無線電高度表總結(jié)
2009年2月25日，一架土耳其航空波音737-800型客機(jī)執(zhí)行TK1951號(hào)航班，該航班是從土耳其伊斯坦布爾阿塔圖爾克國(guó)際機(jī)場(chǎng)飛往荷蘭阿姆斯特丹史基浦機(jī)場(chǎng)的國(guó)際航班，因左側(cè)無線電高度表故障，導(dǎo)致客機(jī)在史基輔機(jī)場(chǎng)附近1.5公里處墜毀，事故共導(dǎo)致9人遇難，120人受傷。
調(diào)查員查閱飛行數(shù)據(jù)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)，TK1951號(hào)航班在墜毀前2分鐘，發(fā)動(dòng)機(jī)就已經(jīng)處于進(jìn)近慢車狀態(tài)。TK1951號(hào)航班直到最后發(fā)動(dòng)機(jī)推力才被加大，但為時(shí)已晚，飛機(jī)重重地拍在地面上，斷成三節(jié)。
進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，TK1951號(hào)航班客機(jī)的無線電高度表故障以后，數(shù)據(jù)一直停留在-8英尺，這也直接導(dǎo)致自動(dòng)油門控制系統(tǒng)做出錯(cuò)誤指令，無線電高度表故障是整個(gè)事故的起因。
為此，波音專門發(fā)布了飛行運(yùn)行技術(shù)通告FOTB737-09-2，歐洲航空安全局EASA也發(fā)布了類似的通告EASA SIB No: 2009 – 12。
在業(yè)內(nèi)，無線電高度表系統(tǒng)故障是比較常見的，不要小看這種故障，由于它對(duì)多個(gè)系統(tǒng)提供必不可少的支持，它的故障會(huì)在實(shí)際飛行中，尤其是低高度的飛行關(guān)鍵階段，給飛行機(jī)組帶來操縱上的極大干擾。
民航飛機(jī)上的無線電高度表一般為低高度無線電高度表（LRRA），測(cè)量范圍為-20到2500英尺，通常在飛機(jī)進(jìn)近著陸階段使用，測(cè)量的是飛機(jī)距離地面的真實(shí)高度。無線電高度表應(yīng)使地面成漫反射，而不是鏡面反射，這樣在飛機(jī)傾斜或俯仰變化時(shí)也能接收到地面反射信號(hào)。
公司機(jī)隊(duì)的B737NG飛機(jī)上面安裝有調(diào)頻式無線電高度表（頻率測(cè)距）。發(fā)射機(jī)通過天線向地面發(fā)射連續(xù)調(diào)頻波，經(jīng)地面反射被飛機(jī)接收機(jī)接收，測(cè)量電波往返傳播的時(shí)間T，電波傳播速度是常數(shù)，這樣便可求出飛機(jī)的離地高度。
了解了無線電高度表的測(cè)高原理之后，我們來看下系統(tǒng)組成及功能，B737NG飛機(jī)有兩套無線電高度表，每套無線電高度表包括一部收發(fā)機(jī)和兩部天線。為了區(qū)別兩套系統(tǒng)的無線電波，不使其發(fā)生混淆，收發(fā)機(jī)背面設(shè)計(jì)有系統(tǒng)選擇銷釘，該銷釘用來區(qū)分左右系統(tǒng)及選擇無線電波的調(diào)制率。系統(tǒng)1的無線電波調(diào)制率是145HZ，系統(tǒng)2的調(diào)制率是155HZ。收發(fā)機(jī)1的電源是來自1號(hào)交流轉(zhuǎn)換匯流條的115伏交流電，收發(fā)機(jī)2的電源是來自2號(hào)交流轉(zhuǎn)換匯流條的115伏交流電。
無線電高度表獲取的高度值和信號(hào)的有效性由收發(fā)機(jī)送往兩條數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線1的數(shù)據(jù)送到FCC和自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)總線2的數(shù)據(jù)送到近地警告系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、TCAS計(jì)算機(jī)、數(shù)字飛行數(shù)據(jù)采集組件DFDAU、WXR收發(fā)機(jī)及DEU。正常情況下，系統(tǒng)1的高度值由DEU1控制顯示在機(jī)長(zhǎng)側(cè)顯示組件DU上，系統(tǒng)2的高度值由DEU2控制顯示在副駕駛側(cè)DU上。無線電高度系統(tǒng)故障可能會(huì)觸發(fā)一系列的故障。
