波音737NG襟翼超速防控:从适航设计到飞行实践的系统化探讨
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波音737NG襟翼超速防控:从适航设计到飞行实践的系统化探讨

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2026-07-21 / 0 评论 / 7 阅读 / 正在检测是否收录...

作者:飞行部七大队王俊国
摘要:近期,笔者所在航空公司发生一起风切变复飞过程中襟翼超速事件、一起进近过程中机组放错襟翼导致襟翼超速事件。这两起事件促使笔者对襟翼超速防控问题进行深入思考。本文从适航规章对设计襟翼速度的认证要求出发,系统梳理了波音737NG襟翼系统的结构特性、标牌速度限制及襟翼载荷卸载保护机制,分析了AMM 05-51-08襟缝翼超速特检程序的触发条件与检查门槛。结合行业运行安全案例分析,从情景意识、标准喊话、注意力分配、自动化设备使用、决策果断性和飞行指引模式意识六个维度剖析了人为因素。基于飞行安全基金会(FSF)稳定进近准则和波音FCTM操作规范,提出了涵盖进近准备、速度管理、复飞程序和机组资源管理的系统化防控建议。
关键词:襟翼超速;波音737NG;襟翼载荷卸载;稳定进近;复飞;飞行安全
1 引言
襟翼作为飞机最重要的增升装置,在起飞、进近和着陆阶段发挥着降低失速速度、增大升力系数的关键作用。然而,襟翼在伸出状态下承受的气动载荷与空速的平方成正比,一旦空速超过该襟翼位置的结构限制速度(即标牌速度,Placard Speed),将对襟翼结构、传动机构和翼面蒙皮造成不可逆的损伤,严重时可能导致襟翼结构失效。
2024年12月,波音对737 AMM 05-51-08"FLAP/SLAT DOWN OVERSPEED CONDITION"(襟缝翼下超速状态)特检程序进行了更新,其中737NG的手册以TR(Temporary Revision)形式完成改版,对超速条件判定进行了细化。这一更新反映出业界对襟翼超速问题持续关注的技术趋势。
从国内运行实践来看,襟翼超速事件在换季大风乱流天气期间尤为多发。近期,笔者所在航空公司发生一起风切变复飞过程中襟翼超速事件、一起进近过程中机组放错襟翼导致襟翼超速事件。这两起事件促使笔者对襟翼超速防控问题进行深入思考——襟翼超速防控不仅是一个技术问题,更是一个涉及人为因素和机组资源管理的系统性课题。
本文旨在从适航设计、系统保护、典型案例和操作实践四个层面,对波音737NG襟翼超速防控进行系统性探讨,为一线飞行人员提供理论参考。
2 襟翼超速的适航设计基础
2.1 设计襟翼速度(V_F)的法规要求
襟翼超速的“速”从何而来?其根本依据是运输类飞机适航标准中对设计襟翼速度的规定。美国联邦航空管理局(FAA)14 CFR 25.335(e) "Design flap speeds”对设计襟翼速度V_F提出了明确要求2:
(1) 每个襟翼位置的设计襟翼速度必须充分大于相应飞行阶段(包括中断着陆)推荐的运行速度,以允许空速控制中可能出现的偏差以及从一个襟翼位置转换到另一个位置的过渡时间。
(2) 如果使用了自动襟翼定位或载荷限制装置,则该装置编程或允许的速度和对应的襟翼位置可用于设计。
(3) V_F不得小于:起飞构型在最大起飞重量下1.6倍V_S1;进近构型在最大着陆重量下1.8倍V_S1;着陆构型在最大着陆重量下1.8倍V_S0。
上述第(2)条直接为波音737NG的襟翼载荷卸载系统(Flap Load Relief)提供了法规依据——当飞机配备自动载荷限制装置时,设计速度可以基于该装置的编程值,而非单纯的固定标牌速度。这意味着襟翼载荷卸载系统的存在在适航层面降低了襟翼超速的结构风险裕度要求,但同时也对系统的可靠性提出了更高的要求。
14 CFR 25.6973在(a)款中进一步规定,升力和阻力装置必须保持在选定位置,仅允许因自动定位或载荷限制装置的动作而发生偏离,且该过程不应要求飞行员进一步干预。同条(c)款要求,操纵面的运动响应速率以及自动定位或载荷限制装置的特性,必须在稳态或变化的空速、推力和姿态条件下,使飞机具备令人满意的飞行品质与性能。上述条款共同构成了襟翼系统设计与运行的法规基础。
