ACC【牧鹰者论坛】飞行基本操作(三)浅析空客机型上升、下降的几种模式
牧鹰者论坛第十四期Flying Instruction
十分钟带你了解常见飞行基本操作（三）
浅析空客机型 上升、下降的几种模式
导语
古语有云“知己知彼、百战不殆”，空中交通管制本身就是管制员——飞行员高度配合互动进行的特殊工作，因此了解飞行员的基本操作以及驾驶舱管理相关知识，十分有利于管制员融会贯通。本期为大家带来空客机型的部分基本操作指引。
本文重点：
1.从能量转化的角度思考飞机上升、下降过程中力的分解；
2. 浅析空客机型三种模式的实用场景；
3. 冲突解脱中飞机如何做到立即改平；
4. 增阻减升的辅助手段。
操作界面：自动驾驶模块
FCU-飞行控制单元
界面解析
1速度旋钮、2航向旋钮、3高度旋钮、
4上升/下降率旋钮、5自动驾驶仪1和2。
空客自动驾驶下三种垂直速度模式浅析
【开放】【管理】【V/S】
关于机组上升下降的详细操作可回看往期链接：ACC【牧鹰者论坛】十分钟带你看懂飞行基本操作（一），在此不再赘述。
一、开放模式
核心要点：以速度为基准。
1.开放爬升-OPENCLB
该模式是空客的一种可选择的爬升模式。它使用AP/FD(注)俯仰模式（迎角保持）保持速度和马赫(SPD/MACH)，而自动推力保持最大爬升推力。简单地说就是爬升以速度为基准，用最大推力，尽量满足最大上升率。
注：
1.AP指auto pilot自动驾驶模式，本文均在自动驾驶模式下讨论。
2. FD指fly director,飞行指引。
3.THR CLB是A/THR所对应的自动油门下爬升推力，可理解为最大推力。
应用环境：
1
尽快上
C: XXX, 小速度，大上升率，尽快上到S0890保持 。
P:上S0890保持，小速度，大上升率。
解析：基于航空器爬升推力已是发动机最大推力的前提下，发动机动能既要转化为 LIFT升力，推动飞机爬升，又要转化为THRUST推力，推动飞机向前飞行。 LIFT升力（动能向上分向量）、THRUST推力（动能向前分向量），必然是随着飞机迎角的变化而此消彼长，本身就是力在水平、垂直两个向量上的分解，因此飞机不可能做到既增速又增大上升率。在管制员的要求下，机组倾向于保持选定的相对较小的速度（如250knots，270knots），自动推力会保持最大爬升推力，飞行计算机自动增大迎角(俗称抬机头)，减少向前向量，增大向上向量，从而做到尽快上。
2
先增速
C: XXX, 上到S0890保持，优先增速 。
P:上S0890保持，先增速。
解析：同样是根据能量转化原理，此时机组可能会运用开放爬升，保持选定的相对较大的速度(如300knots)，根据这个大速度为基准，飞行计算机自动降低飞行迎角，减小推力向上的分量，增大向前的分量，从而做到优先增速。
2. 开放下降-OPENDES
类比开放爬升。它使用AP/FD俯仰模式保持速度和马赫(SPD/MACH)，而自动推力保持IDLE（注）推力。该模式不能用于最后进近。简单地说就是下降以速度为基准，尽量满足最大下升率。
注：THR IDLE是A/THR所对应的自动油门下自动慢车（类似于汽车怠速），即发动机几乎不产生额外升力，飞机重力远大于飞机气动升力，飞机垂直速度矢量向下，则重力势能充分转化为动能，辅助尽快下降高度。
应用环境：
1
有穿越，尽快下
C: XXX, 有穿越，尽快下到S0420保持，下降率大于2000ft/min 。
P:收到，下S0420保持，下降率大于2000ft/min。
