淺析空中客車A320飛機(jī)的重著陸和著陸跳起
重著陸是一個(gè)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(shí)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(jī)型一刀切的做法，而將重著陸定義中的“2.0g”改為“機(jī)型規(guī)定值”。那么對于A320來講機(jī)型規(guī)定值是什么呢？
空客公司從飛機(jī)的性能出發(fā)，在《A320維護(hù)手冊》中指出：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(jī)接地時(shí)，飛機(jī)重心點(diǎn)所承受垂直加速度超過2.6g或者接地時(shí)刻垂直速度大于540fpm。以上數(shù)據(jù)是從飛機(jī)的性能要求進(jìn)行檢查的垂直過載數(shù)據(jù)，也就是飛機(jī)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(jī)的重著陸的判定，不能僅僅采用垂直過載值來衡量。因?yàn)?/span>A320飛機(jī)由于飛行數(shù)據(jù)記錄器和過載傳感器設(shè)計(jì)上的考慮，垂直過載值難于準(zhǔn)確把握，它受飛機(jī)的重量、重心、配載、飛行姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)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(dòng)力特性等諸多因素的影響。
對于A320飛機(jī)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(jī)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(shí)垂直下降率大于500英尺/分，這種著陸定義為重著陸?？梢钥闯鲲w行品質(zhì)監(jiān)控的定義與維護(hù)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(shí)的事件：
2006年12月某公司某航班在某機(jī)場36號跑道進(jìn)近。進(jìn)近階段飛機(jī)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(jī)在決斷高度附近時(shí)，PF以目視做參考。飛機(jī)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(shí)達(dá)到V/S-800ft。然而在飛機(jī)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(shí)帶桿減少下降率，而是忙于對飛機(jī)航道的修正，導(dǎo)致飛機(jī)偏低，大下降率且?guī)露冗M(jìn)入跑道，飛機(jī)過跑道頭表高237 ft。飛機(jī)在30 ftAGL的俯仰姿態(tài)自動(dòng)減小，同時(shí)飛機(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)從急劇下降中有效改出，并且導(dǎo)致飛機(jī)接地時(shí)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(gè)基本錯(cuò)誤動(dòng)作：一是短五邊反復(fù)修正坡度（大家俗稱炒飛機(jī)）；二是低高度穩(wěn)桿。
空客尚未頒布《A320飛機(jī)機(jī)組訓(xùn)練手冊》（FCTM）中對于拉平有以下相關(guān)動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)飛機(jī)通過50英尺無線電高度時(shí)自動(dòng)配平中止，俯仰模式變?yōu)槔侥Ｊ?。事?shí)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(jī)動(dòng)。在50英尺時(shí)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(shí)系統(tǒng)開始減小俯仰姿態(tài)，在8秒內(nèi)減小至機(jī)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(jī)保持原有航跡。這樣一來拉平技巧就非常傳統(tǒng)了。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(gè)高度會(huì)隨著各種因素的不同而不同，如重量、下降率、風(fēng)等等），此時(shí)在側(cè)桿上逐漸施加和增加帶桿力量。在20英尺系統(tǒng)會(huì)提供一個(gè)“retard”的自動(dòng)喊話來提醒飛行員收油門桿，它是一個(gè)提醒而不是命令，飛行員可以根據(jù)實(shí)際下沉情況來決定收油門時(shí)機(jī)。為了準(zhǔn)確體會(huì)拉平過程中飛機(jī)的下沉以及飛機(jī)相對地面的位置，飛行員應(yīng)該將視線前移。