2.2 中国适航标准的对应要求
中国民航局(CAAC)发布的《运输类飞机适航标准》(CCAR-25部)第25.335条和第25.697条与FAA法规高度一致4,对设计襟翼速度和升力/阻力装置控制提出了相同的要求。这意味着无论飞机在何处注册运行,其襟翼系统的设计安全裕度均基于统一的国际标准。
3 波音737NG襟翼系统概述
3.1 襟翼构型与位置
波音737NG系列采用前缘和后缘组合式增升装置。前缘装置包含4个克鲁格襟翼(Krueger Flap)和8个缝翼,后缘装置为双开缝后退式襟翼。后缘襟翼在1~15位置主要增大升力,在15~40位置同时增大升力和阻力。襟翼15、30和40为正常着陆襟翼位置,其中襟翼15通常仅在需要考虑进近爬升性能因素的机场使用。
737后缘襟翼共设有9个位置:0、1、2、5、10、15、25、30、40。其中襟翼2、10和25在正常操作中通常被跳过——襟翼2主要用于非正常程序,襟翼10用于部分襟翼着陆或襟翼不对称情况,襟翼25通常从襟翼15直接选择襟翼30时跳过。
襟翼手柄设有两个止动门(Flap Gates):位置1处的止动门用于检查单发失效复飞的襟翼位置,位置15处的止动门用于检查正常复飞的襟翼位置。这两个止动门的设计初衷是防止机组在复飞时无意中将襟翼收至过小位置,体现了波音在操纵装置设计层面对复飞场景的考量。
3.2 襟翼标牌速度(V_FE)
737-800各襟翼位置的最大延伸速度(V_FE)如下表所示
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需要特别注意的是,737-700在襟翼15以后各位置的标牌速度低于737-800。以襟翼30为例,737-800的标牌速度为175节,而737-700仅为165节。这一差异源于737-600/700系列采用了更低的标牌速度以获得更大的结构设计速度裕度,从而延长襟翼部件的使用寿命。
3.3 襟翼机动速度与最小机动速度
737在PFD速度带上为飞行员提供了两种关键的速度参考:
襟翼机动速度(绿色游标):标注为“UP""1""5""15”等,对应各襟翼位置的最小机动速度。在起飞收襟翼过程中,由失速管理偏航阻尼器(SMYD)根据襟翼位置传感器和抖杆速度计算,用于指示下一襟翼位置对应的最小收襟翼速度;在进近放襟翼过程中,由飞行管理计算机(FMC)根据飞机重量计算,指示当前襟翼位置和下一襟翼位置的机动速度。飞机在襟翼机动速度处可保证40°坡度或1.3G过载下不触发失速抖杆。
最小机动速度(琥珀色带上沿):为飞行员提供失速裕度和阵风保护的视觉参考。在约20,000英尺以下,琥珀色带上沿提供约40°坡度(0.3g过载)的机动能力至失速抖杆激活;在约20,000英尺以上,机动裕度随高度增加逐步减小(约25°坡度/0.2g过载)。琥珀色带由SMYD或FMC根据飞行阶段和高度综合计算。
波音FCTM(2024版)规定:襟翼选择应在接近现有襟翼设置的机动速度时且在减速至该速度之前进行。这一原则确保了襟翼在伸出过程中始终处于安全速度范围内,避免因速度过大而导致襟翼超速。
4 襟翼载荷卸载系统
4.1 工作原理
波音737NG的襟翼/缝翼电子组件(Flap Slat Electronics Unit, FSEU)具有后缘襟翼载荷卸载功能,旨在防止襟翼承受过大的气动载荷。当空速超过设定门槛值时,FSEU自动指令后缘襟翼收至较小角度;当空速降至恢复门槛值以下时,襟翼自动重新放出至原选位置。整个过程中襟翼手柄不移动,襟翼位置指示器可显示出襟翼的收起和重新放出,部分飞机P3面板上还设有襟翼卸载指示灯。
4.2 卸载逻辑
737NG非SFP(Short Field Performance)构型的襟翼卸载逻辑如下:
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4.3 卸载系统的局限与认知误区
