人为因素对航空安全的影响与对策研究

李峰

摘 要：雷雨季节来临时，飞机在雨中如何实现安全着陆，是航空安全的重要保障。为此，文章对飞机着陆时，发生滑水现象的处理进行重点研究，以期进一步降低人为因素对航空安全造成的不利影响。文章以典型事例为研究对象，对其滑水原因、种类进行分析，同时研究了轮胎构型与滑水之间的关系，以及滑水速度的计算，在此基础上，提出了避免滑水现象的具体对策。希望文章能够为相关人员的研究提供参考价值，进而有效避免滑水现象发生，全面提高航空安全。

关键词：人为因素；航空安全；飞机着陆

中图分类号：V328 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）36-0160-02

前言

事实证明，在飞机起飞与着陆的13分钟内，是安全事故发生率最高的时间短。据相关调查数据显示。因大雨、暴雨等恶劣天气条件造成的飞机安全事故，占总事故发生率的一半以上。影响航空安全的因素有很多，如风切变、漫反射以及湿跑道、风切变、着陆滑水等。由于常年处于国内、日、韩等飞行线的机长们，经常会遇到在积水跑道上着陆的情况。鉴于此，为了更加深入掌握飞机轮胎与积水跑道的特性，为该航线的飞行人员提供有效的安全保证，本文主要针对轮胎滑水现象进行分析。

1 实例分析

1993年，一架德国飞机A320-200在着陆时，滑出跑道起火损毁。事故原因在于，当时的天气条件比較差，且地面控制中心向机组报告了错误风向，实际的地面风是顺风，而地面报告却是顶风，而且实际的顺风分量远远大于限制标准。所以，机组在考虑到风向改变的情况下，修正了参考速度，故飞机最终的接地速度为170Kt。在高速、顺风、大雨等因素的综合作用下，延长了飞机接地起落架由RH至LH的时间，进而影响了扰流板与反推的正常工作，最终导致飞机滑出跑道外并起火损毁。导致这一惨剧发生的主要原因，即跑道上的积水，这种现象称之为着陆滑水。发生滑水现象的主要原因在于，飞机轮胎与跑道地面之间存在一层水膜，这层水膜将轮胎与地面分离，使得几十吨甚至过百吨的飞机“漂浮”在跑道上。滑水现象对飞机的飞行性能具有重大影响，尤其是在飞机着陆飞行时，处理不当极易发生偏离跑道甚至完全脱离跑道等严重事故。

2 导致滑水现象的原因分析以及分类

2.1 滑水现象原因分析

飞机在地面飞行过程中，轮胎是其与地面之间的唯一接触点。在恶劣的雨雪天气下，由于跑道排水能力有限，许多积水无法及时排出，导致跑道存在积水。而当飞机轮胎与存在积水的跑道接触时，轮胎与地面接触的表面会产生一定的流体动压力。飞机在积水跑道上高速运行的过程中，轮胎的高速运动会降低其表面的排水功能，加之水的浮力的作用，发生轮胎“浮”水面之上的现象，这便是常见的水膜现象。轮胎与跑道道面之间的流体动压力，与飞机地面运行速度是呈正比关系的。而当飞机重量与流体动压力相同时，水膜便会阻隔开飞机轮胎的地面接触，这便形成了滑水现象[1]。发生滑水现象时，水压为轮胎速度的2倍，且和流体密度之间存在一定的比例关系。水膜现象发生时最低的水的深度，受到轮速、轮胎磨损情况以及道面光滑程度的影响，通常在2.5MM至10.0MM之间。

除此之外，滑水现象的产生不仅与飞机的地面飞行速度有关，同时也与轮胎速度具有之间关系。一般情况下，飞机地速越大，滑水现象越严重，且轮胎速度越大，滑水时间越长。发生滑水现象时，若飞行员采取加大刹车压力的手段对飞机进行减速控制，则会持续降低轮胎的转速，然而飞机自身的防滞系统，又会降低刹车压力，此时便形成了一种相互矛盾的处理方式，延长了滑水时间，甚至导致更严重的危害。需要注意的是，当飞机发生滑水现象时，其滑跑的速度与方向均会失控，呈现出一种顺风漂流的状态，进而导致飞机在积水跑道上着陆时，发生偏离跑道或者完全冲出跑道的安全事故。

2.2 滑水分类

飞机滑水现象主要包括三类：（1）动力滑水。其主要发生与积水、积雪厚度大于等于十分之一英寸的跑道之上，会导致轮胎后形成楔形水道，进而致使飞机偏离跑道。跑道排水性能差，雨天条件下容易发生动力滑水。（2）粘性滑水。粘性滑水是目前最常见的一种滑水烈性。一般情况下，粘性滑水的水层均比较薄，故在不可能发生滑水的速度下，也有可能发生滑水。粘性滑水会导致飞机短时间内失去控制，进而发生轮胎侧滑，严重时还会出现减速异常。（3）可逆橡胶滑水。这种滑水现象的发生条件比较复杂，跑道必须湿滑且轮胎正处在打滑状态。可逆橡胶滑水会在轮胎上留下明显的印记，且跑道上也存在蒸汽压力印记，是唯一会在跑道上留下印记的一种滑水类型。

3 轮胎构型与滑水之间的关系

以空客330的飞机轮胎为例，该轮胎具有四条环形的胎沟，详见图1。粗略的看，这种飞机轮胎与原有的“光头胎”的区别在于其多了四条环形胎沟而已，但若仔细观察，这种轮胎在胎肩的部位，增加了一圈较细的横向的短胎纹。纵向的环形胎沟有效减少了轮胎与地面之间的接触面积，故轮胎摩擦力降低。这种轮胎的优点在于，其拥有较小的滚动阻力[2]。所以，在比较干燥的跑道道面上具有良好的抓地能力，对飞机行驶过程中，排出跑道上的薄积冰以及轮胎接地时产生的水蒸气比较有利。但是，这种轮胎也存在明显缺点，尽管其具有四条纵向的环形胎沟，但缺少横向与斜向的起到导流作用的胎沟。因此，若跑道的积水比较深，这种轮胎非常容易发生漂浮现象，进而导致飞机失去控制。

