飞行操纵不对称补偿、p-Beta,自动功能和方向舵配平的使用

z0106551513

787MINI课堂

Hi飞行出品
令机组产生疑惑的两个案例01


  案例1

近期，一个客户的一架787-9飞机，在某次飞行前4号扰流板故障，机务按照MEL（27-61-02）做好工作并放行，在O项中有一个注释提到“解除电源的扰流板比后缘襟翼高约1寸，防止其接触到后缘襟翼，在CDU的飞行操纵系统页面显示为一个空白方块”。



根据机组报告，下降过程中，机组观察到在使用减速板期间，飞机（自动驾驶仪接通）向左自动配平大约1.7个单位，同时飞机向右带侧滑。机组人工将方向舵配平回0。

在减速板收回后，飞机仍然存在自动配平和带侧滑的状态，接着出现"ROLL/YAW ASYMMETRY"EICAS信息，机组完成检查单后向右打配平大约1.5个单位，反馈侧滑情况消失。但很快，飞机仍然继续自动向左配平并向右带侧滑，直到机组断开自动驾驶仪人工操纵落地。




案例2

也是一个客户的787-9飞机，飞行前无故障保留，机组报告在下降阶段使用了减速板，无明显体感阵风及切变。在使用减速板过程中发现飞机自动配平且飞机带右侧滑。机组发现左舵面有行程变化，于是使用人工配平尝试将舵面回中立。舵面恢复中立后，飞机持续有配平和侧滑。

两起案例中，一个是飞机有保留，另一个没有故障，机组都表示对飞机的这种在空中自动配平并带侧滑的反应比较疑惑，希望了解原因以及官方解释。

参考资料：

“787 p-Beta, Automatic Wheel Offload and Rudder Trim Use”（作者：787 Chief Pilot&787 Technical Pilot Captain Justin Carlson, Captain Dave Jacoby等）

波音提供的两起事件数据分析（不含不便公开的内容）

仅供有需要的人参考。

SUMMARY
插播小编的话
1、拿高考学习做个类比，如果说FCOM算教材，FOTB这类算教辅资料，本文基本上可以属于“黄冈试卷”级别！

2、因此，本篇适合已经对787飞机的飞行操纵系统有了解的FF。

3、如果您还搞不清飞行操纵的三种操纵方式，也没听说不对称补偿、阵风抑制等内容，小编劝您点击收藏，关掉本文，不要跟自己过不去伤害脑细胞，把跟“黄冈试卷”死磕的机会留给那些王者级别的教员和机长吧。



必要名词解释和结论


p-Beta
P=横滚速率；β=侧滑角。





p-Beta实质上是一套协同方向盘、脚蹬指令、最终实现飞机水平操纵的控制法则。驾驶盘的指令控制横滚速率p，方向舵脚蹬指令控制侧滑角β，同时也产生一个横滚速率。



I-TAC（Inertial Thrust Asymmetry Compensation）
这是一个在777和787上都有的功能，据波音说787上的更高级，属于进阶产品。

当起飞滑跑地速大于60节时，由方向舵脚蹬控制偏转速率。飞行操纵系统通过方向舵脚蹬位移量来修正飞机偏转，使飞机的偏转率接近于0。

在滑跑时，虽然I-TAC要求飞机尽可能“走直线”，但设计师认为，如果不给飞行员留一些“存在感，”何以显示飞机的“聪明”呢？

因此一旦出现单发，飞机就有意“歪一下”（略微朝向侧风边略偏置中心线）。一方面要求操纵系统帮飞行员蹬舵，一方面还要留点情景意识的“线索”。

真是操碎了心！



e-wheel
是一个用“意念发功”指令水平操纵面运动的神棍。在电传指令下，右侧副翼全偏转，但驾驶盘是水平的。





AWO（Automatic Wheel Offload）

e-wheel的好基友。由于e-wheel指令水平操纵面活动后阻力增大， AWO（Automatic Wheel Offload）以增大配平的方式来减小阻力。

方向舵配平的使用（本文的结论性说明）在正常方式下，方向舵所有的配平指令均自动完成，因为人工配平指令会被系统当做人工beta指令对待，因此，除了操纵卡阻或次级/直接方式这几种情况，在其余情况下，机组都不应进行任何人工配平。


因全文较长，全部阅读大致需要30分钟，希望快读的亲可以读到这里结束，或者直接跳转后文机组提示和注意事项，模拟机教员可跳转到结尾“给教员的建议“部分。

02详细介绍先从“p”（横滚速率）说起



在飞机横滚和偏转控制上，787和传统飞机有区别。在横滚控制上，当飞机（787）在地面时，驾驶盘指令控制操纵面的位置。（如上图）；在空中，驾驶盘保持水平，根据自己运动的变化率（横滚速率）下达横滚机动指令。