典型整個(gè)拉平過程中飛機(jī)姿態(tài)的增量應(yīng)該為4度左右，從而使得飛機(jī)拉平后軌跡一般比進(jìn)近下滑軌跡減小1度左右同時(shí)飛機(jī)速度減小約10海里。這就意味著接地時(shí)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，系統(tǒng)一般會(huì)在30英尺左右開始驅(qū)動(dòng)一個(gè)下俯力矩，同時(shí)由于20英尺左右時(shí)收油門產(chǎn)生的氣動(dòng)效應(yīng)，機(jī)頭更容易出現(xiàn)自然地下俯，這一點(diǎn)在A321這種長機(jī)身的飛機(jī)上更為明顯，如果機(jī)組不能按照手冊的要求將姿態(tài)增加，或者說帶住機(jī)頭的話，隨著油門的繼續(xù)減少，飛機(jī)下降率將明顯增加。如果出現(xiàn)大下降率后機(jī)組才采取快速帶桿的動(dòng)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(dòng)原理分析，著陸時(shí)，飛機(jī)進(jìn)入地面效應(yīng)范圍，因?yàn)榈孛鎸σ砑鉁u的屏蔽作用使得下洗角減小，飛機(jī)有低頭趨勢，并且著陸時(shí)伴隨油門的減小，也使得抬頭力矩減小，從而使飛機(jī)的低頭趨勢更加明顯，此時(shí)如果飛行員沒有適度的帶住桿，就會(huì)造成飛機(jī)姿態(tài)小，下沉率大，而導(dǎo)致著陸偏重。
更為重要的是飛機(jī)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(jī)在50英尺時(shí)處于一個(gè)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(xiǎn)，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(jī)帶大推力接地的話就有可能造成更危險(xiǎn)的著陸跳起，這點(diǎn)我們將在第二部分中分析。
我們再來看看另一個(gè)造成重著陸的推動(dòng)因素——坡度的不穩(wěn)定。
電傳飛機(jī)在正常法則情況下，橫滾操縱是由桿的輸入信號傳送給計(jì)算機(jī)，然后由計(jì)算機(jī)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(huì)一直產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，坡度就會(huì)一直增大，增大到保護(hù)的坡度為止。
另外飛機(jī)的操縱和舵面的形成有一定的滯后時(shí)間的，傳統(tǒng)飛機(jī)的副翼可以滯后1秒以上，方向舵滯后2秒以上，電傳飛機(jī)的舵面從一個(gè)方向全偏轉(zhuǎn)到另一個(gè)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(jī)不穩(wěn)定時(shí)，飛行員可能由于操縱不當(dāng)反而加劇了飛機(jī)的不穩(wěn)定，這就是飛行員的誘導(dǎo)震蕩。另外，A320飛機(jī)的指引針?biāo)傅氖秋w機(jī)“航跡的指引”，而不是“操縱指引”，指引針是指引飛機(jī)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(huì)造成修正過量，必然會(huì)形成“飛行員誘導(dǎo)震蕩”，這也是有些剛接觸A320飛機(jī)的飛行員常感到操縱飛機(jī)還不如不操縱時(shí)穩(wěn)定的原因。
以上事件中PF在此進(jìn)近過程當(dāng)中一直對側(cè)桿進(jìn)行輸入，不自覺的使飛機(jī)左右?guī)露?，讓飛機(jī)偏離了正常的航道，從而導(dǎo)致PF對飛機(jī)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(jī)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(gè)殺手——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(dòng)力學(xué)方面簡要分析一下。
相關(guān)資料顯示，現(xiàn)代飛機(jī)著陸跳躍過程中，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(dòng)原理分析，一般來說當(dāng)飛機(jī)以小姿態(tài)大下沉率偏重著陸時(shí)，落地后升力加起落架彈力重新大于飛機(jī)重力，飛機(jī)就會(huì)“跳起”；另一個(gè)容易被忽視的原因則是飛行員過分追求輕，收油門時(shí)機(jī)晚，在開始接地時(shí)一直保持高于慢車的推力，使得接地后減速板不能及時(shí)放出，升力使飛機(jī)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，如果處置不當(dāng)，使得人的反應(yīng)與飛機(jī)的跳躍發(fā)生“共振”時(shí)，即可在很短時(shí)間內(nèi)使飛機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞，為什么會(huì)有這種共振產(chǎn)生呢？我們有必要先了解飛機(jī)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)代客機(jī)通常設(shè)計(jì)為具有靜穩(wěn)定性，也就是飛機(jī)本身在受到外界擾動(dòng)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(jī)被設(shè)計(jì)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)：
