如何正确实施中断起飞

如何正确实施中断起飞

——东航股份飞行技术管理部 高德 王虎

在2022年初空客公司最新发布的全球事故统计分析中，冲/偏出跑道类事故RE（Runway Excursion）在民航业发生的全损事故中高居第一（图一）。

图一 最近10年全损事故数据

正确地实施中断起飞可以减少冲/偏出跑道类事故，本文将以飞行员视角对于中断起飞的相关飞行技术要点进行论述。

据不完全统计，每3000次起飞中就有一次中断起飞。

现有数据表明，超过75%的中断起飞是以80节或更低的速度开始实施的，这些中断起飞几乎不会导致事故。

低速中断比高速中断更安全，要求也更低。在极端情况下，大约2%的中断起飞是在120节以上的速度开始实施。冲/偏出跑道事件和事故主要源于这些高速中断（图二）。

图二 实施中断起飞的速度分布

在A330机型手册中将起飞滑跑分为低速阶段（飞机速度小于100kt）和高速阶段（飞机速度大于100kt）。

注：100kt并不是决定性的速度，其目的是为了帮助机长决断，避免在高速时执行不必要的中断起飞。

1. 相关概念

VMCG：在起飞滑跑期间关键发动机突然停车时，飞机仍然可以控制的地面最小操纵速度。

VEF：假定关键发动机失效时的校正空速；VEF不得小于VMCG；V1必须大于VEF，且V1和VEF通常间隔为1秒。

V1：机组能够决定中断起飞的最大速度，并且可以保证将飞机停在跑道的限制范围内。

VMBE：在最大起飞重量下执行中断起飞时，刹车能够吸收最大能量的地面速度，称为最大刹车能量速度；V1必须小于VMBE。

上述各速度之间的关系：VMCG≤VEF≤V1≤VMBE。

2. V1的典型误区

一个典型的误区是认为V1是开始决断的速度。虽然V1通常称为起飞决断速度，但这是有误导性的，因为V1不是决断的起点，而是终点。即飞行机组必须在飞机到达V1之前就已完成决断，在不超过V1时就做出中断起飞的第一个减速动作。

据统计在约55%的中断起飞事故中都是在V1后才开始进行中断动作。图三指出在没有STOP MARGIN（实施中断起飞后剩余的跑道长度）的情况下，飞机将会以大速度冲出跑道末端（在最大起飞重量下接近V1的加速度通常为4到8 kt/s）。

图三 V1后开始中断动作所带来的影响

3.不遵守V1操作的后果

遵守V1的操作，即是满足法规的要求，也是安全起飞的保障。

在V1前，如果发生发动机故障时错误地选择继续起飞，可能由于速度低于VMCG导致飞机失控而冲/偏出跑道；或者在跑道末端无法起飞/越障。

在V1后，如果错误地选择中断起飞，可能会没有STOP MARGIN来停下飞机，从而导致冲/偏出跑道；或者超过VMBE，导致机轮起火。

1.影响成功率的因素

经验表明，如果在起飞距离受ASD限制（加速停止距离）时进行中断起飞，即使前期完成了正确的性能计算，同时在V1做出了中断动作，但是后果也可能是危险的。

某些因素会降低中断起飞成功率，比如：

(a)  轮胎破损；

(b)  刹车磨损或工作不正常；

(c)  未完全使用刹车；

(d)  全重计算有误；

(e)  性能计算错误；

(f)  不正确的对准跑道技术；

(g)  初始刹车温度；

(h)  延迟执行中断程序；

(i)  跑道刹车系数低于预期值。

2. 常见的中断起飞原因分类

3. 影响高速阶段中断起飞的因素

(a)  故障的严重程度；

(b)  飞机速度；

(c)  大气条件；

(d)  跑道特性及条件；

(e)  在MEL和/或CDL下影响加速或减速性能。

4. 影响中断或继续起飞的决策过程的因素

(a)  有限的决策时间；

(b)  识别非预期情况的时间(即不常见或罕见的情况）；

(c)  未能理解起飞滑跑过程中可能出现的问题的性质；

(d)  不遵守已公布的标准喊话(如80kt前喊出“推力调定”，“速度100kt”，“V1”等标准喊话）；

(e)  机组之间的配合；

(f)  不完整或不充分的起飞简令。

中断起飞的决断是机长的职责，且应当在V1前作出决断。

注：V1的喊话优先于其他任何喊话。

在整个起飞滑跑期间，决断是一个在“中断”或“继续”之间动态权衡的过程，相同的故障在不同的速度条件下可能会有不同的最佳选择，但总体而言，随着速度的增加，机长应该越来越侧重于“继续”（图四）。

