淺析空中客車A320飛機的重著陸和著陸跳起

1、淺析空中客車A320飛機的重著陸和著陸跳起重著陸是一個較為復(fù)雜的概念，要確定某一落地是否是重著陸”不是一件容易的事，目前使用的監(jiān)控程序中常常把垂直過載”和 垂直下降率”參數(shù)達(dá)到了一定的量值作為判斷重著陸的定義指標(biāo)。 在舊版南航航空安全管理規(guī)章11.1.2.19關(guān)于重著陸的定義為空地電門接通瞬間垂直加速度超過2.0g （含），同時下降率超過500英尺（含）”，但我們注意到2006年3月20日批準(zhǔn)的02版的南航航空安全管理規(guī)章中改變了這種針 對各機型一刀切的做法，而將重著陸定義中的“2.0g改為機型規(guī)定值”。那么對于A320來講機型規(guī)定值是什么呢？空客公司從飛機的性能出發(fā)，在A320維護手冊中指出

2、：重著陸（Hard Landing ）不同于超重著陸（MLW）,它是以飛行記錄系統(tǒng)記錄飛機接地時，飛機重心點所承受垂 直加速度超過2.6g或者接地時刻垂直速度大于540fpm。以上數(shù)據(jù)是從飛機的性能要求進行檢查的垂直過載數(shù)據(jù)，也就是飛機結(jié)構(gòu)承受力的極限，顯然不是飛行員操縱的標(biāo)準(zhǔn)，不能作為飛行品質(zhì)監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)。此外我們還應(yīng)該看到我們對A320系列飛機的重著陸的判定，不能僅僅采用垂直過載值來衡量。因為 A320飛機由于飛行數(shù)據(jù)記錄器和過載傳感器設(shè)計上的考慮，垂直過 載值難于準(zhǔn)確把握，它受飛機的重量、重心、配載、飛行姿態(tài)、運動狀態(tài)、外部的作用 力（陣風(fēng)載荷、地面有效的作用力、跑道接觸載荷）和結(jié)構(gòu)上的動

3、力特性等諸多因素的 影響。對于A320飛機的過載限制我們還可以在 A320FCOM » 3.01.20中找到以下限制： 非光潔形態(tài)0g至+2g。因此在現(xiàn)行的工作中我們對 A320系列飛機的重著陸應(yīng)定義為：對于垂直過載值大 于2.0g的落地，同時垂直下降率大于 500英尺/分，這種著陸定義為重著陸?？梢钥闯?飛行品質(zhì)監(jiān)控的定義與維護手冊的定義基本吻合且略微嚴(yán)格。一、A320典型的重著陸事件首先讓我們通過 FOQA系統(tǒng)的記錄先來看一起真實的事件：2006年12月某公司某航班在某機場 36號跑道進近。進近階段飛機橫滾狀態(tài)一直 不穩(wěn)定，一直在航道上左右修正。當(dāng)飛機在決斷高度附近時，PF以目視

4、做參考。飛機在短五面下滑航跡稍有偏高趨勢，PF通過大桿量頂桿的方式修正，導(dǎo)致低高度下降率增大， 最大時達(dá)到V/S-800ft 。然而在飛機回到了正常下降航跡后，PF并沒有注意到這種變化，沒有及時帶桿減少下降率，而是忙于對飛機航道的修正，導(dǎo)致飛機偏低，大下降率且?guī)?坡度進入跑道，飛機過跑道頭表高237 ft。飛機在30 ftAGL的俯仰姿態(tài)自動減小，同時飛機進入地面效應(yīng)范圍，地面對翼尖渦的屏蔽作用使得下洗角減小，從而使飛機的低頭趨勢更加明顯。然而PF并沒有適當(dāng)?shù)奶崆昂图涌鞄U量，使左座PMF不得上手疊加操縱帶桿以減少飛機的下降率和低頭趨勢，急劇而偏晚的大桿量輸入沒有使飛機從急劇下 降中有效改出，

