——中国航空运输协会安委会 刘清贵
2005-2023年商业运输飞行共1407起飞行事故中,冲偏出跑道事故312起,占比22%,位列第一。偏出跑道的主要原因,一是低能见极端天气条件下丢失“目视参考”,或者将跑道边线灯误以为是中线灯;二是对飞机的横侧惯性没有基本掌控。
发生“重着陆”、“擦机尾”、“偏出跑道”等事故,其诱因除了进近不稳定从而导致飞机飞越跑道入口的条件不恰当外,很重要的一个原因,就是“视线转移”不当从而导致对飞机姿态、离地高度、下沉率以及飞机横向移动趋势的判断失误,甚至是缺失。
以空客320机型着陆为例,本文提出九点思考想和大家商榷,敬请学术探讨和批评指正。
本文依据:《A320FCOM》手册;《A320FCTM》手册;民航局飞行标准司“运行安全通告”。
中国国际航空公司飞行技术管理部总经理张宏伟机长,在中国航协“百名飞行机长”和“飞行教员教学法”培训班上,曾作出说明:中国是ICAO一类理事国,所以包括跑道标志在内的机场运行,均相对统一为ICAO标准。见图一下图(瞄准点即下滑点,在“大白块”后面,“大白块”是接地点),上图为FAA标准(“大白块”是瞄准点即下滑点)。
人类大脑处理的信息,有70%以上是通过视觉渠道获得的。因此,眼睛是信息处理链中的第一个元素。在这个光学过程中,输入信息先到达视网膜,视网膜的复杂结构使人们能够获得、转化并编码视觉信号,最后形成生理形式的信号。视网膜包括了不同类型的细胞,支持着感光(视网膜杆),成像(视网膜锥体),信号处理(两极细胞)和信号传播(具神经节细胞)等功能。
视网膜中央有很多视网膜锥体,它们支持识别细节,也称为视觉系统的“焦点模式”(俗称“主光”)。而视网膜边缘有较多视网膜杆(俗称“余光”),它们看不到细节,但可以发觉运动和目标。
视网膜共同组成了视野。图二显示的是机长的有效视野,其中最小的圆圈是机长可阅读字母数字类字符的区域(“中心视觉”区),在其外围部分,只能看见大的、移动的或闪烁的物体。
机长有效视野内,可以识别字母数字类字符的区域(“中心视觉”区)范围在眼睛中心2度角以内。因此,焦距在仪表盘的距离处,就是大约为直径3厘米的圆圈。偏中心(para-central)视觉(眼睛4度角内)仍然能注意到模拟指示器或趋势条的变化。夜间飞行时,这个区域非常有用,它非常依赖视网膜杆,因此可以察觉到较暗的照明。而在偏中心区域的外围,眼睛只对移动和亮度相对敏感,这称之为“周边视觉”。
飞行员转移视线目视跑道地面,一要避免视线“固着”,即防止视线停留在“下滑点(瞄准点)”不前移(即"防止眼珠子凝视不动,盯着‘瞄准点‘一个地方长时间看,俗称‘盯死了‘”。),要随着飞机姿态的增加,视线自然前移。二要避免视线“跳变”(持续,“看好地面”,自然移动,不要忽远忽近地跳跃视线)。视线前移后,要“放远、撒开”,充分发挥“偏中心视觉”(余光)的作用,利用视网膜杆神经功能(对运动感知敏感),判断飞机下沉率或者道面上浮率。
1.什么时候“看地面”?
张宏伟机长强调,转移视线要防止两种倾向。一是过早转目视。200英尺后转为目视飞行,由于机头受风向风速相对影响以及飞机和灯光位置的诱导,容易出现左右过度操纵和下滑道警告的情况。二是过晚转目视。为了保持飞行状态,50英尺仍然盯着仪表,尽管入口数据不错,但对飞机下沉趋势判断不出来。可能会出现“开始感觉不快,接着快速下沉”的现象,有时甚至偏差过大,会出现错误对着边灯落地的情况。因此他建议,可以在200英尺检查一下跑道灯光后,立即转为仪表飞行,飞机状态稳定再“目视”一下,循环大约2-3个视线转移。100英尺后,原则上建议目视下滑点(如果要目视仪表,建议只扫视检查“下滑道”和“下降率”)。
2.“看地面”,看哪里?
