客机驾驶探秘6.7 着陆操作

飞机沿下滑道不断下降,飞行员继续监控自动飞行操纵系统AFDS的状态,
当达到500英尺无线电高度RA时,副驾驶读出当前数值:
"500,Vref+5, Sink700"。

这里的"500"指的是500英尺AFE(高于机场标高,Above Field Elevation),
在人口密集地带以外的最低安全高度(Minimum Safe Altitudes)规定为500英尺,
因此500英尺这个高度是一个非常重要的指标。
"Vref+5"指的是当前速度正好为襟翼30度时的基准速度加上5节,
关于Vref的设置在5.2 进仅简令一节里有过说明。
"Sink 700"指的是当前垂直方向的下降率为700英尺/分。
在1000英尺AFE高度以下时,规定飞机的下降率要在1000英尺以下,
当前700的数据是没有问题的。

400英尺高度以后,飞机的水平尾翼配平开始自动向后转动起来,
飞机的高度,俯仰姿态虽然仍然保持不变,
但是自动飞行系统已经开始为落地前的拉平开始做准备了。


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接下来飞机逐渐接近决断高度DA,副驾驶喊话道:"Approaching Minimun",
机长喊话回答到"Checked"。
紧接着飞机达到了决断高度,副驾驶会喊话:"Minimun",
如果此时能见度没有问题,机长喊话"Landing",
表明飞机接下来会继续完成着陆滑跑程序。

上图为DA220高度从驾驶舱角度看跑道时的照片。

如果飞行员在决断高度上还看不清楚跑道的话,机长喊话"Go Around",
机组必须马上执行上一节中介绍过的复飞程序。


以上图东京国际机场34L跑道仪表着陆系统ILS的进近为例,
一类标准为决断高度DA不低于220英尺,跑道视程RVR不小于550英尺;
二类标准为决断高度DA不低于120英尺,跑道视程RVR不小于350英尺。
具备二类标准的跑道,航空公司,飞机需要比一类更高的维护能力和严格要求,
同时飞行员也需要具备相应资格才可以运行二类盲降。

根据着陆滑跑程序,一般来说飞行员需要断开自动驾驶,由人工手动驾驶飞机,
但是具体从什么高度开始,从哪个阶段开始,好像并没有一个特别的标准,
很多时候是靠飞行员自己的喜好和习惯来决定的。
我手头的资料是这样介绍的(以波音737-500为例),
在DA减去50高度,以东京国际机场的例子来说就是在170英尺之前,
飞行员需要断开自动推力和自动驾驶仪,亲自执行着陆操作。


上图:推力手柄和断开自动推力开关的位置


上图左上箭头处的按钮:切断自动驾驶仪开关(autopilot disengage)

无线电高度RA达到100英尺,与无线电高度计连动的近地警告系統(GPWS, Ground Proximity Warning System)
自动发出电子警告音,不断报出当前高度:
"One Hundard"
"Fify"
"Forty"
"Thirty"
"Twenty"
"Ten"

飞机飞过跑道端(runway threshold)时的高度应该为RA50英尺,
在这以前飞机要保持3度的下滑角不变。
50英尺以后,开始执行拉起操作,飞机下降率逐渐降低,
飞机的拉平(Flare)在起落架离地15英尺高度时开始,
机体的俯仰姿态达到上仰3度,这样就可以使飞机在接地(touch down)
时达到目标的150英尺/分的下降率。
同时飞行员在拉平的同时要逐渐平滑地减小发动机推力,
使飞机在接地的瞬间要正好达到慢车状态。

有过小型螺旋桨飞机驾驶经验的飞行员可能会问,
从15英尺高度开始拉平到3度俯仰角,并且拉平以后才减推力,
飞机岂不会因地面效应而漂起来(ballooning)吗?
小型飞机降落时的话,一般来说操纵时需要会先减推力,
飞行员体感到飞机开始下沉以后再进行拉平的。
但是对于客机来说,质量要比小型飞机重得多,因此惯性也就大得多,
如果采用和小型机同样的操纵方法,无疑会重重撞地,
也就是所谓的"硬着陆"(hard landing)。

