起飞阶段遇到故障,是走还是停?
2015-04-29刘达
刘达
随着中国经济的快速发展,中国的民航业也进入了持续健康发展的新时期。提到飞行安全,简单的理解就是飞行员在操纵飞机的起飞、巡航、进近、着陆等每个阶段都要保证旅客的生命财产安全。起飞阶段是其中一个非常重要的阶段,如果在起飞过程中飞机遇到故障怎么办?如何保证飞行安全?这里就要提到一个保证飞机起飞安全的专业名词也是重要手段——中断起飞。
什么是中断起飞?中断起飞(RTO)是指飞机从滑跑开始,到在跑道长度范围内将飞机迅速停下来的机动飞行。通俗点讲就是在起飞过程中,由于各种原因,继续让飞机离地升空可能会非常不安全,那么就需要飞行员退出起飞的状态,将飞机快速减速并停在跑道内的飞行。在这个过程中,存在着一定的安全风险,在中国民航历史上也发生过不少关于中断起飞的不安全事件。
1993年7月23日,一架BAE146运输机在银川机场起飞滑跑过程中,飞机襟翼突发故障并未处在起飞状态,飞机始终无法升空,机组只得采取紧急措施——中断起飞。由于速度过快,飞机冲出跑道,冲入水塘,造成54人遇难,机组3人受伤。1997年7月,一架MD82飞机在起飞过程中,飞机的自动油门系统发生故障,机组虽然采取了中断起飞的措施,但飞机还是冲出跑道,停在跑道延长线167.4米处,造成飞机损坏。1999年8月,一架波音737-300飞机在起飞时,在接通自动油门的过程中,左右发动机的加速性不一致,飞机向左偏出跑道。
这几个事件只是众多中断起飞不安全事件中的一部分,都造成了不同程度的人员伤亡和财产损失。国际民航组织的相关统计显示,在所有的飞行事故中,起飞事故约占25%,而其中中断起飞事故又占起飞事故的一半。
那么中断起飞的发生概率高不高呢?据相关部门统计,从概率上讲,飞机每起飞3000次,就可能发生1次中断起飞,飞机每起飞300万次,就可能发生1次中断起飞事故或事故症候。仅在中国民航,每天就有数以万计架次的飞机起飞,这样计算出来中断起飞发生的次数并不低。由此可见中断起飞的风险不容小觑。
相关概念的认识误区
说到中断起飞,首先就要说V1这个概念了。据统计,在中断起飞事故或事故症候中,中断速度大于V1的占58%,小于或等于V1的占19%,未报V1的占19%。由此看出,V1这个速度在中断起飞中起着举足轻重的作用。V1一方面是指在起飞时飞行员为在加速停止距离内停住飞机必须采取的第一行动(例如使用刹车、反推力、放出减速板)的最大速度;另一方面也是最小的起飞速度,随着一台发动机失效,此时飞行员能继续起飞并且在起飞距离内达到高于起飞平面以上所需高度的速度。通俗地讲,如果飞行员在V1后做出中断起飞的动作,就无法保证飞机能安全地停在跑道内;如果一台发动机失效在V1前,飞行员继续起飞的话,同样无法保证飞机在跑到头有足够的越障高度。
理解了V1的含义,那就说一个关于V1容易产生的小误区。在中国,V1被广泛地翻译成“决断速度”,所以容易使飞行员误以为V1是飞行员做出决策的临界速度。其实根据V1的定义我们不难看出,V1并非是“决断速度”,而应理解为“动作速度”。这也就是为什么各个航空公司要求监控飞机的飞行员要在V1前3~5海里/每小时报出V1的原因,V1前3~5海里/每小时是飞行员做出中断起飞决定的最后时机,这样V1时才能做出中断起飞的第一个动作,飞机才能安全停在跑道内。
那么中断起飞的决定由谁来决定呢?中断起飞的决定只能由机长做出。这句话是手册里写的,我认为还是需要明确一下这一点。中断起飞的决定与复飞相比有所区别。举个例子来说,某次航班的着陆机场大雾,在着陆过程中,机长已经清晰地看到跑道了,准备落地,但是副驾驶认为自己看不清跑道,所以喊出了“复飞”,那么这种情况下机长就必须做出复飞的决定。复飞的操作是任一机组成员喊出复飞,那么必须复飞,就算复飞喊的不合适也必须复飞,这是规章。
然而中断起飞的决定则不同。比如,在一次起飞滑跑的过程中,速度大于V1了,副驾驶突然因为警告灯亮喊出“中断起飞”,那么机长就不能像复飞那样不加判断,对于副驾驶这种大于V1中断起飞的不合理建议就坚决不能听从,必须做出继续起飞的正确决定。所以中断起飞的决定必须由机长作出,如果副驾驶针对不应中断的情况提出中断起飞而机长盲从了,这就违章了。可见机长保持一个好的决策状态和技术状态对中断起飞尤为重要。
