A320电传操纵飞机在大风条件中的控制解析
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风的限定标准是一个飞行员做出决断的依据,但天气是变化 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。
A320电传操纵飞机在大风颠簸条 件中的着陆
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。
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,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。
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 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。
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。本文主要综合这三个 角度浅谈A320系列电传飞机在大风条件下着陆。
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。
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:
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。
Biblioteka Baidu008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132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。