5、并且導(dǎo)致飛機接地時刻過載達(dá)到1.67G。這起事件雖然未達(dá)到重著陸的標(biāo)準(zhǔn)，但事情的誘因卻非常典型。誘發(fā)這件事情的兩 個基本錯誤動作：一是短五邊反復(fù)修正坡度（大家俗稱炒飛機）；二是低高度穩(wěn)桿?？湛蜕形搭C布A320飛機機組訓(xùn)練手冊（FCTM）中對于拉平有以下相關(guān)動作標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)飛機通過50英尺無線電高度時自動配平中止，俯仰模式變?yōu)槔侥Ｊ健?事實上那種保持穩(wěn)定航跡的正常俯仰模式并不適用于拉平的機動。在50英尺時的姿態(tài)被記憶并且成為俯仰姿態(tài)控制的初始基準(zhǔn)。低于30英尺時系統(tǒng)開始減小俯仰姿態(tài)，在8秒內(nèi)減小至機頭向下2度，因此，隨著速度的減少，飛行員必將拉桿以使飛機保持原有航跡。這 樣一來拉平技巧就非常傳統(tǒng)了

6、。在穩(wěn)定的典型情況下， 起始拉平高度大約就在 30英尺左右（這個高度會隨著各種因素的不同而不同，如重量、下降率、風(fēng)等等），此時在側(cè)桿 上逐漸施加和增加帶桿力量。在20英尺系統(tǒng)會提供一個 “retard的自動喊話來提醒飛行員收油門桿，它是一個提醒而不是命令，飛行員可以根據(jù)實際下沉情況來決定收油門時 機。為了準(zhǔn)確體會拉平過程中飛機的下沉以及飛機相對地面的位置，飛行員應(yīng)該將視線 前移。典型整個拉平過程中飛機姿態(tài)的增量應(yīng)該為4度左右，從而使得飛機拉平后軌跡一般比進近下滑軌跡減小 1度左右同時飛機速度減小約10海里。這就意味著接地時的典型姿態(tài)為6度，速度為 Vapp-10 。我們可以發(fā)現(xiàn)在正常的情況下，

7、系統(tǒng)一般會在30英尺左右開始驅(qū)動一個下俯力矩，同時由于20英尺左右時收油門產(chǎn)生的氣動效應(yīng)，機頭更容易出現(xiàn)自然地下俯，這一點在A321這種長機身的飛機上更為明顯，如果機組不能按照手冊的要求將姿態(tài)增加，或者說帶住機頭的話，隨著油門的繼續(xù)減少，飛機下降率將明顯增加。如果出現(xiàn)大下降率后機 組才采取快速帶桿的動作，該不恰當(dāng)?shù)奶幹脤⒅苯訉?dǎo)致重著陸的產(chǎn)生。從氣動原理分析，著陸時，飛機進入地面效應(yīng)范圍，因為地面對翼尖渦的屏蔽作用使得下洗角減小，飛機 有低頭趨勢，并且著陸時伴隨油門的減小，也使得抬頭力矩減小，從而使飛機的低頭趨 勢更加明顯，此時如果飛行員沒有適度的帶住桿，就會造成飛機姿態(tài)小，下沉率大，而 導(dǎo)致著

8、陸偏重。更為重要的是飛機將記錄 50英尺左右的姿態(tài)作為俯仰姿態(tài)控制的初始基準(zhǔn)，如果由于短五邊過晚的修正導(dǎo)致飛機在50英尺時處于一個比正常姿態(tài)小甚至下俯的姿態(tài)，由于以上原因那么拉不起來的現(xiàn)象將很有可能出現(xiàn)，隨之而來的必將是重著陸的危險，上面 航班的事件就是典型的例子。更可怕的是如果飛行員觀察到下沉快而不收油門導(dǎo)致飛機 帶大推力接地的話就有可能造成更危險的著陸跳起，這點我們將在第二部分中分析。我們再來看看另一個造成重著陸的推動因素一一坡度的不穩(wěn)定。電傳飛機在正常法則情況下，橫滾操縱是由桿的輸入信號傳送給計算機，然后由計 算機發(fā)出橫滾率的指令到操縱面，也就是側(cè)桿的偏轉(zhuǎn)量是與橫滾率成正比的，所以可以