因此客机飞行员只要采用上述
1 跑道上空15英尺高度时拉平
2 抬头至俯仰倾斜角3度
3 推力手柄收到慢车
的3步骤就基本可以实现安全着陆。
当然了,在这里纸上谈兵,说起来简单,实际操纵上要困难得多,
没有大量的艰苦练习和实际飞行经验磨练,想要实现一个完美的着陆是决不可能的。

主起落架接地后,可以听到轮胎和地面的摩擦音传来,
机体也因为和跑道的接触而轻微摇晃。
机长轻轻把操纵盘向前压,使前轮放到跑道上后,
脚踩左右脚舵,控制飞机能够沿跑道中心线上继续滑跑。

轮胎触地时和地面剧烈相撞,产生大量摩擦热,使轮胎表层烧耗,
因此在落地一瞬间往往可以看到起落架下冒出青烟,
同时在跑道上留下长长的轮胎烧灼后的黑痕。
(上图拍摄于大阪关西国际机场)

主起落架接地以后,只要左右轮胎中的任意两个开始转动,
减速板手柄(Speedbrake Lever)就会自动向后移动到UP的位置上,

与此同时主翼上的靠近机体侧的减速板(也叫扰流板,flight spoilers,下图中的10号处)就会自动被打开。

接下来机体的重量压倒轮胎上,起落架上的伸缩支柱处安装的空地安全传感器(air ground safety sensor)
就会根据油压减震器(Oleo Strut)的伸缩状态判断出处于地面状态,
于是系统就又会自动打开主翼上的靠近机体外侧的减速板(ground spoilers,上图中的9号处)。
减速板能够起到加大空气阻力,降低飞机的速度和升力的功效。
波音777的减速板(拍摄于北京首都国际机场):

空客320的减速板(拍摄于东京羽田国际机场):

从上面的照片还可以看到此时襟翼放下在35度的位置上。

如果在飞机接地以后发生了需要复飞的异常情况,只要发动机推力手柄被推到向前的位置,
减速板手柄会自动移动到Down位置,所以减速板就会被收起放下,不会对复飞造成什么影响。

接下来飞机的自动刹车开始工作,根据在进近简令中事先设定好的档位,
主轮上的刹车毂利用摩擦力使车轮转动速度降低,起到刹车的目的。
要注意的是,如果飞行员不小心踩到脚舵上的刹车,自动刹车就会立即失效。

飞行员证实减速板手柄在UP(打开)位以及自动刹车工作正确后,可以打开发动机的反推。
反推的目的是减低机体速度,缩短滑跑距离,减轻刹车组件的损耗,减少在跑道上的停留时间。
因此如果跑道距离足够长,天气足够好,并且交通量小的话,反推并不是不可缺少的。


反推(也叫推力反向,Reverse Thrust)这个词很容易让人产生误解,因为从字面上理解,
这是一个发动机反方向转动,使空气从后方向前方排出以到达减速的功能。
实际上反推是靠将喷射气流偏向前方而达到减速的目的。
由于喷气发动机的设计,并不可能反向转动,故此需要使用推力反向器,将排出的喷射气流偏向前方。
涡轮风扇发动机在打开推力反向器时,发动机原则上还是向前推进的,
但因为涡轮风扇发动机的推力大部分是来自导风扇,尤其是高旁通比的喷气发动机,
有大约70%的推力来自导风扇,所以反向气流造成的阻力还是会大过涡轮的推力,达到减速的目的。


乘客在飞机落地后能听到发动机声音重新增大,这个声音就是发动机反推的噪音。

下面看一下发动机打开反推时的照片,

这张照片拍摄于名古屋中部机场,机体为国泰航空的空中客车A340,
其发动机型号CFM56-5C4,为花瓣型反推装置。
当反推装置被激活时,导流叶片张开,将通过涵道的空气转向外部,并产生反推力。