襟翼载荷卸载系统为飞机提供了一层重要的自动保护,但飞行员必须清醒认识其局限性:
第一,卸载系统并非万能。 襟翼卸载的触发速度与标牌速度之间存在差值,例如襟翼30的标牌速度为175节(737-800),而卸载触发速度为176节,仅相差1节。在空速快速增加的情况下(如阵风、风切变改出),卸载系统的响应速度可能滞后于空速变化,导致瞬时超速。
第二,卸载系统基于737-800基准设定。 如前所述,737-700的标牌速度低于737-800,但襟翼卸载触发速度以737-800为基准。这意味着737-700在襟翼30时,标牌速度为165节,但卸载系统要到176节才触发——中间有11节的“保护盲区”。在这段速度区间内,襟翼虽未触发卸载,但已超过737-700的结构限制速度。
第三,卸载系统是最后一道防线,而非首要防护手段。 飞行员不能依赖卸载系统来替代主动的速度管理。将飞机状态控制在襟翼标牌速度以内,始终是机组的首要责任。
5 襟翼超速的监测与特检程序
5.1 ACMS 050号报文
现代737飞机的飞机状态监控系统(Aircraft Condition Monitoring System, ACMS)设有050号报文“FLAP OVERSPEED”,用于自动监测和记录襟翼超速事件。当后缘襟翼处于伸出状态且空速超过对应位置的限制值时,系统自动生成超速报文,记录超速时的襟翼位置、最高空速、超速幅度和垂直加速度等关键参数。
例如,某737-700飞机在襟翼30时出现轻微超速(超速值≤5节),触发ACMS 050号报文,该报文数据为后续维修决策提供了客观依据。
5.2 AMM 05-51-08特检程序
波音737 AMM 05-51-08"FLAP/SLAT DOWN OVERSPEED CONDITION”章节规定了襟缝翼超速后的特殊检查程序1。该程序的触发条件包括:后缘襟翼、前缘襟缝翼在伸出状态下空速超出限制值,或在大于20,000英尺的高度伸出襟翼。
特检程序的核心要点如下:
垂直加速度限制:AMM 05-51-08中的检查门槛值仅适用于垂直加速度在0.7G至1.3G范围内的超速事件。如果超速发生时垂直加速度超出此范围,必须联系波音获取指导——因为相同空速和襟翼位置下,垂直方向的加减速会增加襟翼上的气动载荷,可能超出检查门槛值的适用范围。
实际襟翼位置判断:以实际襟翼位置和空速来判断是否超速。如果襟翼在移动过程中,使用更严格(更低)的速度限制标准。例如襟翼20(介于15和25之间),应使用襟翼25的标准来判断。
超限程度分级与检查门槛:超速后的检查要求与超限程度直接相关。以襟翼30超速5节以内为例,需在超速发生后100飞行小时或25飞行循环(先到为准)内完成Ⅰ阶段检查。超限程度越大,检查级别越高、时限越短,严重超限可能导致飞机停场等待检查,影响商业运行。
2024年12月更新:波音在2024年12月对737NG的AMM 05-51-08进行了TR改版,对超速条件判定进行了细化,减少了需要联系波音及无法商业运行的情况。737MAX的手册版本也将在后续修订中跟进。
5.3 超速事件的运行后果
襟翼超速的后果不仅限于结构损伤风险,还包括显著的运行影响:
停场检查: 超速事件触发后,飞机需在规定时限内完成特检,严重超限可能需要立即停场。
航班延误与取消: 特检可能耗时数小时至数天,直接影响航班正常运行。
结构寿命消耗: 即使检查未发现损伤,超速事件也会消耗襟翼部件的疲劳寿命。
安全记录影响: 襟翼超速属于不安全事件,需按民航局相关规定进行报告和分析。
6 典型超速场景与人为因素分析
6.1 典型场景
根据行业不安全事件统计分析,襟翼超速主要发生在以下场景:
场景一:复飞过程中的空速突增。 进近过程中受大风乱流影响,空速持续增加,机组实施复飞。复飞过程中推力增大、姿态增加,空速快速变化导致超过襟翼30标牌速度。此类事件中,机组对速度变化趋势预判不准确、姿态增加不够是关键因素。
场景二:风切变改出后的超速。 风切变警告触发后,机组加油门至最大推力、增加姿态实施风切变改出程序。改出过程中空速快速增加,超过襟翼30标牌速度。这一场景的特点是空速变化剧烈且不可控,对机组的能量管理能力及风切变改出的判别提出了极高要求。
