起飛與著陸中的滑水現(xiàn)象、側(cè)風(fēng)影響及機(jī)組訓(xùn)練

1、起飛與著陸中的滑水現(xiàn)象、側(cè)風(fēng)影響及機(jī)組訓(xùn)練大雨和側(cè)風(fēng)的不利氣象條件給減速停機(jī)帶 來許多問題，在這種情況下如果因飛機(jī)故障要求中斷起飛或著陸接地 后將飛機(jī)停住，而不沖出或偏離跑道對機(jī)組來說是一種挑戰(zhàn)。近幾年的研究成果和技術(shù)改進(jìn)使這類問題有所緩解，但問題仍然存在，有關(guān)在濕跑道上咼速著陸或中斷起飛而沖出跑道的事故和事故 征候每年都還發(fā)生。導(dǎo)致高速著陸和中斷起飛時發(fā)生事故的因素是非 常相似的。一、沖出跑道事故不斷發(fā)生波音公司最近一份研究報告表明，在 30 年的噴氣機(jī)運(yùn)輸中與中 斷起飛有關(guān)的沖出跑道事故有 48起，死亡 400多人，另外還有 28 起 嚴(yán)重的事故征候。 同時報告還指出， 在沖出跑道的事故率

2、方面至今還 沒有明顯的改善。噴氣機(jī)運(yùn)輸事故統(tǒng)計(jì)表明 3000 次起飛中有一次中斷起飛；大約 有 1/3的中斷起飛是不成功的， 導(dǎo)致嚴(yán)重的沖出跑道事故或事故征候。 按照這一比率，每年的 1500萬次起飛中至少會出現(xiàn) 5 起中斷起飛沖 出跑道事故或事故征候。一些研究報告指出過去發(fā)生的中斷起飛沖出跑道的事故和事故 征候中有 80%是可以避免的。 當(dāng)飛機(jī)在跑道上快速加速時， 飛行員在 駕駛艙這樣緊張的環(huán)境中做出中斷起飛的決定不象事后經(jīng)仔細(xì)研究 分析做出的決定那樣可靠。波音公司的研究表明， 大約 74%的中斷起飛是與發(fā)動機(jī)毫無關(guān)系 的。雖然在模擬機(jī)訓(xùn)練中， 中斷起飛通常都用因發(fā)動機(jī)異常情況來模 擬，但是

3、實(shí)際只有 26%的中斷起飛是因發(fā)動機(jī)情況異常。繼之還有24%因輪胎 /起落架支柱故障， 13%因飛機(jī)構(gòu)形不正確。 其余的造成中 斷起飛的還有鳥擊、 機(jī)組配合等其他原因。 及時地把對飛機(jī)的操縱權(quán) 從副駕駛手里轉(zhuǎn)到機(jī)長手里，對中斷起飛的決策是十分重要的。研究得出的結(jié)論是大多數(shù)中斷起飛沖出跑道事故是可以預(yù)防的， 同時研究還指出 58%的事件發(fā)生 V1 以后。在這樣高的速度下，即使 是在理想的氣象條件， 要在剩余跑道上減速并停機(jī)也是有問題的。 研 究報告還指出， 1/3 沖出跑道事故的主要原因與跑道面的濕滑有關(guān)。二、滑水現(xiàn)象與滑水現(xiàn)象有關(guān)的因素為人們所認(rèn)識大約僅 30 年的時間，在這 之前與濕跑道有關(guān)

4、的事故被認(rèn)為是飛行員的過錯。英國于 1956 年開展了最早的滑水現(xiàn)象的研究，這以后美國航空 航天局（ NASA ）也開展了許多這方面的研究， NASA 的研究發(fā)現(xiàn)與 滑水速度有直接關(guān)系的是輪胎的沖氣壓力，而不是輪胎的花紋。 NASA 的結(jié)論是輪胎沖氣壓力越高，滑水速度越大。現(xiàn)在，制造商已生產(chǎn)出更高壓力的輪胎，其他的技術(shù)改進(jìn)，如防 滑剎車裝置和反推裝置的改進(jìn)， 使噴氣飛機(jī)在所有氣象條件下的高速 著陸性能有所改善。1 滑水現(xiàn)象原理滑水現(xiàn)象很復(fù)雜， 對這一現(xiàn)象的研究工作一直沒有停止， 要完整、 詳細(xì)地解釋滑水現(xiàn)象原理是相當(dāng)困難的。 簡單地說滑水現(xiàn)象是指， 沖 氣的飛機(jī)輪胎在有水、 冰或融雪覆蓋的跑道

5、上滾動時， 輪胎接地表面 與道面之間會產(chǎn)生流體動壓力。 隨著地速的增加， 這一動壓力也在增 加。當(dāng)達(dá)到某一臨界速度時，流體動壓力等于飛機(jī)的重量，這時即達(dá) 到滑水速度。 當(dāng)速度大于滑水速度時， 飛機(jī)輪胎將被流體動壓力完全 抬離地面，由水膜支持著， 使輪胎在跑道的水面上產(chǎn)生滑動，造成方 向控制困難、前輪轉(zhuǎn)向失效和失去剎車。輪胎沖氣不足會直接影響滑水速度，每降低 23 磅壓力，滑水 速度將減小一節(jié)。 造成輪胎沖氣不足的原因很多， 當(dāng)飛機(jī)從氣溫很低 的高度快速下降、航前檢查或維護(hù)不仔細(xì)等可能造成輪胎的沖氣不足。2 滑水速度計(jì)算方法滑水速度是可以預(yù)測或計(jì)算的， 它可用兩個數(shù)字公式來表達(dá)。 輪 胎與地面的

