，就会造成飞机姿态小，下沉率大。更为重要的是飞机将记录50英尺左右的姿态作为俯仰姿态控制的初始基准，如果由于短五边过晚的修正导致飞机在50英尺时处于一个比正常姿态小甚至下俯的姿态，由于以上原因那么拉不起来的现象将很有可能出现，随之而来的必将是重着陆的危险，更可怕的是如果飞行员观察到下沉快而不收油门导致飞机带大推力接地的话就有可能造成更危险的着陆跳起。飞行员必须根据实际下沉情况来决定收油门时机，大风条件下不宜过早。在着陆过载允许的情况下，尤其在湿滑

17、跑道上尽量的扎实接地，以便接地后能够更快的控制飞机方向。在拉平期间飞机将要接地时使用方向舵来对准跑道，在一般情况下飞机会发生小幅度的滚转。在强侧风情况下，少量的侧向控制可以用来保持机翼的水平状态。如果发生漂移，增加一定的坡度保持飞机在跑道中心线，保持坡度不变直到机轮接地。另外，为了防止过大的坡度，飞机可能需要保持一定的偏流角接地，最大为5。在一个主轮接地时，扰流板部分伸展，侧杆的输入必须减少到零应避免在使用方向舵的同时配合滚转的输入，因为这会显著增加飞行员侧向操控的工作量。两个主起落架压缩之后，扰流板完全伸展，飞行模式转换为地面模式，变为直接法则，不建议迎风压杆，这样会增加机头偏转趋势，同时增

18、加机轮压力。尽量使用自动刹车。反推的使用会使方向舵周围的气流不稳定，降低方向舵的效应。另外在右交叉角的情况下会产生一个侧向力，增大飞机的横向侧滑趋势。在污染跑道上，影响更加明显。因此，如果在大侧风条件下横向操纵出现困难，考虑将反推收回。从个人的角度考虑，在特殊情况下，对飞机的控制与管理必须要做到心中有数。一是要学好航空理论和各机型相关的操纵手册，弄清各类限制的具体内涵和数值，并结合各类运行规章搞清方方面面的规定标准和安全裕量。如果不满足标准一定要做到该复飞就复飞，该备降就备降。二是个人要客观地认识自己。认清自己的客观能力，不能盲目蛮干。只有实事求是地挖掘自身的安全隐患，善于借助各类训练形式，确实提高自己抵御各种特情的飞行能力，才能确保飞行不出“安全区”。三是要提高自己的职业道德水平，打牢保证飞行安全的思想基础。良好的职业道德修养，是飞行员自觉钻研业务、提高技术的内在动力，是确保法规、标准落到实处的充要条件。以上是本人在大风条件下操纵飞机的一些个人观点，望各位领导，同事，批评指正。