無線電高度表地面放行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是-6～-2（源自波音手冊(cè):Make sure that -4±2 feet radio altitude shows on the captain’s and first officer’s EFIS displays.）
下面來說一下無線電高度表數(shù)值在駕駛艙的顯示，無線電高度值顯示在PFD上，為白色數(shù)字，高度值在2500英尺以上不顯示。2500英尺～500英尺，更新增量是20英尺，500英尺～100英尺，更新增量是10英尺，100英尺～-20英尺，更新增量是2英尺。0到1000英尺時(shí)，白色數(shù)字會(huì)被一圈刻度盤包圍，刻度盤的周長(zhǎng)會(huì)隨著飛機(jī)飛行高度的減小（增大）而減少（增加）。
無線電高度表主要與下面這五個(gè)系統(tǒng)有關(guān)系: 自動(dòng)油門系統(tǒng)，氣象雷達(dá)，近地警告系統(tǒng)，TCAS，F(xiàn)CC。接下來將分別闡述無線電高度數(shù)據(jù)如何對(duì)這五個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行支持。
自動(dòng)油門系統(tǒng)：
自動(dòng)油門將無線電高度數(shù)值用于起飛/復(fù)飛計(jì)算和自動(dòng)油門點(diǎn)火計(jì)算。
機(jī)長(zhǎng)一側(cè)的無線電高度表收/發(fā)器向自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)傳送無線電高度，自動(dòng)油門使用該數(shù)據(jù)來確定進(jìn)近期間的控制定律增益以及作為備用的拉平回收（油門）。
進(jìn)近期間，無線電高度表（RA）向自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)傳送無線電高度數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)在低于2000英尺時(shí)用于預(yù)位復(fù)飛方式，在拉平RETARD 方式中將油門桿回收到慢車位用于著陸。
自動(dòng)油門預(yù)位電門在預(yù)位（ARM）位時(shí)，在下列情況下，自動(dòng)油門復(fù)飛方式預(yù)位：
1.下降到無線電高度2000英尺以下時(shí)；
2.高于無線電高度2000英尺且襟翼未收上或 G/S 截獲；
3.無論 AFDS 是否接通。
拉平回收:在進(jìn)近期間處于下滑道上，自動(dòng)油門方式是 MCP 速度，在 50 英尺無線電高度，DFCS開始拉平機(jī)動(dòng)到接地并向自動(dòng)油門計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)拉平離散，拉平在 FMA 上顯示為有效的 DFCS 俯仰方式。在 DFCS拉平期間，自動(dòng)油門維持在 MCP 速度方式直到無線電高度為24英尺，然后給出拉平回收指令，油門桿移動(dòng)到后止動(dòng)。
下列這些是拉平期間的指示：
1.自動(dòng)油門方式從 MCP 速度變?yōu)榛厥眨?/span>
2.自動(dòng)油門方式燈滅。
如果 DFCS 沒有在進(jìn)近銜接，如果在MCP 速度方式在下滑道上并且襟翼超過 12.5 度，則自動(dòng)油門在無線電高度為27英尺進(jìn)到拉平回收。