4 滑水速度的计算分析

若飞机在接地过程中，机轮速度不够，则其滑水速度约为轮胎一平方英尺压力的7.7倍左右；而若飞机在高速飞行过程中突然中断飞行，或者突然着陆时，其滑水速度即约为轮胎一平方英尺压力的9倍[3]。但是，现代轮胎因外形设计的变化，导致这一系数更加接近6、7。据有关资料显示，发生事故的330-200的胎压是205-225psi，代入上述公式进行计算可得，该飞机的滑水速度达到了130-135Kt，恰好满足QAR记录的速度区域。所以，该机发生了滑水现象，如图2所示。endprint

图2 QAR记录的速度区域

5 避免滑水现象的对策

5.1 提高相关技术应用水平

在飞机起飞与着陆的过程中，加强安全防范，最大程度上降低飞机偏离或冲出跑道事故的发生率。为此，一方面，需要对轮胎的设计、跑道开槽技术的应用以及刹车力测量技术的应用等进行优化与改进[4]。其中，刹车力测量技术的应用，主要是指飞机制造厂家对飞机防滑系统与刹车系统的优化设计。上述技术的优化以及新型科学技术的应用，能够有效防止飞机在起飞与着陆过程中发生安全事故。另一方面，提高机组安全意识，减少因机组不良行为而导致的飞机起飞着陆事故。民航管理于安全会议以及技术讲评时，重点强调：要做手册飞行员，即要求机组人员行为必须符合运行手册要求。

5.2 提高滑水现象的处理技巧

机组训练手册中，对拉平与接地技巧进行了如下概述。拉平时，最佳的俯仰增量是2.3°。而在空客训练手册中规定，恶劣天气情况下，必须实现扎实接地[5]。且一旦住起落架在地，则必须选择最大反推。扎实接地指的是在积水跑道上落地时，为避免发生滑水现象而实行的一种技术，即飞机落地时，轮胎尽快与地面实现直接接触，同时保证减速板与刹车迅速进入工作状态，以免水膜导致刹车无效，进而使飞机偏离或者冲出跑道。

此外，飞机在存在积水的跑道上着陆时，还要将减速板与反推的作用充分发挥出来。减速板具有辅助有效刹车的作用，大约能够消耗飞机能量的一半左右。而反推在飞机高速运行过程中具有比较明显的作用，空客也提出在必要时可以反复使用反推，直到飞机安全着陆[6]。但是，矫枉要适度，以免飞机落地过重，被旅客投诉。同时，训练手册中同样规定，飞机落地之后，需要立刻将前轮放在跑道之上，且不可以推杆或者带着杆不放，以免影响后续减速过程。并且，空客强调，当机长确认飞机减速存在异常时，可以利用反推，保证飞机全停。

5.3 重点考虑飞机着陆的滑跑距离

合理的滑跑距离是实现飞机安全着陆的重要保障。典型的着陆距离系数与跑道条件比较，详见图3。由图可知，典型的湿跑道的滑跑距离大约是典型干跑道的2倍。并且，考虑到飞机裕度，一般会将图中距离乘以1.15，且若条件允许，则会申请长度最长、刹车效果最好的跑道[7]。与此同时，在考虑恶劣天气条件、飞机重量等情况下，需要事先选择好着陆跑道以及跑道的道面情，做好准备。此外，为了提高更好的入口条件，需要尽快完成着陆构型，对着陆条件进行综合分析，保证飞机着陆的扎实稳定。

图3 典型着陆距离系数与跑道条件比较

6 结束语

航空安全直接关系着人们的生命安全，是社会关注的焦点问题之一。而滑水现象是比较常见的一种航空安全影响因素，会导致飞机着陆时偏离跑道甚至完全滑出跑道，是目前最为常见的一种航空安全事故。针对这一现状，本文以实际案例为例，对滑水现象的发生原因以及分裂进行了概述，同时对轮胎构型与滑水之间的关系，以及滑水速度的计算进行了分析，在此基础上，提出了避免发水滑水现象的对策：提高相关技术应用水平、提高滑水现象的处理技巧以及重点考虑飞机着陆的滑跑距离，以期进一步提高国内与日韩航线的航空安全，为机组人员与乘客的生命安全提供有效保障。为其安全着陆增加多一份信息，使其可以准确无误、信心百倍的完成航行工作。

参考文献：

[1]杨林，周万书，李毅，等.飞行员应激反应对航空护林飞行安全的影响及对策[J].森林防火，2017（02）：45-49.

[2]侯熙桐.新形势下航空安全管理面临的风险及防范策略[J].科技视界，2016（18）：141.

[3]孙运梁，石少敏.比较视野下惩治航空安全犯罪的立法完善[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2015，28（05）：24-30.

[4]王彦.民用航空器人为差错影响因素及航空安全维护策略思考[J].科技与创新，2015（17）：32.

[5]晏碧華，姬鸣，赵小军，等.根植于航空安全文化的内隐安全态度的预测效应[J].心理学报，2015，47（01）：119-128.

[6]孙运梁，石少敏.比较视野下惩治航空安全犯罪的立法完善[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2015，28（05）：24-30.

[7]刘俊杰，李华明，梁文娟，等.基于内容分析法的航空安全自愿报告信息分析[J].中国安全科学学报，2012，22（04）：90-96.endprint