“看地面,看哪里?”,推荐如下:
(1)飞机下降至100英尺时,标准喊话“100”,即意味着“转移视线看地面”,看的位置如图四蓝色区域所示;
(2)50英尺时,视线略有前移。如图四蓝色区域;
(3)20英尺时,随着拉杆动作,飞机仰角上抬,视线随着机头上仰,逐渐前移,并将视线撒开,可以判断地面(灯面)上浮快慢。视线一旦“盯死”一点(固着),或者没有往前转移,就可能会失去判断而导致“重着陆”(在调查“重着陆”事件时,不少操纵者反映,“觉着飞机离地还很高嘛,怎么就突然撞地上了?”)。根据笔者经验,“拉开始”后,视线“主光”应放远,利用“余光”来判断地面上浮趋势;
(4)接地前,视线位置和方法基本不变。
整个过程应该是连续的,自然地转移。在“拉开始”之后,视线要撒开,从“聚焦点”向“余光面”转换。
那么,视线如何转移呢?空客和波音公司的《机组训练手册》都概括性地谈到,机组为了判断拉平时的下降率和飞机相对于地面的位置,应向飞机前方看。至于飞行员具体看哪里,如何看,并没有进一步描述。业界成熟飞行员多数认为,在距离跑道较远时,PF(操作飞行员)应控制飞机以正确的下滑剖面飞向跑道头;当距离跑道较近时,应相对固定视线角度保持飞机以正确的下滑剖面向“瞄准点”进近;当机头越过跑道入口从而看不到入口时,应将目视观察点移至跑道的远端,也即描述为PF应随着飞机俯仰姿态的变化将视线逐渐向跑道前方转移至合适的位置(低能见度情况下,为尽可能的远处)。正确的视线转移技巧,能够帮助PF清晰准确地感受和判明飞机的垂直和横侧运动趋势,为PF在拉平阶段准确地控制飞机的垂直和横侧运动打下基础。
“看地面”的整个过程是连续的,自然地转移。拉平过程中飞行员应以飞机姿态和下沉率作为主要参考依据。
对于大型客机而言,所谓“拉平”,就是明显降低飞机的下沉率(但不是“不上不下”的小型飞机所推崇的“一米平飘”,而是让飞机继续下沉),适当拉长接地的过程,有操纵地控制飞机平稳接地。
笔者曾读到一篇关于着陆下沉率判断的文章,对“感觉下沉率”的提法印象很深,其核心意思是,在着陆过程中,用“控制飞机下沉率”代替“控制飞机离地高度”。
在进近过程中,当飞机高度较高时,飞行员可以通过高度表掌握飞机离地高度;而飞机高度很低时,飞行员只能凭经验来判断飞机离地高度,不能准确判断飞机当时的高度变化。飞机以稳定的下降率下降,在较高的高度时,飞行员目视地面几乎感觉不到飞机的下降,而是依靠各种仪表来判断和控制飞机的下降。随着飞机下降到很低的高度,尤其是飞机下降到离地50英尺左右的高度时,就能明显感觉到飞机和地面间的相对运动。如果飞机下降率保持不变,飞行员目视地面的“感觉下沉率”会随高度降低而变大。因此着陆过程中,我们只要操纵飞机使自己目视地面的“感觉下沉率”保持不变,就意味着飞机的实际下降率会随高度降低而均匀下降,着陆轨迹就可以满足飞机着陆的要求。
那么,着陆阶段如何抓住合适的着陆“感觉下沉率”呢?
