如何做好侧风下的起飞和着陆?
飞机在起飞和着落过程中对飞行安全影响最大的外界因素之一就是侧风。碰到正顶风或无风的天气是很少的,从飞行员的角度和安全的裕度考虑,主要是1000英尺以下仪表飞行和500英尺以下能见飞行时对其影响,按飞机运营的阶段划分为起飞阶段和着陆阶段,本文以B747机型为例,探讨如何做好在侧风中的起飞和着陆。
一、遵守民航局和航空公司关于侧风限制的规定
飞机相对侧风的定义:指主体自然风的真方向与机场着陆跑道磁方向不一致所形成的夹角,风是在10米的塔台高度测出的,10分钟之间的平均风,适用于45米或更宽的跑道。民航气象风表示方法比较特殊为无间隔数字简码:风向三位数,风速两位数,亚洲国家主要用米/秒单位表示,欧美国家主要用海里/小时单位表示,当阵风超过平均风5米以上时,后跟两位数表示,初次飞国际航班容易混淆,其实方法很简单,看似强大砍它一半,比如美国机场预报runway:36即跑道方向360度,wind:36020KTG40换算成中国的表示方法为360度10米阵风20米,但在实际飞行中飞行员只是对顶风进行速度上的修正,基本公式:速度修正值(海里)=阵风(海里)-风值(海里)+正顶风(米),风量加值最多为20,因而最终进近目标速度为:Vt=Vre+10+10。
下表是风对于民航飞机的限制:适用于民航飞机
(含)大型飞机 | 风速风角对于飞机的限制 | 风速(含)大于此数据不能着陆.(风向090度)湿跑道和污染跑到风值标准减半 | |||
风向与跑道方向(度) | 000 | 090 | 180 | ||
风速(米/秒) | 25 | 15 | 14 | 5 | |
飞机(米/秒) | 人工 | 人工 | 自动驾驶 | 人工 | |
起飞 | V1 前Windshear 中断起飞 | ||||
着陆 | 2300FT下Windshear 终止进近 | ||||
飞机性能 | 正侧风值17米/秒 |
二、飞机在运行过程中的受力分析和飞行操纵分析
升力公式:Y=1/2PCSv²,其中P是大气密度,C是升力系数,与飞机设计的机翼形状和迎角有关,S是机翼的面积,v是飞机的速度,从公式中可以看出,PCS相对变化不大,Y是随V的增大而倍增,反应在飞机的各操纵面上的舵面效应就会随速度V增加而增大,飞机的杆、舵操纵力应该是随着V的增大而逐渐的减小力度。
侧风会对飞机的坡度和方向产生一定的影响:受飞机机体的影响,迎风侧机翼获得的升力大于顺风侧机翼,形成顺风方向的坡度,为制止风对飞机形成坡度的影响,需要向迎风方向压盘,这时迎风侧的副翼升起,打破了机翼的流线性,减少了上下机翼面的压力差,从而减小了升力,反之顺风侧的副翼下掠,增加了机翼弧度,增加了压力差从而增加了升力,因而升力的不平衡就产生了相对左右机翼的影响,形成了坡度,间接的就会使飞机产生了方向的偏转。特别是飞机起飞时更明显,因为以飞机纵轴为基准产生了向迎风侧的力矩,从而制止了侧风对飞机向顺风侧形成坡度趋势,但迎风侧机翼升力的降低,使飞机迎风侧的重量在机轮上的压力增加,对于同样的机轮、道面情况下,迎风侧机轮摩擦力大于顺风侧,飞机纵轴下产生向迎风侧偏转的力矩,需要制止这个运动趋势,就需要向顺风方向抵舵,消除方向偏转,因而有“上风盘、下风舵”的通俗说法。在遵守了以上表内限制和了解了风对飞机如何影响的前体下,操纵飞机的飞行员在听到天气通播或者看到风向筒后,应综合判断风向和风速,再根据平时的操纵经验决定修正侧风的方法。
