转载：浅析空中客车A320飞机的重着陆和着陆跳起

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来源：民航资源网专家 作者：程征 2009-07-09 15:10:55
　　重着陆是一个较为复杂的概念，要确定某一落地是否是“重着陆”不是一件容易的事，目前使用的监控程序中常常把“垂直过载”和“垂直下降率”参数达到了一定的量值作为判断重着陆的定义指标。在旧版《南航航空安全管理规章》11.1.2.19关于重着陆的定义为“空地电门接通瞬间垂直加速度超过2.0g（含），同时下降率超过500英尺（含）”，但我们注意到2006年3月20日批准的02版的《南航航空安全管理规章》中改变了这种针对各机型一刀切的做法，而将重着陆定义中的“2.0g”改为“机型规定值”。那么对于A320来讲机型规定值是什么呢？
　　空客公司从飞机的性能出发，在《A320维护手册》中指出：重着陆（Hard Landing）不同于超重着陆（MLW），它是以飞行记录系统记录飞机接地时，飞机重心点所承受垂直加速度超过2.6g或者接地时刻垂直速度大于540fpm。以上数据是从飞机的性能要求进行检查的垂直过载数据，也就是飞机结构承受力的极限，显然不是飞行员操纵的标准，不能作为飞行品质监控的标准。
　　此外我们还应该看到我们对A320系列飞机的重着陆的判定，不能仅仅采用垂直过载值来衡量。因为A320飞机由于飞行数据记录器和过载传感器设计上的考虑，垂直过载值难于准确把握，它受飞机的重量、重心、配载、飞行姿态、运动状态、外部的作用力（阵风载荷、地面有效的作用力、跑道接触载荷）和结构上的动力特性等诸多因素的影响。
　　对于A320飞机的过载限制我们还可以在《A320FCOM》3.01.20中找到以下限制：非光洁形态0g至+2g。
　　因此在现行的工作中我们对A320系列飞机的重着陆应定义为：对于垂直过载值大于2.0g的落地，同时垂直下降率大于500英尺/分，这种着陆定义为重着陆。可以看出飞行品质监控的定义与维护手册的定义基本吻合且略微严格。
　　一、A320典型的重着陆事件
　　首先让我们通过FOQA系统的记录先来看一起真实的事件：
　　2006年12月某公司某航班在某机场36号跑道进近。进近阶段飞机横滚状态一直不稳定，一直在航道上左右修正。当飞机在决断高度附近时，PF以目视做参考。飞机在短五面下滑航迹稍有偏高趋势，PF通过大杆量顶杆的方式修正，导致低高度下降率增大，最大时达到V/S-800ft。然而在飞机回到了正常下降航迹后，PF并没有注意到这种变化，没有及时带杆减少下降率，而是忙于对飞机航道的修正，导致飞机偏低，大下降率且带坡度进入跑道，飞机过跑道头表高237 ft。飞机在30 ftAGL的俯仰姿态自动减小，同时飞机进入地面效应范围，地面对翼尖涡的屏蔽作用使得下洗角减小，从而使飞机的低头趋势更加明显。然而PF并没有适当的提前和加快带杆量，使左座PMF不得上手叠加操纵带杆以减少飞机的下降率和低头趋势，急剧而偏晚的大杆量输入没有使飞机从急剧下降中有效改出，并且导致飞机接地时刻过载达到1.67G。
　　这起事件虽然未达到重着陆的标准，但事情的诱因却非常典型。诱发这件事情的两个基本错误动作：一是短五边反复修正坡度（大家俗称炒飞机）；二是低高度稳杆。
　　空客尚未颁布《A320飞机机组训练手册》（FCTM）中对于拉平有以下相关动作标准。当飞机通过50英尺无线电高度时自动配平中止，俯仰模式变为拉平模式。事实上那种保持稳定航迹的正常俯仰模式并不适用于拉平的机动。在50英尺时的姿态被记忆并且成为俯仰姿态控制的初始基准。低于30英尺时系统开始减小俯仰姿态，在8秒内减小至机头向下2度，因此，随着速度的减少，飞行员必将拉杆以使飞机保持原有航迹。这样一来拉平技巧就非常传统了。在稳定的典型情况下，起始拉平高度大约就在30英尺左右（这个高度会随着各种因素的不同而不同，如重量、下降率、风等等），此时在侧杆上逐渐施加和增加带杆力量。在20英尺系统会提供一个“retard”的自动喊话来提醒飞行员收油门杆，它是一个提醒而不是命令，飞行员可以根据实际下沉情况来决定收油门时机。为了准确体会拉平过程中飞机的下沉以及飞机相对地面的位置，飞行员应该将视线前移。典型整个拉平过程中飞机姿态的增量应该为4度左右，从而使得飞机拉平后轨迹一般比进近下滑轨迹减小1度左右同时飞机速度减小约10海里。这就意味着接地时的典型姿态为6度，速度为Vapp-10。