类似于江湖上某些念念有词，用“意念”发功的神棍。例如：左侧扰流板、襟副翼根据驾驶盘指令或站或立，补偿右侧副翼的全行程偏转。此时驾驶盘保持水平。这就是p-beta的p。



再来说说（侧滑角）β
讲β之前，复习一下前文提到的I-TAC。I-TAC在地面工作，一方面帮你蹬舵，一方面替你操心（单发时候）。
离地后，I-TAC交接给p-Beta。如前文所述，驾驶盘指令控制横滚速率p，方向舵脚蹬指令控制侧滑角β，并产生角速度。例如，右舵发出一个向右侧滑的指令， p-Beta认为如需达到一个横滚-偏转协调的中立状态，就需要一个向右的滚转角度。
作为补偿，驾驶盘自动发出一个向左的指令保持飞机水平（传统飞机使用左舵）。 因此，当飞机离地后，驾驶盘的位置不代表操纵面的实际位置。





在自动驾驶仪接通的情况下，方向舵配平指令都是自动的。在 p-Beta的管理下，如果在空中出现任意横滚或者偏转不对称（不一定是推力原因，例如两侧阻力不一致或者强阵风等），p-beta会自动调整操纵面的位置，而无需飞行员进行人工的驾驶盘、方向舵、脚蹬以及配平的操作。



仍以此图为例，驾驶盘用“意念”（e-wheel）”指令右侧副翼偏转。



由于副翼偏转带来的阻力较大，AWO（Automatic Wheel Offload）负责减小阻力。通过（方向舵）配平减小驾驶盘电传指令，从而减小因操纵面偏转带来的阻力。（下图右）。一般来说，AWO调整到理想的配平状态大约需要20秒。



机组提示03
提示
1、在空中，由于驾驶盘的位置不体现操纵面的位置，因此如果出现和飞行操纵系统有关的问题，或者飞机有相关的保留（例如，某块扰流板）时，机组则需要留意出现的SPOILERS, SPOILER PAIRS, 或 FLIGHT CONTROLS 等EICAS 信息，则说明飞行操纵系统存在某些潜在的问题。

2、在空中，如果出现ROLL/YAW ASYMMETRY 说明横滚或偏转的不对称情况比较严重，需要考虑油耗的影响。

3、在空中，如果出现ROLL LEFT (RIGHT) AUTHORITY 信息，说明不对称情况在恶化，除了考虑油耗，机组还应该了解，飞机的系统补偿能力不足，因此如下图检查单所示，限制着陆侧风为10节。





04注意事项01
在正常方式下，人工（方向舵）配平的主要影响：

冻结系统的自动配平功能，造成自动配平功能停而不止。换句话说，如果没有人工干预，自动配平在不对称情况消失后就逐步停止，而在人工干预下，则会仍保持之前的配平量。关于这一点的数据支持请参考下篇数据分析。

02
在正常方式下，所有方向舵配平指令都是自动的

在正常方式下，人工配平会禁用驾驶盘自动卸载力（AWO）的功能，从而使阻力增大。由于在空中飞行员无法恢复AWO功能，因此，一旦出现一些极端的情况，例如大重量情况下单发复飞，增大的阻力相当于增加了6吨多（14000磅）的重量，对爬升性能不利且油耗增加。

因此，在正常方式下，所有方向舵配平指令都是自动的，机组不应进行任何人工方向舵配平。只有在飞行操纵卡阻或者处于次级或直接方式下才用。

（上述内容，结合FCOM9.20“正常方式横滚/偏转控制”以及“不对称补偿”阅读为佳）。

5番外#供模拟机教员参考！飞行操纵降级为次级或直接模式且叠加单发这种多重故障在实际飞行中发生的可能性极低，波音也不推荐在模拟机训练中而设置此类多重故障，但由于科目编排的原因，或者为了实现某个训练目标（例如在某些场景下练习人工配平）的原因，波音发现有不少客户这么做。
波音认为，这种不合理的故障叠加，会造成负面的训练效果。例如在飞行操纵方式降级的情况下（降级为次级或直接）叠加发动机失效，训练机组人工配平会给学员带来一种负面的诱导，误导他们认为在飞行操纵正常方式下，单发时也需要配平，但实际情况不是如此。
波音建议，不要在飞行操纵方式降级时叠加单发科目。如需可以练习降级方式下推力不对称。
例如在PRIFLIGHT CONTROLS 或 FLIGHT CONTROL MODE 科目中，在检查单做到合适位置时将一发推力收到慢车，让机组练习人工配平及舵的使用。检查单完成后需将推力恢复正常。







撰稿/Amy排版/Amy图片/相关机型手册、网络



Hi飞行

打造专业的航空探讨平台

fatlion1981

楼主大好人吖，一生平安！