无线电高度表应用总结!

chenjiaovds

2009年2月25日，一架土耳其航空波音737-800型客机执行TK1951号航班，该航班是从土耳其伊斯坦布尔阿塔图尔克国际机场飞往荷兰阿姆斯特丹史基浦机场的国际航班，因左侧无线电高度表故障，导致客机在史基辅机场附近1.5公里处坠毁，事故共导致9人遇难，120人受伤。



调查员查阅飞行数据记录时发现，TK1951号航班在坠毁前2分钟，发动机就已经处于进近慢车状态。TK1951号航班直到最后发动机推力才被加大，但为时已晚，飞机重重地拍在地面上，断成三节。



进一步调查发现，TK1951号航班客机的无线电高度表故障以后，数据一直停留在-8英尺，这也直接导致自动油门控制系统做出错误指令，无线电高度表故障是整个事故的起因。

为此，波音专门发布了飞行运行技术通告FOTB737-09-2，欧洲航空安全局EASA也发布了类似的通告EASA SIB No: 2009 – 12。



在业内，无线电高度表系统故障是比较常见的，不要小看这种故障，由于它对多个系统提供必不可少的支持，它的故障会在实际飞行中，尤其是低高度的飞行关键阶段，给飞行机组带来操纵上的极大干扰。

民航飞机上的无线电高度表一般为低高度无线电高度表（LRRA），测量范围为-20到2500英尺，通常在飞机进近着陆阶段使用，测量的是飞机距离地面的真实高度。无线电高度表应使地面成漫反射，而不是镜面反射，这样在飞机倾斜或俯仰变化时也能接收到地面反射信号。

公司机队的B737NG飞机上面安装有调频式无线电高度表（频率测距）。发射机通过天线向地面发射连续调频波，经地面反射被飞机接收机接收，测量电波往返传播的时间T，电波传播速度是常数，这样便可求出飞机的离地高度。

了解了无线电高度表的测高原理之后，我们来看下系统组成及功能，B737NG飞机有两套无线电高度表，每套无线电高度表包括一部收发机和两部天线。为了区别两套系统的无线电波，不使其发生混淆，收发机背面设计有系统选择销钉，该销钉用来区分左右系统及选择无线电波的调制率。系统1的无线电波调制率是145HZ，系统2的调制率是155HZ。收发机1的电源是来自1号交流转换汇流条的115伏交流电，收发机2的电源是来自2号交流转换汇流条的115伏交流电。



无线电高度表获取的高度值和信号的有效性由收发机送往两条数据总线。数据总线1的数据送到FCC和自动油门计算机，数据总线2的数据送到近地警告系统计算机、TCAS计算机、数字飞行数据采集组件DFDAU、WXR收发机及DEU。正常情况下，系统1的高度值由DEU1控制显示在机长侧显示组件DU上，系统2的高度值由DEU2控制显示在副驾驶侧DU上。无线电高度系统故障可能会触发一系列的故障。



无线电高度表地面放行标准应该是-6～-2（源自波音手册:Make sure that -4±2 feet radio altitude shows on the captain’s and first officer’s EFIS displays.）



下面来说一下无线电高度表数值在驾驶舱的显示，无线电高度值显示在PFD上，为白色数字，高度值在2500英尺以上不显示。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英尺时，白色数字会被一圈刻度盘包围，刻度盘的周长会随着飞机飞行高度的减小（增大）而减少（增加）。





无线电高度表主要与下面这五个系统有关系: 自动油门系统，气象雷达，近地警告系统，TCAS，FCC。接下来将分别阐述无线电高度数据如何对这五个系统进行支持。

自动油门系统：

自动油门将无线电高度数值用于起飞/复飞计算和自动油门点火计算。

机长一侧的无线电高度表收/发器向自动油门计算机传送无线电高度，自动油门使用该数据来确定进近期间的控制定律增益以及作为备用的拉平回收（油门）。

进近期间，无线电高度表（RA）向自动油门计算机传送无线电高度数据。该数据在低于2000英尺时用于预位复飞方式，在拉平RETARD 方式中将油门杆回收到慢车位用于着陆。

