CFC 云端课堂 | 法航 447 —— 脆弱的大气数据仪表

swj5550366 · 发表于 2022-11-11 10:08:18

内容前瞻

从本周开始，我们将持续由飞行事故入手，学习其背后的理论知识。

本期，请各位读者跟小编一起，从法航 477 号班机事故入手，进一步了解大气数据仪表。

作者简介

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黄兀镔
北航飞院 2020 级飞行技术专业南航学员
北航 CFC 编辑部 2020 级成员
北航飞院 CFC 模拟机实验室 2020 级教员

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事故案例

video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2297610006839508995
法国航空 447 号班机原定由巴西里约热内卢加利昂国际机场飞往法国巴黎戴高乐机场。2009 年 6 月 1 日，该航班一架空中客车 A330-203 客机（注册编号：F-GZCP），载有 216 名乘客以及 12 名机组人员，在巴西圣佩德罗和圣保罗岛屿附近坠毁，机上人员全数罹难。此空难为法国航空成立以来最严重的空难，亦是 A330 最严重及首次商业飞行空难，更是天合联盟自成立以来死亡人数最多的空难。

事发后五天，巴西海军找到飞机的大型残骸及两具尸体，但揭露空难原因的飞行纪录仪直到 2011 年 5 月在大西洋海底才找到。空难最后调查报告于 2012 年 7 月 5 日的新闻发布会上公布，指出皮托管（pitot tube）结冰使飞机未能侦测空速，自动驾驶自动关闭，机员错误操作导致失速，最后酿成空难。

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447 号班机相关信息，图片来自知乎，战狼三秒先生

结合 447 号航班空难，聚焦大气数据仪表，让我们来一起回顾上学期飞行原理课程中事关飞行安全的重要知识点吧！
总-静压系统误差分析

1文字讲解

首先回顾一下总-静压系统的结构。

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图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课件
误差分析

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误差分析配合图片食用效果最佳全静压系统的堵塞故障（一）全压管堵塞
1.排水孔未堵塞
（1）外界空气无法从全压孔进入，内部空气从排水孔流出，管内余压降至外界空气压力，空速表读数为零
2.排水孔堵塞
（1）外界空气不能进入全压系统，系统内原有的空气无法流出
      ①　静压孔未堵塞
      • 高度上升，全压与静压之差增大，空速表读数增加
      • 高度下降，全压与静压之差减小，空速表读数减小
      ② 静压孔堵塞
      • 空速表读数不再改变
（二）静压孔堵塞
      空速表、高度表、升降速率表均受影响
      • 高度上升，全压与静压之差减小，空速表读数减小；高度下降，全压与静压之差增大，空速表读数增大
      • 高度表读数不再随高度改变而改变
      • 升降速率表读数变为零

2
视频讲解

video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2298132797741416454空速表上的相关速度标记

1文字讲解

1白色区

图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课
（1） VS0 速度—最大着陆重量着陆形态下的无动力失速速度。S=Stall

（2） VFE 速度—襟翼放出时的最大速度。FE=Flap Extend

注意！例如 Cessna172SP 等小型通航飞机，一档襟翼的放出速度并不是白区顶端的 85 kts，而是 110 kts；而后二档、三档襟翼的放出速度限制才是 VFE 速度。这一点在下面的视频中也有体现。

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Cessna172SP 的襟翼调整挡位

可见一档襟翼放下的速度是 110 kts，二档、三档襟翼放下的速度才是 85 kts。
2绿色区
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图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课

（3） VS1 速度—干净构型最大起飞重量下的失速速度

（4） VS0 速度—结构强度允许的最大巡航速度，除非在平衡大气中飞行，否则不能超过该速度。NO=Normal Operation
3黄色区
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图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课

（5） VNE 速度（红线）—极限速度，超过该空速将可能导致结构损坏。NE=Never Exceed

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视频讲解

1.白区 VS0 速度（注意听飞机无动力，速度降低到 VS0 时的失速告警）
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video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2297616787519127554视频来自 xplane 11

飞机状态：三档襟翼放下，空速 65 kts，高度 1500 ft；油门全收后飞机空速迅速降低，同时通过拉杆保持飞机平飞，接近 VS0 时发出失速报警，而后飞机失速，下降率急剧增大。

2.绿区 VS1速度（注意听飞机无动力，速度降低到 VS1 时的失速告警）
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video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2298135835541585931
视频来自 XPLANE 11

飞机状态：襟翼全收，空速 110 kts，高度 2020 ft；油门全收后飞机空速逐渐降低，同时通过拉杆保持飞机平飞，接近 VS1 时发出失速报警，而后飞机失速，下降率急剧增大。

温度对气压高度读数的影响 (High to low, down you go)

1文字讲解

1.从图形角度入手：

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图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课件
（1）首先，气压式高度表是通过测量当前高度的压强工作的；

（2）我们可以想象飞机在一段封闭的气柱上方飞行（气柱体积可变，但横截面积不变），气柱最上方有一个盖子承载飞机；

（3）当气柱内的空气冷却时，气柱内气压降低，盖子下降，同时气柱内气压因体积压缩而回升，当再次达到稳定时，飞机的真实高度降低，而所处位置气压不变，因此气压高度不变，此时 IndicatedAltitude＞TrueAltitude.

（4）当气柱内的空气升温时，气柱内压力升高，盖子上升，同时气柱内气压因体积膨胀而降低，当再次达到稳定时，飞机的真实高度增高，而所处位置气压不变，因此气压高度不变，此时 IndicatedAltitude＜TrueAltitude.

（5）这就是为什么当飞机在相等的气压高度飞行时，环境温度不同，飞机的真实高度不同；特别是极低的温度会产生大的高度误差，真高比指示高度低，从而使越障高度大幅减小，增加了潜在的飞行危险。即我们所说的：High to low, down you go / High to low, hell you go.

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图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课件

2.从公式角度入手：

温度对气压高度读数的影响

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图片来自北航，宋磊老师，飞行原理课件

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视频讲解

video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2298199987320602627
结语

水能载舟，亦能覆舟。了解我们飞行的大气环境至关重要。任何阶段的飞行训练中这都是最基础的内容，所以，不妨常来看看吧，温故而知新！

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