如果無法獲取到有效的無線電高度數(shù)值，當(dāng)無線電高度2000英尺以下時(shí)或高于無線電高度2000英尺且襟翼未收上或 G/S 截獲，即便指引在ON位，此時(shí)按壓TO/GA電門，也無法激活復(fù)飛方式。在自動(dòng)著陸拉平期間，自動(dòng)油門無法獲取無線電高度為24 英尺的時(shí)機(jī)，也就無法給出拉平回收指令。如果在起飛過程中無法獲取到有效的無線電高度數(shù)值，自動(dòng)油門方式將保持在ARM方式，在到達(dá)目標(biāo)高度時(shí)要及時(shí)收油門，防止超速。
TK1951號(hào)航班的事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故飛機(jī)在之前的航班飛行中也出現(xiàn)過一模一樣的故障現(xiàn)象，但由于當(dāng)班機(jī)組發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)改為手動(dòng)飛行，沒有造成更大的影響。
氣象雷達(dá)：
氣象雷達(dá)使用無線電高度來開啟或關(guān)閉風(fēng)切變預(yù)測(cè)功能和啟動(dòng)/禁止顯示和警告功能。
當(dāng)油門桿調(diào)定為起飛推力，即使發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車或IRS沒有校準(zhǔn)，或在空中低于無線電高度2300英尺（視氣象雷達(dá)類型不同也可能是1800英尺），PWS功能開啟，低于無線電高度1200英尺時(shí)發(fā)出預(yù)測(cè)風(fēng)切變報(bào)警。
PWS報(bào)警區(qū)域
起飛和著陸過程中，新的預(yù)測(cè)風(fēng)切變警戒在80海里/小時(shí)和400英尺無線電高度之間被抑制，新的警告報(bào)警在100海里/小時(shí)和50英尺的無線電高度之間被抑制。這些抑制不能消除現(xiàn)有的預(yù)測(cè)風(fēng)切變報(bào)警。如果警告/警戒事件出現(xiàn)在那些邊界前，警告/警戒將會(huì)保留在顯示上且會(huì)出現(xiàn)完整的音響喊話。
起飛預(yù)測(cè)風(fēng)切變警告
進(jìn)近預(yù)測(cè)風(fēng)切變警告
總的來說，如果無法獲取到有效的無線電高度數(shù)值，則無預(yù)測(cè)風(fēng)切變功能，直觀顯示為PWS FAIL，氣象雷達(dá)無法根據(jù)無線電高度邏輯來自動(dòng)開啟和關(guān)閉PWS。
GPWS：
GPWS將左側(cè)無線電高度用于它的近地提醒和警告邏輯計(jì)算，如果左側(cè)無線電高度數(shù)據(jù)無法獲取，則使用右側(cè)無線電高度。
EGPWS有七大基本功能，分別是下降率過大、地形接近率過大、起飛后掉高度、不安全的離地高度、低于下滑道偏離過大、咨詢報(bào)出、風(fēng)切變報(bào)警。無線電高度表全程參與了這七大基本功能的實(shí)現(xiàn)。在EGPWS-210型號(hào)和以后的型號(hào)中,EGPWS根據(jù)計(jì)算的離地高度(假的無線電高度)來執(zhí)行無線電高度的合理性檢查，從幾何高度中減去飛機(jī)下方地形的標(biāo)高數(shù)據(jù)庫(kù) 得出計(jì)算的離地高度，當(dāng)指示的無線電高度低于計(jì)算的離地高度2000英尺以上時(shí)，認(rèn)為該無線電高度是不合理的，這種特征減少了由于錯(cuò)誤的跟蹤無線電高度而導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤報(bào)警的可能性。
方式1：下降率過大
可以在無線電高度表2450英尺至10英尺之間的一定情況下發(fā)出警戒或警告，形式取決于無線電高度和下降速率。首先發(fā)出提醒，如果下降速率不減少，則變?yōu)榫妗?/span>
方式2：地形接近率過大