解析：根据能量转化原理，下降过程中，推力最小（IDLE 慢车）的情况下，即发动机几乎不产生额外升力，重力势能充分转化为动能，这时，机组选择一个较大的速度（如300knots），飞机俯仰角度在一定范围内相应向下调整（俗称压机头），则重力势能转化为动能更充分，在不超速的范围内，速度越大（向前分量），则下降率越大（向下分量）。
2
速度大，高度高，第一个
C:XXX, IGNAK前下到S0420保持，保持大速度，第一个。
P:收到，下S0420保持， IGNAK前下到，大速度。
解析：道理同上，注意实际工作中，不同机型的速度范围有差别，同时，不同公司对“最大速度”也有不同定义。
3
保持速度，尽量下
C: XXX, 保持速度270，下降率在当前速度的前提下尽量大，下到 S0420保持。
P:收到，下S0420保持，下降率我尽量。
解析：管制员都能理解“尽快下”和“尽量下”的区别，根本区别在于有没有速度限制。此指令要义在于，管制员希望机组既不要增速（保持相对稳定的速度不追赶前机），又希望机组增大下降率尽快下，但由于控制过速度不便指定下降率。此时，机组为了配合管制指令，也愿意采用开放下降的模式，例如：把速度选定到管制员之前给定的270knots，同样是推力减到IDEL慢车，飞行计算机通过调整迎角保持速度，飞机执行该速度下最大下降率，做到尽量下。
二、 管理模式
核心要点：以飞行计算机为主导的智能化上升、下降模式。
管理爬升：该方式引导飞机以目标水平速度爬升至 FCU 所选高度，遵守MCDU里所有限制数据，飞行计算机根据飞行包线数据，自动控制推力和油门，从而自动控制上升率。特别注意此模式会遵守航路点的强制高度限制，其他模式则不会遵守。
如上图，洋红色的ALT意为：高度限制预位。
管理下降：同理管理上升。
为了不将问题复杂化，可简单理解为：下降过程中，飞行计算机若判断飞机高于下降剖面，则计算机认为下降偏晚，会增大下降率追剖面；反之，若还没到计算机计算的下降顶点，管制员就要求机组开始下降，这时计算机会认为飞机提前下降，则会采用相对较小的下降率进行下降（比如1000ft/min）。
实际运用：
1
强制高度限制
航图上某航路限制：XXX点前，下降高度不低于S0420m。此时飞行员为了避免突破高度限制，同时加一层检查机制，会选择管理模式下降，激活MCDU里的高度限制。
解析：开放模式和V/S模式均不会遵守MCDU里的高度限制。
三、 V/S模式
核心要义：尽量满足飞行员所选的垂直速度
简单地说：V/S爬升/下降就是机组选择垂直速度进行爬升或者下降，飞行计算机优先满足垂直速度，但水平速度可能因此改变（根据之前探讨的能量转化原理，为了满足大下降率，飞机可能会增速，反之亦然）。
如上图：上升过程中，机组选择的垂直速度为+3000，上升率3000ft/min。
如上图：下降过程中，机组选择的垂直速度为-2600，下降率2600ft/min。
FCU上的垂直速度旋钮可选择V/S。
实际运用：
1
有对头，谨慎上升
C:XXX, 上到S0890保持，上升率不大于1500ft/min，注意高高度有相对，严格保持S0890。
P:收到，上到S0890保持，上升率不大于1500ft/min，相对TCAS 看到了。
解析：此时，根据管制员指令要求，上升率不大于1500ft/min，机组更愿意采用V/S上升模式，从而控制上升率。
2
有对头，谨慎下降
C:XXX, 下到S0890保持，下降率不大于1500ft/min，注意低高度有相对，严格保持S0890。
P:收到，下到S0890保持，下降率不大于1500ft/min。
解析：同上，机组按管制员要求控制下降率。
3
指定大下降率下高度
C: XXX, 下到S0600保持，下降率大于2500ft/min，有对头穿越。
P:下到S0600保持，下降率大于2500ft/min。