在這個(gè)系統(tǒng)中人或自動(dòng)器被設(shè)計(jì)成負(fù)反饋裝置，使飛機(jī)這個(gè)系統(tǒng)最終恢復(fù)穩(wěn)定，但如果人或自動(dòng)器偏離了設(shè)計(jì)工作條件，就會(huì)起到正反饋的作用，使系統(tǒng)震蕩不僅不會(huì)收斂，還會(huì)相反變成發(fā)散，使小擾動(dòng)發(fā)展為大擾動(dòng)，這就是在著陸跳躍時(shí)飛行員最經(jīng)常會(huì)犯的錯(cuò)誤。
那為什么著陸階段飛行員更容易犯這樣的錯(cuò)誤呢？我們再看一個(gè)公式：
Mz=mzqbAS
Mz=俯仰氣動(dòng)力矩，mz=俯仰氣動(dòng)力矩系數(shù)，q=動(dòng)壓，bA=機(jī)翼平均空氣動(dòng)力弦長，S=機(jī)翼面積
對于已經(jīng)設(shè)計(jì)好的飛機(jī)，影響Mz的就是q，也就是動(dòng)壓，而動(dòng)壓與空氣密度以及飛行速度的平方呈正比，所以飛機(jī)在高高度或小速度時(shí)穩(wěn)定性降低，那意味著在進(jìn)近過程中飛機(jī)受外界干擾的機(jī)會(huì)增加。飛機(jī)受外界擾動(dòng)后恢復(fù)平衡的過程很復(fù)雜，可看作兩個(gè)震蕩運(yùn)動(dòng)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(jī)。
飛機(jī)在著陸拉平階段，高度低地效強(qiáng)，當(dāng)發(fā)生跳躍后，飛機(jī)離地高度升高，地效減弱，下洗角增大，飛機(jī)有抬頭趨勢，加強(qiáng)了跳起勢頭，此時(shí)飛行員的典型反應(yīng)是反向頂桿。而飛機(jī)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(dòng)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(jī)嚴(yán)重受損或擦機(jī)尾。
全體飛行員腦中必須明確《A320 FCTM》中的以下概念：如果飛機(jī)跳躍，應(yīng)保持或重新建立正常的著陸姿態(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(shí)，進(jìn)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?yàn)閺?fù)飛過程中可能會(huì)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(shí)可能會(huì)在再次接地時(shí)造成擦機(jī)尾或重著陸。
三、重著陸與感覺
此外，有時(shí)候，覺得很重的著陸其實(shí)不重，這又是為什么呢？其實(shí)我們對落地的感覺并不一定真實(shí)有幾個(gè)因素會(huì)產(chǎn)生影響
1.側(cè)向過載，如果接地時(shí)飛機(jī)帶側(cè)滑落地的感覺就會(huì)比較重
2.飛機(jī)自重，飛機(jī)在自重很輕的情況下落地給人的感覺會(huì)更重
3.道面狀況，這點(diǎn)不必多說，睡硬板床和席夢思當(dāng)然不一樣嘍
正是因?yàn)橐陨衔覀兎治龅?/span>A320飛機(jī)拉平模式的特點(diǎn)，在實(shí)際飛行中我們才要采取相應(yīng)的方法來完成一個(gè)正常的落地。
首先，我們應(yīng)該努力控制好50FT（跑道入口）飛機(jī)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(jī)在G/S上，沒有坡度，這樣才能給計(jì)算機(jī)一個(gè)好地拉平模式的基準(zhǔn)，進(jìn)而能大大提高做一個(gè)漂亮落地的幾率。
其次，在50FT的時(shí)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平高或平飄長的修正準(zhǔn)備；如果穩(wěn)了桿就要提早和增大拉平量。帶桿的時(shí)機(jī)會(huì)隨個(gè)人的習(xí)慣稍有區(qū)別但大約是在30FT左右，柔和的帶桿，下沉正常時(shí)在不晚于20FT收油門，防止A/THR為追速度而增加推力造成不必要的平飄過長。保持拉平曲線直至飛機(jī)飛向接地點(diǎn)。
第三，在飛機(jī)接地后使用反推會(huì)造成機(jī)頭上仰，不要穩(wěn)桿去制止它，會(huì)造成前輪接地過載大，也不要松桿更不要帶桿，只需要順勢放下前輪就好。
以上講的是我們執(zhí)飛A320短短一年來的對于如何著陸，如何避免重著陸的一些體會(huì)。算是拋磚引玉吧，請大家多多批評指正。（作者：程征）
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