6、接觸壓力近似等于輪胎的充氣壓力， 由此，用流體動力學(xué) 公式可導(dǎo)出兩個不同情況下的滑水速度公式。 第一個公式是表示輪胎 旋轉(zhuǎn)減慢的情況（如飛機(jī)落地后減速和中斷起飛的情況） ，滑水速度 等于 9 倍的輪胎沖氣壓力平方根。 這一公式用于計(jì)算各種飛機(jī)的近似 滑水速度已有很多年了。第二個公式適用于著陸接地時的情況， 這時輪胎是在旋轉(zhuǎn)加速過 程中，滑水速度等于 7.7 倍的充氣壓力平方根。當(dāng)跑道水深大于輪胎 紋理深度時，這個公式仍是適用的。假設(shè)輪胎的充氣壓力為 100 磅，用第一個公式計(jì)算， 滑水速度是 90 節(jié)；用第二個公式計(jì)算，滑水速度是 77節(jié)。為了提高滑水速度， 防止滑水現(xiàn)象發(fā)生，大多數(shù)噴氣飛機(jī)主

7、輪胎的充氣壓力至少達(dá)到 150200磅/平方英寸3 三類滑水現(xiàn)象NASA 將滑水現(xiàn)象劃分為 3 類：1) 動力滑水( Dynamic hydroplaning)；2) 粘性滑水( Viscous hydroplaning)；3) 橡膠復(fù)原滑水( Revertedrubber hydroplaning)。動力滑水的條件是跑道上的水深要達(dá)到 1/10 英寸以上，由于輪胎與跑道間流體動壓力的作用使輪胎被抬離地面，輪胎由水膜支持。粘性滑水發(fā)生在水膜非常?。ù蠹s 1/1000 英寸）的情況，粘性 滑水速度比動力滑水速度低得多橡膠復(fù)原滑水的條件是有一段長時間的抱輪剎車滑動過程， 以及 橡膠復(fù)原和跑道表面濕

8、滑。 橡膠復(fù)原的作用就像是輪胎與跑道之間密 封條，使聚積在輪胎接地面里的水不能很快地排出， 這部分水被加熱 后產(chǎn)生蒸氣，蒸氣可以將輪胎抬離地面，從而造成滑水現(xiàn)象。橡膠復(fù) 原滑水現(xiàn)象會在跑道上留下一道白色的痕跡。 新的高性能的防滑剎車 系統(tǒng)可以防止抱輪剎車時橡膠復(fù)原滑水。三、側(cè)風(fēng)的影響在跑道有積水或融雪的同時再加上存在側(cè)風(fēng)， 這是一種最難控制 的情況，這種情況會嚴(yán)重減少輪胎與跑道的摩擦， 容易造成滑水現(xiàn)象。 側(cè)風(fēng)引起的側(cè)向力有推動飛機(jī)偏離跑道的趨勢， 這種側(cè)向力與側(cè)風(fēng)速 度的平方成正比，也就是說， 10 節(jié)側(cè)風(fēng)引起的對飛機(jī)的側(cè)向力是 5 節(jié)側(cè)風(fēng)的 4 倍。對著陸事故的回顧表明飛機(jī)偏出跑道的滑水事

9、件遠(yuǎn)多于沖出跑 道的事件，這大多與側(cè)風(fēng)有關(guān)。近幾年中，許多有關(guān)沖出跑道的滑水 事故（如 1989年在紐約拉瓜迪亞機(jī)場波音 737 發(fā)生的一起事故）是 因高速中斷起飛而引起的， NASA 正在支持 FAA 開展一項(xiàng)試驗(yàn)，評 估用硬泡沫延長跑道端頭區(qū)的作用。 最近對航空企業(yè)的調(diào)查表明， 美 國大約有 2/3 的民用機(jī)場有小于 1000英尺的跑道延伸區(qū)。四、機(jī)組訓(xùn)練為了預(yù)防滑水現(xiàn)象、 減少飛機(jī)在起飛和著陸時的沖出或偏出跑道 事故，近年來采取了一些技術(shù)措施，如輪胎設(shè)計(jì)的改進(jìn)、跑道開槽技 術(shù)和剎車力測量技術(shù)的應(yīng)用、 防滑剎車系統(tǒng)的應(yīng)用和改進(jìn)等， 這些技 術(shù)改進(jìn)和新技術(shù)應(yīng)用在減少飛機(jī)的起飛和著陸事故方面起