方式2A 發(fā)生于空速小于220 海里/時(shí)且無線電高度在1650-30英尺之間時(shí)，當(dāng)空速為220-310 海里/時(shí)時(shí)無線電高度頂限增加到2450英尺。
方式2B可以發(fā)生于無線電高度在789-30英尺之間時(shí)，而其低限為30-600英尺之間變化。GPWC 利用襟翼位置和高度下降速率去計(jì)算低限。
方式3：起飛后掉高度
在無線電高度表1500英尺至30英尺之間的一定情況下發(fā)出警告。
飛機(jī)在起飛后或者飛機(jī)起落架或襟翼不在著陸構(gòu)型的情況下進(jìn)行低高度(小于245英尺AGL，依據(jù)機(jī)型而定)復(fù)飛時(shí)明顯掉高度提供報(bào)警。在給出報(bào)警之前允許掉多少高度依據(jù)飛機(jī)高于地形的高而定，如下所示。起飛后或者低高度復(fù)飛時(shí)明顯掉高度將激發(fā)EGPWS的警戒燈光和語音報(bào)警信息“DON’T SINK,DON’T SINK”(不要下降，不要下降)。
方式4：不安全的離地高度
方式4 警戒發(fā)生于高度1000-30英尺間，在低空速時(shí)對(duì)方式4A 和4B 的高度限值更低。
方式4A 警戒發(fā)生于起落架未放下但飛機(jī)已低于高度限值。當(dāng)空速低于190 海里/時(shí)，方式4A 的高度限值為500英尺，當(dāng)較高空速時(shí)，高度限值為1000英尺，方式4A 的語音信息為太低、起落架（TOO LOW GEAR），當(dāng)空速大于190 海里/里，則語音信息變?yōu)樘汀⒌匦危═OO LOW TERRAIN）。
方式4B 警戒發(fā)生于起落架已放下，但襟翼不在著陸形態(tài)（著陸形態(tài)下襟翼位置應(yīng)為30個(gè)單位或以上），且飛機(jī)低于高度限值。方式4B 的高度限值在空速低于159（海里/時(shí)）時(shí)，為245英尺，在較高空速時(shí)為1000英尺，方式4B 的語音信息為太低、襟翼（TOO LOW TLAPS），當(dāng)空速大于159（海里/時(shí)）時(shí)，語音信息變?yōu)樘?、地形（TOO LOW TERRAIN）。
公司分別在2015年和2017年發(fā)生了因?yàn)楹缶壗笠砜ㄗ柙?5左右而導(dǎo)致的差錯(cuò)事件，不同的是2015年的差錯(cuò)觸發(fā)的是TOO LOW FLAPS，而2017年的差錯(cuò)事件觸發(fā)的是TOO LOW TERRAIN，此處的方式4就可以解釋其中的邏輯差異。
方式5：低于下滑道偏離過大
警戒可以在無線電高度1000-30英尺之間發(fā)生，語音信息的間隔取決于高度和下滑道偏離的大小。當(dāng)飛機(jī)高度為1000-30英尺而偏離1.3個(gè)點(diǎn)以上時(shí)發(fā)出低音量的語音，當(dāng)飛機(jī)高度低于300英尺，且偏離大于2個(gè)點(diǎn)以上時(shí)發(fā)出中等音量的語音。
下滑道取消電門允許在低于2000英尺AGL的情況下的任何時(shí)候人工取消方式5的報(bào)警。當(dāng)飛機(jī)下降到低于50英尺AGL時(shí)或者爬升到2000英尺AGL(對(duì)于目前的波音飛機(jī)為1000英尺AGL)時(shí)將自動(dòng)復(fù)位。
方式6：咨詢報(bào)出
為飛機(jī)按預(yù)訂高度提供語音報(bào)數(shù)，主要包括高度報(bào)數(shù)；最低高報(bào)告；接近最低高報(bào)告；坡度角報(bào)警。
在坡度角報(bào)警上，公司飛機(jī)有兩種選型：
一種為：當(dāng)橫滾角超過35度、40度和45度時(shí)，GPWS提供的“坡度角，坡度角（BANK ANGLE，BANK ANGLE）”音響報(bào)警響起。
另一種為：從5英尺至30英尺AGL，當(dāng)坡度角超過10度時(shí)報(bào)警響起；從30英尺至130英尺AGL，報(bào)警音在10坡度至35度坡度成線性變化；130英尺AGL以上，當(dāng)坡度角超過35，40或45度時(shí)報(bào)警響起。
方式7：風(fēng)切變報(bào)警