　　我们可以发现在正常的情况下，系统一般会在30英尺左右开始驱动一个下俯力矩，同时由于20英尺左右时收油门产生的气动效应，机头更容易出现自然地下俯，这一点在A321这种长机身的飞机上更为明显，如果机组不能按照手册的要求将姿态增加，或者说带住机头的话，随着油门的继续减少，飞机下降率将明显增加。如果出现大下降率后机组才采取快速带杆的动作，该不恰当的处置将直接导致重着陆的产生。从气动原理分析，着陆时，飞机进入地面效应范围，因为地面对翼尖涡的屏蔽作用使得下洗角减小，飞机有低头趋势，并且着陆时伴随油门的减小，也使得抬头力矩减小，从而使飞机的低头趋势更加明显，此时如果飞行员没有适度的带住杆，就会造成飞机姿态小，下沉率大，而导致着陆偏重。
　　更为重要的是飞机将记录50英尺左右的姿态作为俯仰姿态控制的初始基准，如果由于短五边过晚的修正导致飞机在50英尺时处于一个比正常姿态小甚至下俯的姿态，由于以上原因那么拉不起来的现象将很有可能出现，随之而来的必将是重着陆的危险，上面航班的事件就是典型的例子。更可怕的是如果飞行员观察到下沉快而不收油门导致飞机带大推力接地的话就有可能造成更危险的着陆跳起，这点我们将在第二部分中分析。
　　我们再来看看另一个造成重着陆的推动因素——坡度的不稳定。
　　电传飞机在正常法则情况下，横滚操纵是由杆的输入信号传送给计算机，然后由计算机发出横滚率的指令到操纵面，也就是侧杆的偏转量是与横滚率成正比的，所以可以把杆的偏转视为横滚率的输入量。只要杆不在中立，就有横滚信号的输入，就会一直产生偏转，坡度就会一直增大，增大到保护的坡度为止。
　　另外飞机的操纵和舵面的形成有一定的滞后时间的，传统飞机的副翼可以滞后1秒以上，方向舵滞后2秒以上，电传飞机的舵面从一个方向全偏转到另一个方向的全偏转，操纵面滞后可以从小于1秒增加到8秒。所以在外界条件使飞机不稳定时，飞行员可能由于操纵不当反而加剧了飞机的不稳定，这就是飞行员的诱导震荡。另外，A320飞机的指引针所指的是飞机“航迹的指引”，而不是“操纵指引”，指引针是指引飞机回到正常航迹上，而不是操纵杆的指引，如果操纵杆根据指引针的偏转增大而增加操纵量，那一定会造成修正过量，必然会形成“飞行员诱导震荡”，这也是有些刚接触A320飞机的飞行员常感到操纵飞机还不如不操纵时稳定的原因。
　　以上事件中PF在此进近过程当中一直对侧杆进行输入，不自觉的使飞机左右带坡度，让飞机偏离了正常的航道，从而导致PF对飞机航向不停的修正，这也吸引了他太多的注意力，而忽视了对飞机的下滑航迹的控制，为偏重着陆事件的发生埋下了隐患。
　　二、A320典型的偏重着陆导致着陆跳跃的事件
　　以上的分析中我们谈到了重着陆很可能诱发的另一个杀手——着陆跳跃。谈到着陆跳跃很容易勾起我们南航人心中的一块烙印，那就是5.8空难。下面我们就来从气动力学方面简要分析一下。
　　相关资料显示，现代飞机着陆跳跃过程中，常见下降率为300-900ft/min，平均Vrtg 1.33G，通常发生两次接地，也出现过3-4次接地，前两次接地间隔1.5秒，长的达到4秒，额外消耗200-800ft跑道。可以看出发生着陆跳跃通常伴随较大下降率和过载。
　　从气动原理分析，一般来说当飞机以小姿态大下沉率偏重着陆时，落地后升力加起落架弹力重新大于飞机重力，飞机就会“跳起”；另一个容易被忽视的原因则是飞行员过分追求轻，收油门时机晚，在开始接地时一直保持高于慢车的推力，使得接地后减速板不能及时放出，升力使飞机再次离地，我们在日常监控中发现的事件大都符合以上因素。
　　着陆跳起的发生值得引起我们的高度重视，特别是飞行员的后续处置，如果处置不当，使得人的反应与飞机的跳跃发生“共振”时，即可在很短时间内使飞机严重损坏，为什么会有这种共振产生呢？我们有必要先了解飞机的稳定性。现代客机通常设计为具有静稳定性，也就是飞机本身在受到外界扰动后有恢复平衡状态的趋势。当然具有静稳定性只是表明系统本身具有恢复平衡的趋势，最终能否恢复平衡则还受外界条件的影响，所以飞机被设计成一个闭环系统：
　　在这个系统中人或自动器被设计成负反馈装置，使飞机这个系统最终恢复稳定，但如果人或自动器偏离了设计工作条件，就会起到正反馈的作用，使系统震荡不仅不会收敛，还会相反变成发散，使小扰动发展为大扰动，这就是在着陆跳跃时飞行员最经常会犯的错误。
　　那为什么着陆阶段飞行员更容易犯这样的错误呢？我们再看一个公式：
　　Mz=mzqbAS