10、到了良好 的作用。但是事故統(tǒng)計(jì)表明， 大多數(shù)的起飛和著陸事故與機(jī)組行為有 關(guān)。因此，要更好地解決這類事故問題，必須要進(jìn)一步研究飛行機(jī)組 的行為，改進(jìn)飛行機(jī)組的訓(xùn)練。由于起飛時的飛機(jī)構(gòu)形與著陸時不同， 飛行員的心理與思想準(zhǔn)備也不一樣， 因此，中斷起飛后的減速停機(jī)與著陸時的減速停機(jī)情況會有所不同，但就安全地減速停機(jī)這一目標(biāo)來說兩者是相同的波音公司于 1991 年應(yīng)用波音 737 飛行模擬器進(jìn)行了飛行員行為 的研究，這項(xiàng)研究觀察了 24 名航線飛行員在中斷起飛各個階段中的 情況。模擬機(jī)模擬的意外情況包括：發(fā)動機(jī)故障、火警、系統(tǒng)故障指 示和輪胎爆裂指示。根據(jù)研究結(jié)果，提出了如下幾項(xiàng)訓(xùn)練建議：1) 要求

11、機(jī)組更好地理解 V 速度的含意；2) 必須強(qiáng)調(diào)正確的中斷起飛剎車技術(shù)；3) 必須考核中斷起飛時對自動速度剎車的應(yīng)用技術(shù)；4) 訓(xùn)練中對于輪胎爆裂和輪胎故障應(yīng)有更多的注意；5) 在進(jìn)行中斷起飛的模擬機(jī)訓(xùn)練時應(yīng)引入非發(fā)動機(jī)故障的其他意外事件；（ 6） 機(jī)長應(yīng)作出繼續(xù)或中斷起飛的決定， 必要時親自執(zhí)行中斷 起飛操縱。通過對飛行員的行為研究， 波音公司制定出一項(xiàng)中斷起飛安全訓(xùn) 練計(jì)劃（Takeoff Safety Training Aid）,以下是這項(xiàng)計(jì)劃比較重要的有 關(guān)訓(xùn)練和操縱建議的內(nèi)容：（ 1） 高速時大聲報告： 所有操作人員應(yīng)采用大聲報告的方式提 醒機(jī)組已進(jìn)入起飛滑跑的高速 /高風(fēng)險工作狀態(tài)。

12、（ 2） V1 時大聲報告： V1 時必須大聲報告，以便及時做出中斷 起飛的決定和采取措施。（ 3 ） 中斷起飛措施：在執(zhí)行中斷起飛機(jī)動時，每個操縱人員應(yīng)強(qiáng)調(diào)正確的指令和及時地應(yīng)用減速力； 同時，每個操縱人員應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的大聲報告用語，清楚地而不是含糊不清地宣布中斷起飛的開始（ 4） 中斷起飛自動剎車：如果飛機(jī)裝配有自動剎車系統(tǒng)，在起 飛滑跑前應(yīng)將自動剎車開關(guān)設(shè)在中斷起飛的位置。（ 5） 起飛簡令：建議做起飛簡令，包括對中斷起飛的考慮。（ 6） 正確理解 V1 速度：在訓(xùn)練計(jì)劃中要開展現(xiàn)狀噴氣運(yùn)輸機(jī) 性能中 V1 速度的討論，并掌握正確運(yùn)用 V1 速度概念的方法。（7）濕滑跑道性能： 在訓(xùn)練計(jì)劃

13、中每個操作人員應(yīng)討論跑道表 面成分的影響，即在有跑道表面污染和不利氣象條件下各類飛機(jī)的減 速停機(jī)性能。（8）反推性能： 在訓(xùn)練計(jì)劃中每個操作人員應(yīng)討論反推和速度 剎車分別在干的和濕滑的跑道上的減速停機(jī)性能。（9）平衡跑道中斷起飛： 平衡跑道是指跑道長度等于某型飛機(jī) 所需的臨界跑道長度。 在訓(xùn)練計(jì)劃中應(yīng)包括在這種跑道起飛時， 當(dāng)速 度接近或達(dá)到 V1 中斷起飛的情況下，每個操作人員以最大努力減速 停機(jī)的行為。（10）警報/警告/系統(tǒng)異常： 在訓(xùn)練計(jì)劃中應(yīng)訓(xùn)練在低速或高速 工作狀態(tài)出現(xiàn)主警報或系統(tǒng)異常時機(jī)組的正確措施。（ 11） 輪胎故障：在訓(xùn)練計(jì)劃中應(yīng)訓(xùn)練在高速中發(fā)生輪胎故障 時機(jī)組的正確措施。（ 12） 剎車技術(shù)：在訓(xùn)練計(jì)劃中應(yīng)包括正確的剎車技術(shù)和要求 達(dá)到最大減速停機(jī)性能時的腳踏力。13） 中斷起飛時飛機(jī)控制的轉(zhuǎn)交：在訓(xùn)練計(jì)劃中應(yīng)強(qiáng)調(diào)在中斷起飛過程中機(jī)組協(xié)作的重要性。除了波音公司開展的研究外，美國航空運(yùn)輸協(xié)會（ATA）和美國宇航工業(yè)協(xié)會 （ AIA ）組成的一個研究小組最