自动油门预位电门在预位（ARM）位时，在下列情况下，自动油门复飞方式预位：

1.下降到无线电高度2000英尺以下时；

2.高于无线电高度2000英尺且襟翼未收上或 G/S 截获；

3.无论 AFDS 是否接通。

拉平回收:在进近期间处于下滑道上，自动油门方式是 MCP 速度，在 50 英尺无线电高度，DFCS开始拉平机动到接地并向自动油门计算机发送一个拉平离散，拉平在 FMA 上显示为有效的 DFCS 俯仰方式。在 DFCS拉平期间，自动油门维持在 MCP 速度方式直到无线电高度为24英尺，然后给出拉平回收指令，油门杆移动到后止动。

下列这些是拉平期间的指示：

1.自动油门方式从 MCP 速度变为回收；

2.自动油门方式灯灭。

如果 DFCS 没有在进近衔接，如果在MCP 速度方式在下滑道上并且襟翼超过 12.5 度，则自动油门在无线电高度为27英尺进到拉平回收。

如果无法获取到有效的无线电高度数值，当无线电高度2000英尺以下时或高于无线电高度2000英尺且襟翼未收上或 G/S 截获，即便指引在ON位，此时按压TO/GA电门，也无法激活复飞方式。在自动着陆拉平期间，自动油门无法获取无线电高度为24 英尺的时机，也就无法给出拉平回收指令。如果在起飞过程中无法获取到有效的无线电高度数值，自动油门方式将保持在ARM方式，在到达目标高度时要及时收油门，防止超速。



TK1951号航班的事故调查发现，事故飞机在之前的航班飞行中也出现过一模一样的故障现象，但由于当班机组发现问题，及时改为手动飞行，没有造成更大的影响。

气象雷达：

气象雷达使用无线电高度来开启或关闭风切变预测功能和启动/禁止显示和警告功能。

当油门杆调定为起飞推力，即使发动机关车或IRS没有校准，或在空中低于无线电高度2300英尺（视气象雷达类型不同也可能是1800英尺），PWS功能开启，低于无线电高度1200英尺时发出预测风切变报警。





PWS报警区域

起飞和着陆过程中，新的预测风切变警戒在80海里/小时和400英尺无线电高度之间被抑制，新的警告报警在100海里/小时和50英尺的无线电高度之间被抑制。这些抑制不能消除现有的预测风切变报警。如果警告/警戒事件出现在那些边界前，警告/警戒将会保留在显示上且会出现完整的音响喊话。



起飞预测风切变警告



进近预测风切变警告

总的来说，如果无法获取到有效的无线电高度数值，则无预测风切变功能，直观显示为PWS FAIL，气象雷达无法根据无线电高度逻辑来自动开启和关闭PWS。



GPWS：

GPWS将左侧无线电高度用于它的近地提醒和警告逻辑计算，如果左侧无线电高度数据无法获取，则使用右侧无线电高度。

EGPWS有七大基本功能，分别是下降率过大、地形接近率过大、起飞后掉高度、不安全的离地高度、低于下滑道偏离过大、咨询报出、风切变报警。无线电高度表全程参与了这七大基本功能的实现。在EGPWS-210型号和以后的型号中,EGPWS根据计算的离地高度(假的无线电高度)来执行无线电高度的合理性检查，从几何高度中减去飞机下方地形的标高数据库 得出计算的离地高度，当指示的无线电高度低于计算的离地高度2000英尺以上时，认为该无线电高度是不合理的，这种特征减少了由于错误的跟踪无线电高度而导致出现错误报警的可能性。

方式1：下降率过大

可以在无线电高度表2450英尺至10英尺之间的一定情况下发出警戒或警告，形式取决于无线电高度和下降速率。首先发出提醒，如果下降速率不减少，则变为警告。



方式2：地形接近率过大

方式2A 发生于空速小于220 海里/时且无线电高度在1650-30英尺之间时，当空速为220-310 海里/时时无线电高度顶限增加到2450英尺。

方式2B可以发生于无线电高度在789-30英尺之间时，而其低限为30-600英尺之间变化。GPWC 利用襟翼位置和高度下降速率去计算低限。



方式3：起飞后掉高度

在无线电高度表1500英尺至30英尺之间的一定情况下发出警告。

飞机在起飞后或者飞机起落架或襟翼不在着陆构型的情况下进行低高度(小于245英尺AGL，依据机型而定)复飞时明显掉高度提供报警。在给出报警之前允许掉多少高度依据飞机高于地形的高而定，如下所示。起飞后或者低高度复飞时明显掉高度将激发EGPWS的警戒灯光和语音报警信息“DON’T SINK,DON’T SINK”(不要下降，不要下降)。



