客機駕駛探秘6.7 降落操作

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飛機沿下滑道不斷下降,飛行員繼續監控自動飛行操縱系統AFDS的狀態,
當達到500英尺無線電高度RA時,副駕駛讀出當前數值:
"500,Vref+5, Sink700"。

這裡的"500"指的是500英尺AFE(高於機場標高,Above Field Elevation),
在人口密集地帶以外的最低安全高度(Minimum Safe Altitudes)規定為500英尺,
因此500英尺這個高度是一個非常重要的指標。
"Vref+5"指的是當前速度正好為襟翼30度時的基準速度加上5節,
關於Vref的設置在5.2 進僅簡令一節里有過說明。
"Sink 700"指的是當前垂直方向的下降率為700英尺/分。
在1000英尺AFE高度以下時,規定飛機的下降率要在1000英尺以下,
當前700的數據是沒有問題的。

400英尺高度以後,飛機的水平尾翼配平開始自動向後轉動起來,
飛機的高度,俯仰姿態雖然仍然保持不變,
但是自動飛行系統已經開始為落地前的拉平開始做準備了。


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接下來飛機逐漸接近決定高度DA,副駕駛喊話道:"Approaching Minimun",
機長喊話回答到"Checked"。
緊接著飛機達到了決定高度,副駕駛會喊話:"Minimun",
如果此時能見度沒有問題,機長喊話"Landing",
表明飛機接下來會繼續完成降落滑跑程序。

上圖為DA220高度從駕駛艙角度看跑道時的照片。

如果飛行員在決定高度上還看不清楚跑道的話,機長喊話"Go Around",
組員必須馬上執行上一節中介紹過的重飛程序。


以上圖東京國際機場34L跑道儀器降落系統ILS的進場為例,
一類標準為決定高度DA不低於220英尺,跑道視程RVR不小於550英尺;
二類標準為決定高度DA不低於120英尺,跑道視程RVR不小於350英尺。
具備二類標準的跑道,航空公司,飛機需要比一類更高的維護能力和嚴格要求,
同時飛行員也需要具備相應資格才可以運行二類盲降。

根據降落滑跑程序,一般來說飛行員需要斷開自動駕駛,由人工手動駕駛飛機,
但是具體從什麼高度開始,從哪個階段開始,好像並沒有一個特別的標準,
很多時候是靠飛行員自己的喜好和習慣來決定的。
我手頭的資料是這樣介紹的(以波音737-500為例),
在DA減去50高度,以東京國際機場的例子來說就是在170英尺之前,
飛行員需要斷開自動推力和自動駕駛儀,親自執行降落操作。


上圖:推力手柄和斷開自動推力開關的位置


上圖左上箭頭處的按鈕:切斷自動駕駛儀開關(autopilot disengage)

無線電高度RA達到100英尺,與無線電高度計連動的近地警告系統(GPWS, Ground Proximity Warning System)
自動發出電子警告音,不斷報出當前高度:
"One Hundard"
"Fify"
"Forty"
"Thirty"
"Twenty"
"Ten"

飛機飛過跑道端(runway threshold)時的高度應該為RA50英尺,
在這以前飛機要保持3度的下滑角不變。
50英尺以後,開始執行拉起操作,飛機下降率逐漸降低,
飛機的拉平(Flare)在起落架離地15英尺高度時開始,
機體的俯仰姿態達到上仰3度,這樣就可以使飛機在接地(touch down)
時達到目標的150英尺/分的下降率。
同時飛行員在拉平的同時要逐漸平滑地減小發動機推力,
使飛機在接地的瞬間要正好達到慢車狀態。

有過小型螺旋槳飛機駕駛經驗的飛行員可能會問,
從15英尺高度開始拉平到3度俯仰角,並且拉平以後才減推力,
飛機豈不會因地面效應而漂起來(ballooning)嗎?
小型飛機降落時的話,一般來說操縱時需要會先減推力,
飛行員體感到飛機開始下沉以後再進行拉平的。
但是對於客機來說,質量要比小型飛機重得多,因此慣性也就大得多,
如果採用和小型機同樣的操縱方法,無疑會重重撞地,
也就是所謂的"硬降落"(hard landing)。

因此客機飛行員只要採用上述
1 跑道上空15英尺高度時拉平
2 抬頭至俯仰傾斜角3度
3 推力手柄收到慢車
的3步驟就基本可以實現安全降落。
當然了,在這裡紙上談兵,說起來簡單,實際操縱上要困難得多,
沒有大量的艱苦練習和實際飛行經驗磨練,想要實現一個完美的降落是決不可能的。

主起落架接地後,可以聽到輪胎和地面的摩擦音傳來,
機體也因為和跑道的接觸而輕微搖晃。
機長輕輕把操縱盤向前壓,使前輪放到跑道上後,
腳踩左右腳舵,控制飛機能夠沿跑道中心線上繼續滑跑。