　　Mz=俯仰气动力矩，mz=俯仰气动力矩系数，q=动压，bA=机翼平均空气动力弦长，S=机翼面积
　　对于已经设计好的飞机，影响Mz的就是q，也就是动压，而动压与空气密度以及飞行速度的平方呈正比，所以飞机在高高度或小速度时稳定性降低，那意味着在进近过程中飞机受外界干扰的机会增加。飞机受外界扰动后恢复平衡的过程很复杂，可看作两个震荡运动的叠加：长周期模态和短周期模态。长周期模态表现为速度和航迹的缓慢震荡，周期长（100多秒），衰减慢，易控制；短周期模态主要表现为迎角和俯仰角的快速变化，周期通常几秒钟，衰减极快，其响应频率与人的响应频率很接近，飞行中如果驾驶员企图通过操纵来帮助震荡衰减，可能适得其反，导致驾驶员诱发震荡（PIO），可在几秒钟内毁掉飞机。
　　飞机在着陆拉平阶段，高度低地效强，当发生跳跃后，飞机离地高度升高，地效减弱，下洗角增大，飞机有抬头趋势，加强了跳起势头，此时飞行员的典型反应是反向顶杆。而飞机由于自身有恢复平衡的趋势，跳起到一定高度将转为低头，又由于其短周期模态周期与人的典型反应周期相近，就导致顶杆与低头动作叠加，产生更严重的撞地，再弹起，如此反复，最终后果就是飞机严重受损或擦机尾。
　　全体飞行员脑中必须明确《A320 FCTM》中的以下概念：如果飞机跳跃，应保持或重新建立正常的着陆姿态，不要盲目增加或减小姿态，如果跳跃很小，不需要增加推力，当跳跃很高很重时，进行复飞。加复飞推力并使用正常的复飞程序。没有建立正上升率之前不要收起落架，因为复飞过程中可能会发生二次接地。记住严重着陆跳起后再着陆首先大量消耗了可用着陆距离，处置不当时可能会在再次接地时造成擦机尾或重着陆。
　　三、重着陆与感觉
　　此外，有时候，觉得很重的着陆其实不重，这又是为什么呢？其实我们对落地的感觉并不一定真实有几个因素会产生影响
　　1.侧向过载，如果接地时飞机带侧滑落地的感觉就会比较重
　　2.飞机自重，飞机在自重很轻的情况下落地给人的感觉会更重
　　3.道面状况，这点不必多说，睡硬板床和席梦思当然不一样喽
　　正是因为以上我们分析的A320飞机拉平模式的特点，在实际飞行中我们才要采取相应的方法来完成一个正常的落地。
　　首先，我们应该努力控制好50FT（跑道入口）飞机的状态，速度稳定在Vapp，油门稳定，下滑航迹在3度左右，飞机在G/S上，没有坡度，这样才能给计算机一个好地拉平模式的基准，进而能大大提高做一个漂亮落地的几率。
　　其次，在50FT的时候不要乱稳杆或带杆。如果带了一定要注意杆量不要多并且做好拉平高或平飘长的修正准备；如果稳了杆就要提早和增大拉平量。带杆的时机会随个人的习惯稍有区别但大约是在30FT左右，柔和的带杆，下沉正常时在不晚于20FT收油门，防止A/THR为追速度而增加推力造成不必要的平飘过长。保持拉平曲线直至飞机飞向接地点。
　　第三，在飞机接地后使用反推会造成机头上仰，不要稳杆去制止它，会造成前轮接地过载大，也不要松杆更不要带杆，只需要顺势放下前轮就好。
　　以上讲的是我们执飞A320短短一年来的对于如何着陆，如何避免重着陆的一些体会。算是抛砖引玉吧，请大家多多批评指正。

qyd

不错，不错，学习了。看来有好多知识要掌握。

jeffreyhsu82

电传操作确实和传统液压有很大不同

voodoo

很涨知识，谢谢！！

medtop

大概看来一下还是需要仔细看懂，没有水平，作者肯定是飞行员

rlubb

通读了一遍，受益匪浅

mltf6

楼主辛苦了，学习一下。

苟dddz

感谢分享                                                        

王宏宇

看不懂，还需仔细读读

lamfrederick

感謝分享飛行知識！

854684

涨知识了 谢谢！

scenix

通读了一遍，受益匪浅

ernestchor

收下了                        

wolfkingdom

涨知识了 谢谢！

chanxfkkk

好文，解决了不少困惑，尤其是50ft保持Vapp，30ft拉杆，不低于20ft收油门这三条

chanxfkkk

medtop 发表于 2018-12-24 17:23
大概看来一下还是需要仔细看懂，没有水平，作者肯定是飞行员

人家说了这是飞320一年多的体会，不要为回复而回复，看着烦

Bin

好详细。。。  得看一会儿

Mark_Ma

所以瑞安航空的飞机降落时怕是都有1000FPM