在起飛期間從抬前輪一直到1500英尺無線電高度，進(jìn)近過程中從無線電高度1500英尺到10英尺，只要飛機(jī)處于風(fēng)切變之中，風(fēng)切變警告將導(dǎo)致燃亮紅色的風(fēng)切變警告燈，并伴隨出現(xiàn)語音信息“WINDSHEAR, WINDSHEAR,WINDSHEAR(風(fēng)切變，風(fēng)切變，風(fēng)切變)”。
一旦相應(yīng)功能的所需數(shù)據(jù)不可用，則相應(yīng)功能受到抑制并顯示失效指示，EGPWS可能無法給出基于無線電高度數(shù)據(jù)邏輯的下降率過大報(bào)警、地形接近率過大報(bào)警、起飛后掉高度報(bào)警、不安全的離地高度報(bào)警、低于下滑道偏離過大報(bào)警、風(fēng)切變報(bào)警，可能會(huì)有相應(yīng)報(bào)警，但是邏輯可能不正確。最常見的現(xiàn)象就是GPWS無語音報(bào)高度。如果還有備用數(shù)據(jù)源，EGPWS將使用備用數(shù)據(jù)源。
TCAS:
TCAS計(jì)算機(jī)將無線電高度設(shè)定敏感等級(jí)用于迎面飛機(jī)TA/RA計(jì)算和確定入侵的飛機(jī)是否在地面上。
兩部無線電高度表都會(huì)向TCAS計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，而后者只會(huì)使用一個(gè)數(shù)據(jù)，只有當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)無效時(shí)會(huì)切換數(shù)據(jù)源，一般來說是優(yōu)先使用第一部無線電高度表的測(cè)量數(shù)據(jù)。無線電高度約1500英尺以下,增加下降率決斷提示(INCREASE DESCEND RA)被抑制,無線電高度約1100英尺以下,下降決斷提示(DESCEND RA)被抑制,無線電高度約1000英尺以下，RA被抑制.1000英尺以下在應(yīng)答機(jī)面板上選擇交通提示/決斷提示方式時(shí)僅TA方式將自動(dòng)工作,并且在導(dǎo)航顯示(ND)上顯示TCAS信息僅TA(TA ONLY),無線電高度約500英尺以下,所有TCAS語音信號(hào)被抑制。
如果沒有有效的無線電高度數(shù)據(jù)可用，ND上將顯示TCAS FAIL。
FCC:
每個(gè)FCC使用無線電高度數(shù)據(jù)計(jì)算TRIP POINT。當(dāng)RA高度小于10英尺時(shí)，F(xiàn)CC給反推控制活門組件和自動(dòng)減速板組件發(fā)送離散信號(hào)使其作動(dòng)。當(dāng)RA高度小于800英尺時(shí)，F(xiàn)CC給擾流板和起落架系統(tǒng)發(fā)送離散信號(hào)使其作動(dòng)。無線電高度表系統(tǒng)故障導(dǎo)致的飛行指引消失可能是正常航班運(yùn)行中我們遇到最多的問題了，已收到過多起機(jī)組反映的問題。
2021年2月，某機(jī)組執(zhí)行青島-大連航班，遇到此類故障。機(jī)組反映，從青島起飛以后400英尺無法接通HDG SEL方式，左座機(jī)長(zhǎng)嘗試了幾次都沒有反應(yīng)，F(xiàn)MA方式信號(hào)牌橫滾顯示空白，1000英尺以后自動(dòng)駕駛無法接通，左座機(jī)長(zhǎng)嘗試了三次才接通自動(dòng)駕駛，橫滾方式自動(dòng)顯示HDG SEL，此后爬升的時(shí)候一切正常，下降的時(shí)候在大連區(qū)域指揮標(biāo)準(zhǔn)氣壓5700米下修正海壓2100米，下降過程中左座PFD上短暫閃現(xiàn)琥珀色的RA故障旗，然后故障旗消失，后來五邊截獲航向道之后，左側(cè)無線電高度顯示消失，左側(cè)指引也消失了，過了一會(huì)無線電高度表恢復(fù)，但是指引還是沒有，此后在截獲下滑道以后大約2秒自動(dòng)駕駛斷開，左座機(jī)長(zhǎng)及時(shí)改為無指引手動(dòng)飛行，安全落地。