图四 动态权衡的决断过程

1.决断节点

为帮助机长正确做出决断，将整个起飞滑跑过程分为了以下主要节点：

(a)  低于100 kt时：

中断起飞的决断可由机长根据情况自行作出。

如果有任何ECAM警告/警戒被触发，机长应该认真考虑中断起飞。

注：在飞机大于80kt时，不重要的警戒/警告被ECAM抑制了，几乎只保留了与发动机和飞行操纵系统相关且对起飞安全构成重大影响的故障告警，例如，

F/CTL L+R ELEV FAULT

ENG 1(2) FAIL

ENG 1(2) OIL LO PR

(b)  大于100 kt但小于V1：

在此速度区间中断起飞是一件严肃的事情，特别是在湿滑跑道上。

如果速度接近V1，可能会导致危险情况发生。在此速度区间，机长应该树立"继续起飞"意识，并且只有在下列极少数情况下，需执行中断起飞：

(1)  火警或严重损坏；

(2)  发动机推力突然失去；

(3)  故障或条件明确无误地表明飞机不能安全飞行；

(4)  任何红色ECAM告警。

注1：不要因超出EGT红线或前起落架振动而做出在100 kt以上中断起飞的决断。

注2：在V1-20 kt到V1之间轮胎故障时：除非是轮胎的碎片引起严重的发动机异常，否则最好继续起飞离地，减少燃油载量，并使用全跑道着陆（图五）。

图五 因轮胎故障而继续或中断起飞的裕度

(c)  大于V1：

必须继续起飞，因为在剩余的跑道上可能无法停住飞机。

虽然在飞机FWC中已预设了大部分可能出现的故障，但在实际飞行时，仍会存在一些ECAM未能识别/提示的故障（例如飞机方向的突然跑偏）。所以在整个起飞滑跑过程中，飞行机组应当优先控制飞机状态，根据实际飞机状况进行决断和操作，并且需要注意以下方面：

1.操作要点

禁止手轮双输入；禁止同时使用手轮和脚蹬混合控制滑跑方向；PM需防止无意识的手轮介入。

如实施中断起飞：

(a)  在高速时，通过方向舵控制方向。随着速度减小，前轮转弯开始生效（图六），但是在到达滑行速度之前，不要使用手轮。

图六 操纵设备和前轮转弯的关系

(b)  在低速时，飞机的方向控制更加困难（尤其是在湿跑道和污染跑道上），如果使用差动刹车（必要时），PF要完全松开预计转弯方向相反一侧的踏板。

(c)  在出现方向控制问题时，尤其在侧风条件下，应首先考虑将反推收到慢车（图七）。

图七 反推对飞机方向控制的影响

(d)  如果自动刹车不工作或在72kt前中断起飞(自动刹车未激活且扰流板未放出)，PF同时减少推力并将两个刹车踏板踩到底(防滞功能正常情况下)。如果自动刹车工作，PF不要踩刹车踏板。

注：在实施中断起飞时，目标是安全而不是舒适度。历史上曾出现过多次飞行员试图根据飞机当前的速度来判断剩余跑道而没有将刹车踏板踩到底，但由于存在橡胶沉淀物等原因造成刹车能力下降，导致实际刹车距离远大于预期，在本可以安全停下的条件下冲/偏出跑道。

(e)  在实施中断起飞后，飞行机组首先应当确认当前状况，只有证实无需撤离且这样做很安全的时候再考虑脱离跑道。

注：对于火警或其他对乘客造成重大危险的状况，应急撤离的每一秒都很重要。

2.监控要点

PM在起飞滑跑过程中对各仪表的监控作用是至关重要的，PM应当持续完成以下工作：

·  及时执行标准喊话

·  及时准确地监控推力参数；

·  报出飞机的相关状况和飞机控制；

·  监控/识别任何异常情况。

在起飞滑跑过程中，PM尤其需要关注指示空速，其有助于飞行机组在低速阶段能够第一时间正确地识别故障并实施中断起飞：

·  通过发现不寻常的速度趋势，可以尽早识别风切变现象。

·  通过各仪表（两部PFD和ISIS）的速度比对，可以尽早识别不可靠空速指示（图八）。

图八 不可靠空速指示的案例

飞行机组良好的威胁和差错管理能力可以增加中断起飞的安全余度，包括但不限于以下方面：

1.优化起飞性能计算

在使用空客FLYSMART进行起飞性能计算时，飞行机组应当主动分析限制代码，理解不同数据结合当前飞行条件下的主要风险，按需调整起飞形态和/或起飞推力，以增加安全余度。

飞机在大重量时V1通常较大，机组在确定性能时应当特别关注STOP MARGIN 以及初始起飞前的刹车温度（和VMBE有直接关系）。

飞机在小重量时V1通常较小，机组在确定性能时应当特别关注侧风、湿/污染/窄跑道的影响，以及VR大小。

例1：在机场ATIS报告风向不定时，机组确认了可能的顺风影响（图九）。

图九 顺风增加5kt后的数据变化

例2：在大侧风和湿跑道条件下，飞行机组可以通过改变起飞形态和/或调整灵活温度等方法来适度地增加VMCG（图十）。

图十 改变起飞形态后的数据变化

2.起飞简令

在每一次起飞简令中考虑相关的威胁，并且按需制定必要的缓解措施，包括但不限于以下方面（仅针对起飞滑跑阶段）：

真实航班中的飞行始终需要多维度、多层次、全方面的综合考虑。

在模拟机训练以及审定飞机性能（如V1）的相关试飞时，飞行员已有中断起飞的预期，其对故障识别的准确性、及时性和心理状态与真实航班具有巨大的差异，加之飞行条件的意外变化（如顺风增加、刹车效应变差等），导致在真实航班中飞行机组实施中断起飞的真实表现普遍会差于理论值。

所以，飞行机组能够正确实施中断起飞的关键在于：

参考文献

1.《FCOM》（A330机型）

2.《FCTM》（A330机型）

3.《Pilot Guide to Takeoff Safety》（FAA）

4.《Control your speed at take-off》（Airbus Safety first #18 July 2014）

5.《Revisiting the “Stop or Go” Decision》（Airbus Flight Operations Briefing Notes）

6.《A Statistical Analysis of Commercial Aviation Accidents 1958-2020》（Airbus）

7.《getting to grips with aircraft performance》（Airbus）

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