9、把桿的偏轉(zhuǎn)視為橫滾率的輸入量。只要桿不在中立，就有橫滾信號的輸入，就會一直產(chǎn) 生偏轉(zhuǎn)，坡度就會一直增大，增大到保護的坡度為止。另外飛機的操縱和舵面的形成有一定的滯后時間的，傳統(tǒng)飛機的副翼可以滯后1秒以上，方向舵滯后2秒以上，電傳飛機的舵面從一個方向全偏轉(zhuǎn)到另一個方向的全偏轉(zhuǎn)， 操縱面滯后可以從小于 1秒增加到8秒。所以在外界條件使飛機不穩(wěn)定時，飛行員可能 由于操縱不當(dāng)反而加劇了飛機的不穩(wěn)定，這就是飛行員的誘導(dǎo)震蕩。另外，A320飛機的指引針?biāo)傅氖秋w機 航跡的指引”，而不是 操縱指引”，指引針是指引飛機回到正常航跡 上，而不是操縱桿的指引，如果操縱桿根據(jù)指引針的偏轉(zhuǎn)增大而增加操縱量，那一定會

10、造成修正過量，必然會形成飛行員誘導(dǎo)震蕩”，這也是有些剛接觸 A320飛機的飛行員常 感到操縱飛機還不如不操縱時穩(wěn)定的原因。以上事件中PF在此進近過程當(dāng)中一直對側(cè)桿進行輸入，不自覺的使飛機左右?guī)?度，讓飛機偏離了正常的航道，從而導(dǎo)致PF對飛機航向不停的修正，這也吸引了他太多的注意力，而忽視了對飛機的下滑航跡的控制，為偏重著陸事件的發(fā)生埋下了隱患。二、A320典型的偏重著陸導(dǎo)致著陸跳躍的事件以上的分析中我們談到了重著陸很可能誘發(fā)的另一個殺手一一著陸跳躍。談到著陸跳躍很容易勾起我們南航人心中的一塊烙印，那就是5.8空難。下面我們就來從氣動力學(xué)方面簡要分析一下。相關(guān)資料顯示，現(xiàn)代飛機著陸跳躍過程中，

11、 常見下降率為300-900ft/min ,平均Vrtg 1.33G，通常發(fā)生兩次接地，也出現(xiàn)過 3-4次接地，前兩次接地間隔 1.5秒，長的達(dá)到4 秒，額外消耗200-800ft跑道?？梢钥闯霭l(fā)生著陸跳躍通常伴隨較大下降率和過載。從氣動原理分析，一般來說當(dāng)飛機以小姿態(tài)大下沉率偏重著陸時，落地后升力加起 落架彈力重新大于飛機重力，飛機就會跳起”；另一個容易被忽視的原因則是飛行員過分追求輕，收油門時機晚，在開始接地時一直保持高于慢車的推力，使得接地后減速板 不能及時放出，升力使飛機再次離地， 我們在日常監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的事件大都符合以上因素。著陸跳起的發(fā)生值得引起我們的高度重視，特別是飛行員的后續(xù)處置

12、，如果處置不 當(dāng)，使得人的反應(yīng)與飛機的跳躍發(fā)生共振”時，即可在很短時間內(nèi)使飛機嚴(yán)重?fù)p壞，為什么會有這種共振產(chǎn)生呢？我們有必要先了解飛機的穩(wěn)定性?，F(xiàn)代客機通常設(shè)計為具有 靜穩(wěn)定性，也就是飛機本身在受到外界擾動后有恢復(fù)平衡狀態(tài)的趨勢。當(dāng)然具有靜穩(wěn)定性只是表明系統(tǒng)本身具有恢復(fù)平衡的趨勢，最終能否恢復(fù)平衡則還受外界條件的影響,所以飛機被設(shè)計成一個閉環(huán)系統(tǒng)：在這個系統(tǒng)中人或自動器被設(shè)計成負(fù)反饋裝置，使飛機這個系統(tǒng)最終恢復(fù)穩(wěn)定，但 如果人或自動器偏離了設(shè)計工作條件，就會起到正反饋的作用，使系統(tǒng)震蕩不僅不會收 斂，還會相反變成發(fā)散，使小擾動發(fā)展為大擾動，這就是在著陸跳躍時飛行員最經(jīng)常會 犯的錯誤。那為什么著