三、起飞阶段对于侧风的修正和操纵特点
起飞时,飞机从停止加速到飞机获得足够的升力直至离地,在这过程中操纵者须对风的影响进行修正,根据升力公式随着空速V的增加,作用在副翼、垂尾上的Y气动力增加,从而使我们不需要初始的盘量、舵量就能制止飞机的坡度和方向偏差,理论上讲随着V增加,逐渐减少了压盘和蹬舵量,实际上风的不确定性与阵性,需要具体情况具体对待。
1、初始加油门应柔和一致,当EPR1.1时稳定后,再按下TA/GO电门约用3-5秒到达推力基准,目地减少飞机的突然进动,避免突然进动而使方向修正不能及时跟上,无法感受舵量的过程,容易使发动机喘振,导致进气量低而转子转速高,减少发动机的使用寿命。
2、当飞机起始滑跑时,首先根据预报的风向风速,先给定一个盘量并尽量匹配一个适当的舵量,感受二者之间的匹配量。
3、随着滑跑开始,视线远放感受飞机位移、状态的变化,适当调整盘量来保持大翼的水平,柔和抵舵来抵消飞机的偏转量,目的保持飞机平稳、直线滑跑。
4、防止过、猛、粗,侧风大时容易向迎风侧压盘过量,如果那样就需要更大的蹬舵量来制止飞机向迎风侧的偏转,出现“自我较劲”现象,飞机速度达到高速时尽量避免粗猛的压盘、回盘,因为这样会迅速地增加飞机的偏转力。
5、选择好抬轮时机,正常的情况下,在VR处抬轮,但是在强侧风的情况下,往往伴随着风的不稳定性,当可用跑道长度长和爬升阶段净空条件允许的话,推荐使用稍迟点几秒种的抬轮时机,目的增大飞机的离地速度,提高安全裕度,同时使驾驶员有时间柔和回盘、回舵中立,使飞机离地时不带坡度,减少操纵的仓促性,但要注意侧风大时容易抬头过大过快,波音B747飞机试验显示,当飞机主轮高度35英尺以下而抬头角度过快达到12.5度时,就有可能擦机尾,当高度表指针上指时及时收轮,尽早稳定飞机,为了在侧风中保持起飞离地后的航迹,推荐两种方法:一种是在地面预先调定所修的偏流角,起飞后柔和跟踪飞行指引,另一种方法则是起飞后,根据前后导航源和航迹判断飞机位置,来修正偏流角的大小。
飞机在着陆过程中的三种侧风修正方法和注意事项:
1、航向法:根据侧风风量摆一个偏流角,使飞机运动轨迹沿着中心线,而允许飞机纵轴沿中心线有一个夹角,由于飞机的航向与跑道不平行,增加了判断飞机的运动趋势(航迹)和离地高度的困难, 但好处是不受风速限制,一般用于高高度和侧风20KT以上。
2、侧滑法:适用于侧风较小的情况和低高度,飞机同时使用副翼及方向舵补偿因侧风而出现的偏差,简单来说用方向舵把飞机的飞行方向调整至跑道方向一致,用副翼将飞机维持在跑道中心线上,在这种侧滑的飞行状态下,飞机带有一定坡度,向侧风来流方向倾斜,用机翼升力的横向分量来抵消侧风影响,其弊端是增加了飞机进入尾旋的可能性和操纵飞机的困难性,使飞机需要增加额外的功率。
3、航向加侧滑法:随着飞机高度的逐渐降低接近跑道,风速通常会减小,增加些功率,使飞机带个侧滑保证飞机的运动轨迹和纵轴沿着中心线,但还会有一定的方向角度,以B747为例,飞机机翼下挂的引擎和地面十分接近,单纯的使用侧滑进场时,向下的机翼尖及引擎可能会碰到地面,因而限制了侧滑的角度,由于发动机布局的原因,其接地坡度不能大于7度,波音公司建议飞行员在最大侧风超过20海里/小时的情况下,以主航向加侧滑法进场为主,其起落架的设计可以容许着陆时偏角达到45°。