该文章认为,当操纵飞机向“下滑点”下滑,高度降低到相对较低的高度时,目视地面就会感觉到地面的上浮。如果飞机实际下降率保持不变,随着高度继续降低,这种上浮的感觉会加快。当飞机下降到50英尺后,飞行员继续操纵飞机向“下滑点”运动,或早或迟会出现一个其认为合适的“感觉下沉率”,即达到平稳舒适接地的时机。飞行员无须顾及飞机离地面还有多高,只要控制住自己觉得合适的“感觉下沉率”一直到接地。一旦控制出现偏差,例如错过时机,也就是“感觉下沉率”过快,那么只需要适当增加拉杆量,操纵飞机到所希望的“感觉下沉率”后,再保持趋势直至接地。
这种“感觉下沉率”的获得,一是教员的标准示范;二是在机长操纵落地时,通过正常转移视线来看地面的变化;三是在自己操纵落地时断进行实践。现在网络上的飞机着陆视频也比较多,可以选择驾驶舱视角,反复观摩昼间、夜间、低能见度、雨中降落等不同情况,来深化这种感知印象。
最后,是训练“拉平和下沉控制”。可以参考30英尺无线电高度喊话,来进行拉平练习,根据个体反应差异,可以略提前进行拉平动作,无线电高度语音喊话仅作为辅助手段,从而建立离地高度和下沉变化的直观感受。需要提醒飞行员进行正确的视线转移,强调利用“余光”、地面的冲击等来感知下沉,也可以使用模拟机PLOT页面进行拉平速率、姿态和拉平曲线的讲评。
空客320机型下降到无线电高度50英尺时,飞机姿态“冻结”,并以此作为姿态基准。当飞机下降通过无线电高度30英尺时,飞机自动“低头”,8秒内“低头”到-2度,这是此型号飞机独有的特点。
按手册要求,飞机在无线电高度30英尺时,应该是“拉开始”高度,这和传统飞机的区别在于———传统飞机“拉杆”只是完成“拉平”动作,而320则兼负两项任务,即“拉杆”=“拉平”+“遏制飞机低头影响”。如果没有认识到这个特点,就有可能出现“拉杆量不足”或者“拉杆晚”,从而导致“下沉快”,或者“拉平低”,或者教员不得不上手“抽一杆”。正常应该是“拉杆下沉”,拉着杆控制飞机下沉,而不是“马后炮”似的,,出现了低头效应、下沉量变大之后,再追着下沉去拉杆。
所以,建议拉开始时机可以确定在无线电高度40英尺,也即是50英尺进跑道,或者无线电高度报“50”之后的一秒(默念1、2),即启动拉开始,见图八。拉平模式完全生效时,应该在40英尺左右。
飞机飞越跑道入口时,应有合适的能量和配平(姿态、速度、油门、高度等稳定状况),以及准确的水平和下滑航迹,这是做好着陆的基础。
飞行员需要根据飞越跑道入口时下降率的不同,选择不同的拉开始时机(具体数值参考机型手册确定)。如果入口时下降率较大,就需要提早拉开始;反之,如果入口时下降率较小,就需要推迟拉开始时机。
拉开始时,再根据飞机下沉的快慢增加俯仰姿态,而拉开始的动作应该柔和。俯仰操纵的杆量应根据最后进近速度/下降率的大小稍做调整。操纵的重点是逐渐减缓飞机的下降率,并随着能量的减小逐渐增加俯仰姿态,理想状态下,接地时油门应在慢车位。同时避免接地瞬间过大的杆量输入,此操纵极易导致飞机弹跳和过载。具体收油门和姿态控制动作,应遵守机型手册要求,并根据实际气象环境进行调整。
图九
上图中标红的“退出(退一点)”和“绷住(绷点)”,容易造成误解,并不适用。
1.样本数据
标准动作的确定,可以借助QAR,提取合乎规范的50、40、30、20、10、5、0英尺时的姿态、拉杆量、轨迹角及下沉率。并以此作为样板,作为着陆拉平及后续提升的依据。
2.培训
理论培训时,应强调“注意力分配+视线转移+判断重点+正常操纵+偏差修正”。
3.强化训练
模拟机培训时,应注意:
(1)正常训练(强调:注意力分配+视线转移+判断重点+正常操纵+偏差修正);
(2)偏差训练(五边灵活设置,增强控制飞机惯性的能力)。
4.着陆偏差调查
着陆偏差调查时,应考虑“注意力分配+视线转移+判断重点+如何操纵”,不能仅根据还原QAR数据推导得出的操纵动作。如果不能综合分析,就难以真正汲取教训,也无法在未来克服这一技术难点。
目前来看,发生了着陆偏差,比如“重着陆”,个别航空公司习惯于借助QAR译码数据,倒推演绎出飞行员的操纵动作,如“拉杆量3/4”、“蹬左舵量1/3”等。这只是物理动作量的变化描述,对操纵者的主观思维、行为判断、注意力分配鲜有涉及,“只见动作不见人”。判断着陆过程是否可控,是否正常,关键是飞行员对地面印象的感知,对姿态、能量、趋势的准确判断,离开了判断谈操纵,无疑是“瞎子开车”!
“判断”+“操纵”才是正道,笔者倡导回归“SOP”飞行员,反对“QAR”飞行员(不能为了迎合QAR监控参数,曲意改变SOP操纵)!
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