13、陸階段飛行員更容易犯這樣的錯誤呢？我們再看一個公式：Mz=mzqbASMz=俯仰氣動力矩，mz=俯仰氣動力矩系數(shù)，q=動壓，bA=機翼平均空氣動力弦長, ，=機翼面積對于已經(jīng)設(shè)計好的飛機，影響Mz的就是q,也就是動壓，而動壓與空氣密度以及飛行速度的平方呈正比，所以飛機在高高度或小速度時穩(wěn)定性降低，那意味著在進近過 程中飛機受外界干擾的機會增加。飛機受外界擾動后恢復(fù)平衡的過程很復(fù)雜，可看作兩 個震蕩運動的疊加：長周期模態(tài)和短周期模態(tài)。長周期模態(tài)表現(xiàn)為速度和航跡的緩慢震 蕩，周期長（100多秒），衰減慢，易控制；短周期模態(tài)主要表現(xiàn)為迎角和俯仰角的快 速變化，周期通常幾秒鐘，衰減極快，其響應(yīng)頻率與人

14、的響應(yīng)頻率很接近，飛行中如果 駕駛員企圖通過操縱來幫助震蕩衰減，可能適得其反，導(dǎo)致駕駛員誘發(fā)震蕩（PIO）,可在幾秒鐘內(nèi)毀掉飛機。飛機在著陸拉平階段，高度低地效強，當(dāng)發(fā)生跳躍后，飛機離地高度升高，地效減 弱，下洗角增大，飛機有抬頭趨勢，加強了跳起勢頭，此時飛行員的典型反應(yīng)是反向頂 桿。而飛機由于自身有恢復(fù)平衡的趨勢，跳起到一定高度將轉(zhuǎn)為低頭，又由于其短周期 模態(tài)周期與人的典型反應(yīng)周期相近，就導(dǎo)致頂桿與低頭動作疊加，產(chǎn)生更嚴(yán)重的撞地， 再彈起，如此反復(fù)，最終后果就是飛機嚴(yán)重受損或擦機尾。全體飛行員腦中必須明確A320 FCTM »中的以下概念：如果飛機跳躍，應(yīng)保持或重新建立正常的著陸姿

15、態(tài)， 不要盲目增加或減小姿態(tài)，如果跳躍很小，不需要增加推力，當(dāng)跳躍很高很重時，進行復(fù)飛。加復(fù)飛推力并使用正常的復(fù)飛程序。沒有建立正上升率 之前不要收起落架，因為復(fù)飛過程中可能會發(fā)生二次接地。記住嚴(yán)重著陸跳起后再著陸 首先大量消耗了可用著陸距離，處置不當(dāng)時可能會在再次接地時造成擦機尾或重著陸。三、重著陸與感覺此外，有時候，覺得很重的著陸其實不重，這又是為什么呢？其實我們對落地的感 覺并不一定真實有幾個因素會產(chǎn)生影響1. 側(cè)向過載，如果接地時飛機帶側(cè)滑落地的感覺就會比較重2. 飛機自重，飛機在自重很輕的情況下落地給人的感覺會更重3. 道面狀況，這點不必多說，睡硬板床和席夢思當(dāng)然不一樣嘍正是因為以上我們分析的 A320飛機拉平模式的特點，在實際飛行中我們才要采取 相應(yīng)的方法來完成一個正常的落地。首先，我們應(yīng)該努力控制好 50FT （跑道入口）飛機的狀態(tài)，速度穩(wěn)定在Vapp，油門穩(wěn)定，下滑航跡在 3度左右，飛機在 G/S上，沒有坡度，這樣才能給計算機一個好地 拉平模式的基準(zhǔn)，進而能大大提高做一個漂亮落地的幾率。其次，在50FT的時候不要亂穩(wěn)桿或帶桿。如果帶了一定要注意桿量不要多并且做 好拉