方式4：不安全的离地高度

方式4 警戒发生于高度1000-30英尺间，在低空速时对方式4A 和4B 的高度限值更低。

方式4A 警戒发生于起落架未放下但飞机已低于高度限值。当空速低于190 海里/时，方式4A 的高度限值为500英尺，当较高空速时，高度限值为1000英尺，方式4A 的语音信息为太低、起落架（TOO LOW GEAR），当空速大于190 海里/里，则语音信息变为太低、地形（TOO LOW TERRAIN）。

方式4B 警戒发生于起落架已放下，但襟翼不在着陆形态（着陆形态下襟翼位置应为30个单位或以上），且飞机低于高度限值。方式4B 的高度限值在空速低于159（海里/时）时，为245英尺，在较高空速时为1000英尺，方式4B 的语音信息为太低、襟翼（TOO LOW TLAPS），当空速大于159（海里/时）时，语音信息变为太低、地形（TOO LOW TERRAIN）。

公司分别在2015年和2017年发生了因为后缘襟翼卡阻在25左右而导致的差错事件，不同的是2015年的差错触发的是TOO LOW FLAPS，而2017年的差错事件触发的是TOO LOW TERRAIN，此处的方式4就可以解释其中的逻辑差异。



方式5：低于下滑道偏离过大

警戒可以在无线电高度1000-30英尺之间发生，语音信息的间隔取决于高度和下滑道偏离的大小。当飞机高度为1000-30英尺而偏离1.3个点以上时发出低音量的语音，当飞机高度低于300英尺，且偏离大于2个点以上时发出中等音量的语音。

下滑道取消电门允许在低于2000英尺AGL的情况下的任何时候人工取消方式5的报警。当飞机下降到低于50英尺AGL时或者爬升到2000英尺AGL(对于目前的波音飞机为1000英尺AGL)时将自动复位。



方式6：咨询报出

为飞机按预订高度提供语音报数，主要包括高度报数；最低高报告；接近最低高报告；坡度角报警。

在坡度角报警上，公司飞机有两种选型：

一种为：当横滚角超过35度、40度和45度时，GPWS提供的“坡度角，坡度角（BANK ANGLE，BANK ANGLE）”音响报警响起。

另一种为：从5英尺至30英尺AGL，当坡度角超过10度时报警响起；从30英尺至130英尺AGL，报警音在10坡度至35度坡度成线性变化；130英尺AGL以上，当坡度角超过35，40或45度时报警响起。



方式7：风切变报警

在起飞期间从抬前轮一直到1500英尺无线电高度，进近过程中从无线电高度1500英尺到10英尺，只要飞机处于风切变之中，风切变警告将导致燃亮红色的风切变警告灯，并伴随出现语音信息“WINDSHEAR, WINDSHEAR,WINDSHEAR(风切变，风切变，风切变)”。

一旦相应功能的所需数据不可用，则相应功能受到抑制并显示失效指示，EGPWS可能无法给出基于无线电高度数据逻辑的下降率过大报警、地形接近率过大报警、起飞后掉高度报警、不安全的离地高度报警、低于下滑道偏离过大报警、风切变报警，可能会有相应报警，但是逻辑可能不正确。最常见的现象就是GPWS无语音报高度。如果还有备用数据源，EGPWS将使用备用数据源。

TCAS:

TCAS计算机将无线电高度设定敏感等级用于迎面飞机TA/RA计算和确定入侵的飞机是否在地面上。

两部无线电高度表都会向TCAS计算机发送数据，而后者只会使用一个数据，只有当这个数据无效时会切换数据源，一般来说是优先使用第一部无线电高度表的测量数据。无线电高度约1500英尺以下,增加下降率决断提示(INCREASE DESCEND RA)被抑制,无线电高度约1100英尺以下,下降决断提示(DESCEND RA)被抑制,无线电高度约1000英尺以下，RA被抑制.1000英尺以下在应答机面板上选择交通提示/决断提示方式时仅TA方式将自动工作,并且在导航显示(ND)上显示TCAS信息仅TA(TA ONLY),无线电高度约500英尺以下,所有TCAS语音信号被抑制。