解析：此时，根据管制员指令要求，下降率大于2500ft/min，机组更愿意采用V/S下降模式，控制下降率2500ft/min。注意，此时飞机有可能会突破此前保持的速度（增速），因为飞行计算机优先满足下降率。之前讨论过的开放模式虽然也是尽快下，但需要保持速度，若速度比较小，下降率不一定能达到管制员要求的2500ft/min。
四、立即停止上升/下降
FCU上的垂直速度旋钮可选择V/S，可以实现立即改平。
垂直速度旋钮PUSH TO LEVEL OFF，即可实现立即改平（波音同样有此功能）。
实际运用：
1
冲突解脱
C:XXX, 立即停止下降，立即停止下降，低高度有冲突。
P:收到，立即停止下降。
解析：此时，机组会将V/S旋钮摁入，飞机会尽快实现改平。
六、 关于减速板（扰流板）
小速度+大下降率，有可能吗？
根据能量转化原理，在光洁构型下，下降过程中，推力最小（IDLE 慢车），发动机几乎不产生额外升力的情况下，重力势能远大于飞机气动升力，则重力势能充分转化为动能，这时，在飞行姿态保持的前提下，飞行速度越大（向前分向量），则下降率越大（向下分向量）。
但有没有办法既不增加速度，又增大下降率？从而实现小速度+大下降率？
有，此时需要在飞行结构上破坏升力，而且增大阻力，这时候需要：
减速板（扰流板）
注：减速板和扰流板是同一装置，空中时称减速板，地面称扰流板，只是空中和地面该装置打开幅度不同。
在大型飞机上，减速板（扰流板）常装在机翼上表面靠近襟翼前面的部位。飞机打开减速板（扰流板），一方面增加空气动力阻力，起减速作用，同
时也可减小机翼的升力，从而增大下降率。
作用原理：在闭合位置上紧贴飞机机体，减速板外表面就是飞机流线形的一部分，当需要增加阻力时，由液压作动力使减速板开启一个角度，增加飞机的迎风面积并破坏飞机流线形，对空气形成增阻和扰流的作用，使飞机减速。
减速板并不是“放形态”，在飞行全过程中都可能用到，能放能收，比较灵活。
注：放襟翼、放起落架也有减升增阻的作用，即所谓的“放形态”。不过一般在起飞或者进近阶段使用，在区域飞行中一般不会使用，故受篇幅限制，不在此讨论。
实际运用（不推荐使用）：
1
比较极端的情况
C: XXX, 保持小速度，尽快下，IGNAK前下到S0420保持。
P:小速度，尽快下S0420保持，IGNAK前到。
解析：此时，根据管制员指令要求，机组采用此前所述的开放模式，速度保持250knots或者更小，且推力已到慢车，也已经无法再增加下降率的时候，机组会放出减速板，以达到减速且增大下降率的效果。
不推荐使用的原因
该指令显然不符合能量转化原理，会让机组质疑管制员的专业性；
指令效果不确定。不同公司、不同机组对减速板的使用有不同，产生的调配效果是比较随机的（这就是日常指挥中，有的机组减得下来，有的机组减不下来的原因）。
一定程度上造成能源的浪费，不符合低碳、环保的绿色发展理念。
结语
基于飞行手册的三种模式，是非常复杂的体系，远非本文能讨论清晰的范畴。本文仅是根据飞行原理基础，在一定程度牺牲专业性、完整性的前提下，抽象化、简单化、通俗化地阐述对三种垂直速度模式的理解，仅供管制员参考、理解其背后的基本原理，由于笔者仅为业余飞行员，不当之处尚请批评指正。
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策划：区管中心团总支
本期编辑：
徐志峰
区管二室主任管制员
FAA私照业余飞行员
顾问：左晋尧（东航四川）、唐杰（藏航）、郑博（国航西南）、李星仪（国航西南）、李瑞珂（深航）
责编：徐志峰
审核：刘国毅江洵
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