中断起飞的决策和处置
在我们的各种手册里对于中断起飞的条件都有很明确的说明,决策阶段是按照飞机的空速来划分的。
在低速(80海里/小时以内)的时候,飞机速度小,中断起飞所用的跑道距离相对高速中断要短很多,刹车能量也小很多,中断起飞更安全。所以低速时飞机出现各种故障和不安全情况都可以中断起飞,例如各种原因造成的主警戒灯亮、轮胎故障、起飞形态警告、发动机故障或失效、各种火警、侧窗打开、前视风切变警告、飞机增速缓慢等等。
其中有一种情况我认为尤其要重视,那就是小速度一台发动机失效的中断。因为空速小,方向舵的舵面效应差,所以方向舵脚蹬控制方向的能力会大大减弱,处置不利就有可能在中断起飞的过程中偏出跑道。文章开头1999年的事故就是类似情况,飞行员由于小速度时对左右发动机推力不平衡造成的方向偏移控制不利最后造成飞机偏出跑道。通过模拟机的训练和分析,我认为小速度一台发动机失效以最快速度使用刹车将飞机停住更为重要,如果道面条件又不是很好的话可能通过收轮稳定住前轮转弯来防止方向跑偏效果更好。
在高速(80海里/小时至V1)的时候,由于速度大,则中断起飞所需要消耗的能量会大大增加(总能量与速度的平方成正比),此时中断起飞未必比继续起飞要安全(相关统计表明,52%的中断起飞不安全事件应该继续起飞),所以中断起飞的决定就不能那么随意了。
在高速时,手册里写的中断起飞的条件有:火警、发动机失效、前视风切变以及机长认为严重影响飞行安全或不能飞行的情况。前两条很好理解,火警、发动机失效的情况下是要中断起飞的,这也是飞行员在模拟机训练中练得相对较多的科目。笔者想主要强调一下风切变,风切变警告分两种:前视风切变警告和风切变警告。对于前视风切变(通俗地讲就是飞机起飞方向的前方有风切变),飞行员要中断起飞是没有争议的。那么如果在起飞滑跑过程中进入风切变,是否要中断起飞呢?以波音737-800飞机为例,在起飞滑跑过程中进入风切变是不会触发警告的,那么飞行员只能看到速度的不正常变化(顺风切边的话会看到速度增加很慢或减小)。在这种情况下,波音公司认为中断起飞不一定能把飞机安全停在跑道内,所以建议继续起飞。
关于大速度遭遇风切变这种情况的操作方法,手册里是这样描述的:“如果在V1前遇到风切变,在V1时执行中断起飞则跑道长度可能不够,速度达到VR时,以正常速率抬轮至15度俯仰姿态,一旦升空,执行风切变脱离机动飞行。如果在接近正常抬轮速度时遇到风切变并且空速突然下降,也许剩余的跑道不足以加速至正常起飞速度,如果没有足够长的跑道让飞机停止,在距离跑道末端至少2000英尺处正常抬轮,即使空速很低。在剩余跑道上需要高于正常姿态离地,确保调定最大推力。”
关于这段话讲的含义我是这样理解的,如果在空速80海里/小时至V1进入风切变,空速能达到抬轮速度即VR时,正常抬轮,离地后按风切变改出操作动作操作;空速始终不能达到抬轮速度时,要在距跑道末端2000英尺以前将飞机拉起来。那么如何确定跑道末端2000英尺呢?我认为可以借助跑道灯光系统,白色的跑道边灯在距离跑道末端2000英尺时变成琥珀色,而白色的跑道中线灯在距离跑道末端3000英尺至1000英尺时变成红白相间,这两者都可以作为飞行员的参考。在面对后面那种空速始终到达不了抬轮速度的情况时,当飞行员看到琥珀色的边灯或者进入红白相间的中线灯了就要将飞机拉起来离地了。
除了发动机失效、各种火警,机长认为严重影响飞行安全或不能飞行的情况还包括恐怖袭击、跑道外来物、起飞形态警告等等。其中起飞形态警告这一条比较重要,因为在滑跑过程中,襟翼和减速板等有可能出现非指令性运动造成飞机构型超出起飞构型范围,造成起飞形态警告响。在这种情况下起飞是非常不安全的,文章开始的BAE146事故也印证了这一点(此事故机组一直按照继续起飞来操作,改为中断起飞时速度远远大于V1,为时已晚),所以应该中断起飞。为了鼓励机组在出现起飞形态警告的情况下中断起飞,2004年中国民用航空局也对相关的事故症候标准进行了更改,按照新的事故症候标准,当机组在起飞滑跑阶段发现飞机安定面配平超出起飞允许的范围、减速板,襟翼不在规定位置,机组如果中断起飞,将不再构成事故症候。新政策的推出也为飞行员的决策做出了好的导向。
那么在大速度时如果出现爆胎需不需要中断呢?