輪胎觸地時和地面劇烈相撞,產生大量摩擦熱,使輪胎表層燒耗,
因此在落地一瞬間往往可以看到起落架下冒出青煙,
同時在跑道上留下長長的輪胎燒灼後的黑痕。
(上圖拍攝於大阪關西國際機場)

主起落架接地以後,只要左右輪胎中的任意兩個開始轉動,
減速板手柄(Speedbrake Lever)就會自動向後移動到UP的位置上,

與此同時主翼上的靠近機體側的減速板(也叫擾流板,flight spoilers,下圖中的10號處)就會自動被打開。

接下來機體的重量壓倒輪胎上,起落架上的伸縮支柱處安裝的空地安全感測器(air ground safety sensor)
就會根據油壓減震器(Oleo Strut)的伸縮狀態判斷出處於地面狀態,
於是系統就又會自動打開主翼上的靠近機體外側的減速板(ground spoilers,上圖中的9號處)。
減速板能夠起到加大空氣阻力,降低飛機的速度和升力的功效。
波音777的減速板(拍攝於北京首都國際機場):

空客320的減速板(拍攝於東京羽田國際機場):

從上面的照片還可以看到此時襟翼放下在35度的位置上。

如果在飛機接地以後發生了需要重飛的異常情況,只要發動機推力手柄被推到向前的位置,
減速板手柄會自動移動到Down位置,所以減速板就會被收起放下,不會對重飛造成什麼影響。

接下來飛機的自動剎車開始工作,根據在進場簡令中事先設定好的檔位,
主輪上的剎車轂利用摩擦力使車輪轉動速度降低,起到剎車的目的。
要注意的是,如果飛行員不小心踩到腳舵上的剎車,自動剎車就會立即失效。

飛行員證實減速板手柄在UP(打開)位以及自動剎車工作正確後,可以打開發動機的反推。
反推的目的是減低機體速度,縮短滑跑距離,減輕剎車組件的損耗,減少在跑道上的停留時間。
因此如果跑道距離足夠長,天氣足夠好,並且交通量小的話,反推並不是不可缺少的。


反推(也叫推力反向,Reverse Thrust)這個詞很容易讓人產生誤解,因為從字面上理解,
這是一個發動機反方向轉動,使空氣從後方向前方排出以到達減速的功能。
實際上反推是靠將噴射氣流偏向前方而達到減速的目的。
由於噴射發動機的設計,並不可能反向轉動,故此需要使用推力反向器,將排出的噴射氣流偏向前方。
渦輪風扇發動機在打開推力反向器時,發動機原則上還是向前推進的,
但因為渦輪風扇發動機的推力大部分是來自導風扇,尤其是高旁通比的噴射發動機,
有大約70%的推力來自導風扇,所以反向氣流造成的阻力還是會大過渦輪的推力,達到減速的目的。


乘客在飛機落地後能聽到發動機聲音重新增大,這個聲音就是發動機反推的噪音。

下面看一下發動機打開反推時的照片,

這張照片拍攝於名古屋中部機場,機體為國泰航空的空中客車A340,
其發動機型號CFM56-5C4,為花瓣型反推力器。
當反推力器被激活時,導流葉片張開,將通過涵道的空氣轉向外部,並產生反推力。

再看一個不同形狀的反推。
這是我在廣島機場拍攝的一架波音737-800,
其發動機型號CFM56-7B24,為桶形反推力器。
當反推力器被激活時,套筒向後滑動,將通過涵道的空氣轉向外部,並產生反推力。

反推手柄在推力手柄的前方,外形和推力手柄基本一樣,但是大小要小一號,
Pic_1.JPG
使用時需要提起反推手柄至連鎖位並稍保持,直到連鎖開鎖。然後按需使用反推。

飛機速度減到60節時,副駕駛喊話"60 節",於是機長開始將反推手柄放下,
在速度達到滑行速度前柔和地把手柄退至反推慢車卡位。
在發動機到達反推慢車後,繼續將反推手柄完全放下。

這之後在滑行速度前(10節以下),輕輕腳踩腳舵前方的剎車以解除自動剎車預位,
然後按需使用人工剎車控制飛機的滑行速度。
解除自動剎車這個動作也是說起來容易,作起來非常不容易,
時機和力度都要掌握的十分成熟,如果踩狠了,飛機就象急剎車一樣令乘客恐慌甚至受傷,
如果踩輕了可能自動剎車解除不了,飛機被自動剎車系統緊緊剎死而停在跑道上。
這些情況都是應該極力避免的。

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2017/10/14
抄錄一下壓力與責任的承擔裡面對A320的說明

「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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