如果没有有效的无线电高度数据可用，ND上将显示TCAS FAIL。



FCC:

每个FCC使用无线电高度数据计算TRIP POINT。当RA高度小于10英尺时，FCC给反推控制活门组件和自动减速板组件发送离散信号使其作动。当RA高度小于800英尺时，FCC给扰流板和起落架系统发送离散信号使其作动。无线电高度表系统故障导致的飞行指引消失可能是正常航班运行中我们遇到最多的问题了，已收到过多起机组反映的问题。



2021年2月，某机组执行青岛-大连航班，遇到此类故障。机组反映，从青岛起飞以后400英尺无法接通HDG SEL方式，左座机长尝试了几次都没有反应，FMA方式信号牌横滚显示空白，1000英尺以后自动驾驶无法接通，左座机长尝试了三次才接通自动驾驶，横滚方式自动显示HDG SEL，此后爬升的时候一切正常，下降的时候在大连区域指挥标准气压5700米下修正海压2100米，下降过程中左座PFD上短暂闪现琥珀色的RA故障旗，然后故障旗消失，后来五边截获航向道之后，左侧无线电高度显示消失，左侧指引也消失了，过了一会无线电高度表恢复，但是指引还是没有，此后在截获下滑道以后大约2秒自动驾驶断开，左座机长及时改为无指引手动飞行，安全落地。

根据机组的反映，可以大致推断出左侧无线电高度表系统工作不稳定。737NG 飞行指引消失的情况在机队很常见，通常都发生在进近时，但是地面测试又都是正常的，很多还都没有故障代码。针对该种故障，波音发布了737NG-FTD-34-15002，判断是由于无线电高度表系统到相应FCC的数据瞬时中断导致的。

相应一侧飞行指引消失，相应一侧自动驾驶断开，某些方式无法选择，有失效-工作的自动着陆的飞机，上DU还会出现琥珀色NO AUTOLAND 或NO LAND 3显示。在地面预位LNAV, LNAV 会在FMA上闪烁，表明FCC没有收到来自其中一个RA的无线电高度表数据。由于每个无线电高度表系统有两条数据总线，如果其中一条数据总线上出现了问题，机组是看不出来无线电高度信号出现了异常的,但还是建议机组碰到飞行指引消失/自动驾驶脱开时，注意观察一下两侧的无线电高度表指示。

这里需要注意，两部无线电高度表都失效时，自动驾驶飞行指引系统在LNAV方式下，将限制最大坡度角为8度,在HDG SEL方式下，光洁形态时与所选的坡度角一致，襟翼放出时，将限制最大坡度角为8度。这将导致FCC无法指令有效的坡度角来执行正确的离港和/或进近机动，无法将航路航道变化保持在空域限制范围内，可能产生五防类风险。



襟翼收上坡度正常



襟翼放出坡度限制8度



任何情况下水导坡度限制8度

以上就是无线电高度数据与这五个系统的关系，在实际航班中，无线电高度表异常可能并不会出现故障代码，这给机务排故带来了困难。这些情况也可能是由同轴电缆故障/损坏，或发射或接收天线故障引起的，其中任何一个都可能需要更换部件。如果是过站航班，过站时间短，机务可以先把能清除的故障清除掉，再看看相关的灯、现象是否依旧存在，可以查看MEL，看看相关系统是否能够MEL放行。

在MEL中，无线电高度表系统位于34-20章节，其中详细阐述了无线电高度表系统故障时的MEL放行条件。

MEL  左右滑动查看更多











综上我们可以看出，无线电高度表故障大多在低高度影响飞机的相关功能，此时正处于飞行关键阶段，飞机的状态永远是第一位的，机组应该在状态可控的情况下完成正常的程序和动作，防止遗漏，尤其注意着陆形态的建立和脱开自动油门落地。

由于无线电高度表对飞机的支持涉及多个系统，未尽之处望大家多提宝贵意见，集思广益，有不准确的地方也欢迎大家指正。最后祝大家飞行顺利，起落安妥。