曾经有一个课题组针对这个问题进行过一次调查,选择了43名副驾驶和42名机长,题目是:天气OK,跑道道面干,V1是140海里/小时,如果你是机长,在空速110海里/小时轮胎爆破,你的选择是继续起飞还是中断起飞?调查结果有58%的飞行员选择中断起飞。这种情况中断起飞是不合适的。FAA对于起飞阶段V1前1秒轮胎爆破情况的继续起飞和中断起飞的安全裕度做过一个比较,在起飞重量受跑道长度的限制下,继续起飞在跑道头能达到大约150英尺的高度(法规要求35英尺就够了),如果中断起飞,由于爆胎造成的对刹车性能的影响,即使使用所有反推也会使飞机冲出跑道大约300至500英尺。所以了解了爆胎所造成的继续起飞和中断起飞的风险差别以后,我认为大速度轮胎爆破应该选择继续起飞更安全。
中断起飞的后续工作
执行中断起飞程序把飞机安全停在跑道内,只相当于中断起飞完成了一部分,后续的工作能否处理好也非常重要。中断起飞后的工作包括火警的处置,是否需要撤离,是否需要脱离跑道,是否需要停在远机位,以及查阅刹车冷却表来评估刹车高温的风险等等。
遇到发动机或货舱火警造成的中断起飞,首先应该考虑的是第一时间停住飞机,在快速停住飞机的过程中考虑风的因素,尽量把起火的一侧放在下风侧,这样能减少着火对飞机的伤害。停住飞机后,按照相关检查单要求进行灭火。水火无情,灭火时更应保持冷静,以免犯错,如果灭火失败或者火势无法控制,则应该考虑组织旅客撤离。
遇到发动机失效造成的中断起飞,情况允许的情况下尽量靠余速脱离跑道,脱离后完成相应发动机失效的非正常检查单,如果公司没有相关的单发滑行程序则需要跟管制员协调一个位置将飞机停下。
遇到其他系统故障造成的中断起飞能脱离跑道的也尽量不要占用跑道,脱离后先完成非正常检查单相关内容。飞行员还要评估查阅刹车冷却表得出的刹车温度造成的风险,如果刹车温度很高,则尽量不设置停留刹车以增加刹车散热效率,同时可能需要通知机务等相关人员先不要靠近起落架。以上只是列举了几种需要考虑的因素,在中断起飞以后飞行员要考虑的往往还不止这些,所以在中断起飞以后保持一个冷静的头脑和沉着的心态也同样重要。
要做好中断起飞,我认为还有几点比较重要。首先,加强理论知识学习,熟悉飞机各种故障特情的现象和影响,这样才有助于飞行员正确的做出中断起飞的决策。坚持严格的训练,在每一次模拟机复训中,应该加强对中断起飞的练习。扎实的理论知识与定期的强化训练能让飞行员保持一个良好的技术状态和稳定的技术动作条件反射。
其次,在每次起飞时都应提醒自己做好中断的准备,不打无准备之仗,将中断起飞的具体内容在作起飞简令时完成机组协同,明确分工,这样如果遇到中断起飞,处理起来会更从容,避免由于慌乱而造成忙中出错。
更重要的,飞行员要练就一颗强大的内心,飞机不是设计给天才飞的,所以很多故障的处理往往没有你想象的那么棘手。遇到中断起飞这种特殊情况不要急躁,过急过快的中断起飞操作往往会造成飞行员顾此失彼,丢落项目,得不偿失。应该保持适度紧张的心态,这样才能使自己的应激水平调整到最佳状态。完成中断起飞动作时要把握好节奏,把每一个动作做到位,做到稳定,准确,这样处理起来才会更加合理和完整。
统计表明,大约30%的中断起飞不安全事件是可以避免的,所以加强中断起飞的相关学习和操作训练还是非常有意义的。中断起飞有风险,掌握好中断起飞很重要。愿每一个航班安全正点到达目的地。
(注:文中有关操作方面的描述是基于波音系列飞机。)