4、飞机加入起落航线后,飞行员要进行航线边的时间和宽度的修正,创造良好的进入五边的条件,一般起落航线宽度是2海里,单发时为2.5海里,再根据加入起落航线的切入点进行高度的调整,具体公式如下:飞行高度H(英尺)=距离D(海里)x3,加入起落航线一边和二边时飞机高度H+1000,加入三边时飞行高度是H,加入四边和五边时飞行高度H-1000,切跑道头后,三边飞行时间的修正公式:T(秒)=飞行高度(英尺/100)X3-顺风分量(米/秒)。
5、进入五边后,飞机的位置宁可偏在上风侧多些,也不要吹到下风头,控制好线和点的前提下,控制好飞机的下沉率,根据飞机的重量制定一个基准的功率EPR,在此基础上使用油门,使用时要及时、果断,不要单凭飞机的线高速度大,就大行程操纵油门,有可能前半段的下滑线变高,速度的突增是后段速度骤减下沉的一个征兆,风大时拉开始比正常稍晚些为宜,因为风大消失速度也快,导致下沉过快,飞行员容易粗猛带杆,资料显示如果B747飞机起落架支柱伸出时,接地角度大于12.5度(未伸出时11度)就极易擦机尾,主轮接触到地面瞬间将飞机方向与跑道方向顺正。
6、前轮接地后,由于侧风对垂直尾翼的“风标效应”机头自动偏转,因而柔和抵舵用方向舵保持机头方向,保持向来风方向的压杆力,操纵要领与起飞正好相反,随着速度的减小调整盘量和舵量直到飞机达到滑行速度时转换手轮,过早的使用手轮会使操纵者丢失飞机的横侧状态,增加飞机方向修正的难度,在侧风中原则上应少用刹车,因为这时机轮易打滑,制动效果差。
7、现代的民航客机大都装有反推减速装置,在大侧风使用时应格外小心,以下图表显示了侧风下使用反推的技巧和注意事项:
从图中我们看出:当反推拉出时,反推侧力量的增加和侧风分量使飞机极易偏到跑道的下风方向,为了使飞机回到中心线上,应将反推放回慢车位,柔和使用方向舵脚蹬和差动刹车,使飞机重新回到跑道中心线,然后再重新使用反推装置。
三、起飞和落地时风切变的正确处置
风切变更是侧风的极度表现,无稳定的方向性和稳定的风量值,在秋冬季节的大风天气中往往伴随有分切变的发生,一般在长五边进近时,有经验的飞行员将进近速度比正常进近目标速度调大5-10海里,来抵御阵风对飞机的速度干扰,以及当碰到风切变或者紊流时增加飞机的稳定性,复飞时不至于掉速度过多而减少了改出裕度。
起飞阶段:V1之前,立即中断起飞,V1后在VR时以正常速率抬头至15度俯仰姿态,一旦离地立即实施避开风切变的机动飞行, 如果在接近抬头速度时速度猛然减小不能尽快达到VR,但也要在飞机到达跑道头至少2000英尺处进行正常的抬头离地。
着落阶段:低空进近时一旦判定为遭遇风切变,立即收起减速板实施不改变其他外形状态的复飞程序,必要时断开自动驾驶仪,人工最大推力。
改出风切变的要点:最大推力,改平坡度,追随可用的飞行指引至15度姿态,并且随着空速的减小,逐渐的增加向后的带杆力,在所有情况下,导致间歇性的抖杆或起始抖振的俯仰姿态是上俯仰姿态极限,为了获得正地形间隔可能要以间歇性的抖杆飞行,柔和稳定的操纵可以防止俯仰姿态过量和失速。
总之:无论是起飞、落地,都要做好充分的准备和详细的简令,加强机组间的沟通和配合,以安全和旅客舒服为宗旨,坚持八该一反对中的该复飞时应果断复飞的原则,避过风头保证安全。
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