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干货:几十上百吨甚至几百吨的飞机为什么会偏出跑道?

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文|飞行圈

干货:几十上百吨甚至几百吨的飞机为什么会偏出跑道?

飞行圈 2017-12-10

做不到啊!

落地哈尔滨,地面刚刚下过大雪,滑行道上到处都是飞机压过的结实的雪,还有融化的雪又结冰的冰辙。

塔台问一架飞机能不能动作快点加速滑行,这架飞机说,不行啊,这么滑的道面。

冬天来了,注意防范偏出跑道

去年4月26日,一架波音737飞机在广州起飞时,偏出跑道陷到草地里,需要救援才将飞机拉出来。

去年12月13日,两架飞机同时在乌鲁木齐机场滑行时,因为道面积冰滑到滑行道外面去了。

这么大的飞机,几十上百吨,甚至几百吨的飞机,为什么那么容易就跑偏了呢?

飞机的设计

汽车是靠发动机驱动前轮或者后轮转动来带动汽车自身前进和后退的,所有的动力来源于轮胎。方向控制一般来源于控制前轮,有的汽车后轮可以随动以协调转弯。

飞机不像汽车,飞机是靠发动机带动螺旋桨或者涡轮风扇向后吹气从而产生向前推力或者拉力的,而飞机本身的起落架的轮子是不带动力驱动的,飞机的轮子只有刹车。(发动机也可以使用反推将空气往前吹,产生向后的力)

所以飞机在转弯时,前三点式大型飞机,一般依靠飞行员控制转动前轮来改变方向,偶尔会像小飞机那样使用对后面两个机轮的差动刹车来转弯,也会配合使用不对称(也有叫差动)推力来辅助转弯。(前轮一般没有刹车)

不过不对称推力的使用需要特别小心,因为发动机对推力手柄的反应有个过程,而飞机产生的动量对于发动机输出的功率也有滞后,这样很容易发生推力过量,进而造成飞机方向不可控制。尤其是推力不对称的大功率状态下。

飞行员在地面低速滑行时,能直接控制的设备包括发动机推力、主轮刹车,前轮转弯。

通常的转弯方法是:飞机使用对称的推力向前运动后,再使用前轮转弯来控制飞机转向。

对于波音飞机而言,通常在狭窄的区域或转弯半径受限时考虑使用差动油门和差动刹车,差动油门就是左右侧发动机使用不同的油门大小,差动刹车的意思就是左右侧机轮使用不同的刹车力。

在飞机起飞的高速阶段,方向舵的气动性能开始起作用,通常不使用或者有限使用前轮转弯,飞行员主要通过方向舵来控制飞机的方向。方向舵在地面滑行的低速阶段没有作用。

常见的偏出跑道或者滑行道原因

天气和道面原因:

就像去年在乌鲁木齐机场那样,机场跑道或者滑行道道面积冰造成飞行员无法控制飞机,偏出跑道或者滑行道。因为地面打滑,飞机已无法通过刹车和前轮来控制飞机,非常容易失去控制。

飞机的原因:

前轮转弯系统失效时,飞行员对前轮失去控制,如果不能及时将飞机停住,飞机有可能离开原来的滑行线路而失控。

发动机失效:

飞机起飞时,如果一侧发动机失效:一侧推力仍然是起飞推力,而另一侧推力丧失,尤其是在地面低速阶段,飞行员可以控制的前轮和刹车根本无法控制较大的不对称推力,这时非常容易偏出跑道。唯一的办法是立即终止起飞,将大推力的发动机收回,没有不对称推力后,飞行员才有可能控制飞机不偏出跑道。

飞行员操作失误:

飞行员操作失误已经造成多起飞机起飞时偏出跑道事件,这个多见于发动机推力加速性不一致时。

当飞行员前推油门,由于发动机或者自动油门问题,虽然飞行员操作所有油门到起飞推力位置,但是推力却在不对称地增加,飞机形成了向小推力方向偏转的动量,在地面低速阶段,当前轮和差动刹车没有能力完全阻止较大不对称推力造成的这个动量时,就会造成飞机失控。

起飞时不对称推力还有一种情况就是使用了差动油门进入跑道而急于起飞时,飞行员迅速将所有发动机设置在起飞推力,这时,原先较大推力的发动机会以较快的速度达到起飞推力,而之前较小推力一侧的发动机需要很长时间加速才能到达起飞推力,这样造成人为发动机加速性不一致而造成飞机方向失去控制。

上图是一架起飞的飞机在起飞时失控旋转一圈的轮胎痕迹

怎样防止滑出跑道、滑行道

航空公司和制造商对于飞机的地面滑行有严格的规定和要求,尤其是对于在道面状况不好的滑行速度和方法有严格限制,飞行员发现道面原因滑行困难时,应立即使用刹车停止滑行,可以考虑使用反推,考虑使用推车推回。

对于发动机失效,尤其低速阶段,应按照公司SOP,立即收回油门,及时减小不对称推力状态,最大限度地避免过大的偏转。

前轮转弯失效多发生在开始滑行后初始转弯时,飞行员需要密切监控转弯趋势,这时的刹车更为好用,一般都能及时停止飞机,阻止飞机偏离。

由于飞机发动机加速的特性,无论波音还是空客飞机都要求初始设置发动机在一定的低转速,并且稳定之后再前推油门到起飞推力。这个稳定的过程可以消除大部分的发动机加速性不一致,以及人为的发动机加速不一致。

当然,飞行员在增加推力时,也应该密切注意发动机参数变化,如果发动机参数差别过大,应该立即收回油门,终止起飞,避免飞机形成方向偏差的动量而失控。


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