再看一个不同形状的反推。
这是我在广岛机场拍摄的一架波音737-800,
其发动机型号CFM56-7B24,为桶形反推装置。
当反推装置被激活时,套筒向后滑动,将通过涵道的空气转向外部,并产生反推力。

反推手柄在推力手柄的前方,外形和推力手柄基本一样,但是大小要小一号,
Pic_1.JPG
使用时需要提起反推手柄至连锁位并稍保持,直到连锁开锁。然后按需使用反推。

飞机速度减到60节时,副驾驶喊话"60 节",于是机长开始将反推手柄放下,
在速度达到滑行速度前柔和地把手柄退至反推慢车卡位。
在发动机到达反推慢车后,继续将反推手柄完全放下。

这之后在滑行速度前(10节以下),轻轻脚踩脚舵前方的刹车以解除自动刹车预位,
然后按需使用人工刹车控制飞机的滑行速度。
解除自动刹车这个动作也是说起来容易,作起来非常不容易,
时机和力度都要掌握的十分成熟,如果踩狠了,飞机就象急刹车一样令乘客恐慌甚至受伤,
如果踩轻了可能自动刹车解除不了,飞机被自动刹车系统紧紧刹死而停在跑道上。
这些情况都是应该极力避免的。

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2017/10/14
抄录一下壓力與責任的承擔里面对A320的说明

「空中巴士在正常情形(Normal Law)下的降落模式(Land Mode),不再幫機師做自動配平(Auto-Trim)的工作。」華勒斯說,「這也是容易混淆新手的原因。」在爬升、巡航、下降的過程中,飛行電腦都可以幫機師做自動配平的工作,讓機師的操縱更簡單省力,但是在飛機下降通過50呎高度的時候,飛行電腦會轉換成降落模式,不僅不再幫機師做自動配平,不僅如此,通過30呎高度後,還會強制飛機的水平安定舵往下轉,這會造成機頭會往下,而機師要做的就是將操縱桿往後扳去抵銷機頭下降的力量,讓飛機操控起來和傳統飛機一樣。「操控的技巧和傳統飛機一樣,」華勒斯解釋,「此時飛機完全操控在機師手上,飛行電腦不再予以輔助。」

因此在平漂的階段,若是發生太早而飛機掛在空中時,要做的是把操縱桿鬆開或放一點,因為飛機已經有一個水平安定面往下的動作,機頭自然會往下;若是將操縱桿往下推,會造成飛機的下降率過大,在低高度的時候會很危險,因為操縱桿需要往後扳的更大,才能減少下降率。

空中巴士的飛機最不適合新手來飛,因為這是線傳操控的飛機,飛行員在側向操縱桿上得不到飛機最真實的反應,於是儀表掃描的速度變得非常重要。特別是在風大的時候,飛機常常被吹偏,如果是儀表掃描速度不夠快,會來不及做反應。「飛機已經偏了才去修正,往往都太遲,」華勒斯解釋道,「因為線傳操控的飛機需要一點時間反應,讓電子訊號傳到液壓系統,然後控制面才會移動。」不像傳統小飛機,依靠鋼纜去拉動控制面,可以立即達到修正的效果。

新手飛行員的儀表掃瞄速度比較慢,太慢修正的結果,會造成飛機一直在不正常的下滑道上,飛機忽高忽低、左右偏移很容易造成不穩定進場;或是在低高度時,為了要追回正常下滑道,用過大的下降率修正;或是為了怕重落地,反而太早平漂,讓飛機在低空停滯,下降率減為零,直到速度掉了動能少了,才變成自由落體般的掉下來。

「A good landing comes from a good approach!」華勒斯說,「是以前一個資深機長分享的飛行訣竅。」這句話一點都沒錯,一般乘客只能感受到降落的瞬間,主輪接觸跑道的力道去評斷機師的技術,但只有全程坐在駕駛艙內的機師可以知道整趟到底是不是一個好的進場。

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