根據(jù)機(jī)組的反映，可以大致推斷出左側(cè)無線電高度表系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。737NG 飛行指引消失的情況在機(jī)隊(duì)很常見，通常都發(fā)生在進(jìn)近時(shí)，但是地面測(cè)試又都是正常的，很多還都沒有故障代碼。針對(duì)該種故障，波音發(fā)布了737NG-FTD-34-15002，判斷是由于無線電高度表系統(tǒng)到相應(yīng)FCC的數(shù)據(jù)瞬時(shí)中斷導(dǎo)致的。
相應(yīng)一側(cè)飛行指引消失，相應(yīng)一側(cè)自動(dòng)駕駛斷開，某些方式無法選擇，有失效-工作的自動(dòng)著陸的飛機(jī)，上DU還會(huì)出現(xiàn)琥珀色NO AUTOLAND 或NO LAND 3顯示。在地面預(yù)位LNAV, LNAV 會(huì)在FMA上閃爍，表明FCC沒有收到來自其中一個(gè)RA的無線電高度表數(shù)據(jù)。由于每個(gè)無線電高度表系統(tǒng)有兩條數(shù)據(jù)總線，如果其中一條數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)了問題，機(jī)組是看不出來無線電高度信號(hào)出現(xiàn)了異常的,但還是建議機(jī)組碰到飛行指引消失/自動(dòng)駕駛脫開時(shí)，注意觀察一下兩側(cè)的無線電高度表指示。
這里需要注意，兩部無線電高度表都失效時(shí)，自動(dòng)駕駛飛行指引系統(tǒng)在LNAV方式下，將限制最大坡度角為8度,在HDG SEL方式下，光潔形態(tài)時(shí)與所選的坡度角一致，襟翼放出時(shí)，將限制最大坡度角為8度。這將導(dǎo)致FCC無法指令有效的坡度角來執(zhí)行正確的離港和/或進(jìn)近機(jī)動(dòng)，無法將航路航道變化保持在空域限制范圍內(nèi)，可能產(chǎn)生五防類風(fēng)險(xiǎn)。
襟翼收上坡度正常
襟翼放出坡度限制8度
任何情況下水導(dǎo)坡度限制8度
以上就是無線電高度數(shù)據(jù)與這五個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系，在實(shí)際航班中，無線電高度表異?？赡懿⒉粫?huì)出現(xiàn)故障代碼，這給機(jī)務(wù)排故帶來了困難。這些情況也可能是由同軸電纜故障/損壞，或發(fā)射或接收天線故障引起的，其中任何一個(gè)都可能需要更換部件。如果是過站航班，過站時(shí)間短，機(jī)務(wù)可以先把能清除的故障清除掉，再看看相關(guān)的燈、現(xiàn)象是否依舊存在，可以查看MEL，看看相關(guān)系統(tǒng)是否能夠MEL放行。
在MEL中，無線電高度表系統(tǒng)位于34-20章節(jié)，其中詳細(xì)闡述了無線電高度表系統(tǒng)故障時(shí)的MEL放行條件。
MEL 左右滑動(dòng)查看更多
綜上我們可以看出，無線電高度表故障大多在低高度影響飛機(jī)的相關(guān)功能，此時(shí)正處于飛行關(guān)鍵階段，飛機(jī)的狀態(tài)永遠(yuǎn)是第一位的，機(jī)組應(yīng)該在狀態(tài)可控的情況下完成正常的程序和動(dòng)作，防止遺漏，尤其注意著陸形態(tài)的建立和脫開自動(dòng)油門落地。
由于無線電高度表對(duì)飛機(jī)的支持涉及多個(gè)系統(tǒng)，未盡之處望大家多提寶貴意見，集思廣益，有不準(zhǔn)確的地方也歡迎大家指正。最后祝大家飛行順利，起落安妥。
撰 稿 | 張現(xiàn)凱
撰 稿 | 吳 迪
撰 稿 | 田帥帥
撰 稿 | 馮 健
撰 稿 | 張志星
撰 稿 | 蘆 強(qiáng)
編 審 | 楊 波
制 作 | 鄒佳志
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