场景三:自动飞行状态下的速度漂移。 自动驾驶接通状态下,受风向风速快速变化并伴有不稳定气流影响,空速持续增加。机组未及时脱开自动驾驶进行修正,或脱开时机偏晚,导致空速超过襟翼限制速度。在油门较长时间处于慢车的情况下,飞机出现仰角减小、下降率增大、空速持续增加的非预期状态,机组未能及时识别和干预。
场景四:襟翼选放位置错误导致的超速。 进近阶段机组在未充分核实当前空速的情况下,选择了较目标位置更大的襟翼角度(如当前空速适合襟翼5,却误放了襟翼15或更大角度),导致襟翼在超出该位置标牌速度的状态下被放出。此类事件的本质是操作程序执行不严谨——放襟翼前未落实“速度—构型”交叉检查,PM未对襟翼选择进行标准喊话确认。与前面三种场景不同,此类超速并非由环境扰动引发空速突增所致,而是纯粹的操作失误,反映出机组在标准程序执行和交叉检查方面的薄弱环节。
6.2 人为因素分析
上述场景的共同特征是:无论是环境条件(大风乱流、风切变)触发的空速突增,还是机组操作失误(襟翼选放位置错误)引发的构型与速度不匹配,最终是否发展为襟翼超速,均取决于机组的人为因素表现,归纳起来主要体现在以下六个维度:
(1)情景意识不足。 进近准备与简令中相关演练和预案准备不足,对速度变化趋势预判不准确。部分机组在放襟翼前未交叉检查当前速度是否低于标牌限制速度,缺乏对飞机状态和环境变化的持续关注。
(2)标准喊话和偏差提醒不到位。 监控飞行员(PM)对空速的突然变化未及时进行提醒,标准喊话时机偏晚。油门修正和能量管理不精准导致速度偏大时,PM未对过大的进近速度进行偏差喊话。复飞过程中收襟翼动作偏慢,但标准喊话落实不到位。
(3)注意力分配不当和缺乏稳定进近意识。 受大风乱流影响时,机组飞行操纵不精准,关键数据保持不精确,空速长时间偏大。偏差修正不及时,速度快速增加后未及时收油门修正。部分机组存在“五边进近速度越大越安全”的错误理念。
(4)自动驾驶和自动油门使用不当。 在飞机状态出现非预期变化(仰角减小、下降率增大、空速持续增加)时,机组未及时断开自动驾驶和自动油门进行人工修正,或脱开时机偏晚。自动飞行并非“设置后不管”的模式,需要持续监控。
(5)决策不果断与教学放手量不合适。 进近过程中飞机状态不稳定、关键参数出现明显偏差时,机组复飞决策偏晚。带飞过程中,机长/教员未严格落实“手不离杆、脚不离舵”的要求,当PF飞行出现偏差时未及时上手干预。
(6)飞行指引模式意识不足与盲目跟随。 复飞过程中,机组未按规定按压TOGA电门,导致飞行指引仪未能转入复飞模式(Go-Around Mode),无法输出正确的复飞俯仰指引指令。机组在未核实飞行指引模式是否正确转换的情况下,盲目跟随指引杆的俯仰指令,致使飞机姿态达不到复飞所需的起始俯仰角。在推力增加而姿态不足的情况下,飞机未能有效将动能转化为势能,空速持续增大并超过襟翼标牌速度。这一问题的本质是机组对自动飞行系统工作模式的认知不足——飞行指引仅在正确的模式下才能提供可靠的姿态指引,盲目跟随未经模式核实的指引信号是严重的安全隐患。
7 襟翼超速防控的系统化建议
7.1 强化进近准备与预案意识
进近准备是预防襟翼超速的第一道关口。机组应在进近简令中充分评估天气条件,特别是大风乱流和风切变风险,制定明确的速度管理预案和复飞预案。波音FCTM指出,襟翼选择应在接近现有襟翼设置的机动速度时且在减速至该速度之前进行——这一原则应在简令中明确并预演5。
放襟翼前必须落实交叉检查:核实当前空速低于目标襟翼位置的标牌速度(V_FE),同时确认空速不低于当前襟翼位置的机动速度。只有两个条件同时满足,方可执行襟翼操作。PM应对襟翼手柄位置进行标准喊话确认,PF回应后方可执行——这一“喊话—确认”流程是防止选放错误的关键防线。
7.2 遵循稳定进近准则
飞行安全基金会(FSF)在进近着陆事故减少(ALAR)行动的简报7.1中提出了稳定进近的核心准则7:所有航班必须在IMC条件下1000英尺机场标高(AAE)以上、VMC条件下500英尺AAE以上达到稳定状态。稳定进近的条件包括:
飞机在正确的飞行路径上
只需小幅航向/俯仰修正即可保持正确飞行路径
指示空速不大于V_REF+20节且不小于V_REF
飞机处于正确的着陆构型
下降率不大于1000英尺/分钟
推力设置与飞机构型相匹配
所有简令和检查单已完成
FSF明确指出:在IMC条件下1000英尺AAE以下或VMC条件下500英尺AAE以下变为不稳定进近时,要求立即复飞。一些航空公司还设置了“应该”门(should gate)——通常在“必须”门上方500英尺,未满足“应该”门要求时需采取纠正措施,未满足“必须”门要求时则必须复飞。
对于737运行而言,稳定进近准则与襟翼超速防控高度相关:稳定进近要求速度在V_REF至V_REF+20节范围内,而襟翼30的V_REF通常远低于175节的标牌速度——只要飞机保持稳定进近状态,襟翼超速的风险就极低。反过来说,襟翼超速事件几乎都发生在不稳定进近或复飞过程中。
7.3 规范复飞程序中的襟翼管理
复飞是襟翼超速的高发阶段,规范复飞程序中的襟翼管理至关重要。737复飞的标准程序要求:
按压TOGA电门,推力增至复飞推力
核实推力增加
按速度增加趋势收襟翼至复飞襟翼位置(通常为襟翼15)
核实抬轮至复飞姿态
证实正上升率后收起落架
加速至襟翼15机动速度后继续按计划收襟翼
复飞过程中收襟翼的时机和速度是关键。机组应密切监控空速变化趋势,在空速接近下一档襟翼标牌速度之前完成襟翼收回。如果空速增加过快导致来不及按序收襟翼,应优先控制姿态和推力,避免空速继续增加。
襟翼手柄位置15处设有止动门,这一设计正是为了在正常复飞时防止机组无意中将襟翼收至过小位置。机组在通过止动门时应有意地施加力量越过,而非无意中带过。
复飞启动时,按压TOGA电门是确保飞行指引正确输出的前提。复飞启动时应按压TOGA电门,推力增至复飞推力(N1或GA推力),同时飞行指引仪转入复飞模式并输出正确的起始复飞俯仰姿态指引。若TOGA电门未被按压,飞行指引可能仍停留在进近模式(APP模式)或保持当前模式,所输出的俯仰指令并非复飞所需的大仰角指令。此时若机组盲目跟随指引杆,飞机姿态将远低于复飞所需的起始俯仰角,推力增加后多余的动能将转化为空速而非高度,导致空速快速增大并超过襟翼标牌速度。
因此,复飞过程中机组必须落实以下操作要点:
PF按压TOGA电门后,核实FMA显示复飞模式已接通(FMA信号牌),确认飞行指引杆已更新为复飞俯仰指令后方可跟随
PM进行模式确认喊话:“复飞方式有”——作为复飞的提示性喊话
若发现指引姿态与预期复飞姿态明显不符(如指引杆指示的俯仰角远低于15°的典型复飞起始姿态),按需重置飞行指引,参考姿态指示人工建立复飞姿态
始终将空速趋势作为独立监控对象,不因“正在跟随指引”而放松对速度的关注
7.4 合理使用自动化设备与人工飞行
运行实践经验表明,大风乱流天气条件下,建议建立着陆形态后尽早脱开自动驾驶和自动油门进行人工操纵。当飞机出现非预期状态时,应果断脱开自动化设备进行人工修正。
自动油门在进近阶段的表现需要特别关注。在顺风或风切变条件下,自动油门可能将推力减至慢车以维持目标速度,但飞机的实际空速可能因风向风速变化而持续增加。机组应监控油门位置与空速趋势的匹配性,当发现自动油门无法有效控制速度时,及时接管进行人工操纵。
7.5 加强标准喊话与机组资源管理
标准喊话是落实标准程序的重要载体。机组应持续监控空速、姿态、油门等关键参数,加强偏差提示性喊话。喊话应实用、简洁、明确。
PM在复飞过程中承担着关键的监控和提醒职责。当PF的操作出现偏差时,PM应及时进行偏差喊话;当空速接近标牌速度时,PM应主动提醒PF注意速度趋势和襟翼收回时机。
教员在带飞过程中应严格'手不离杆、脚不离舵'。当PF飞行出现偏差时应及时上手干预,随时做好接管操纵准备。
7.6 摒弃错误理念,树立正确的速度观
行业经验表明,部分飞行员存在“五边进近速度越大越安全”的错误理念。这种理念导致进近速度长期偏大,不仅增加着陆距离和冲出跑道风险,也是襟翼超速的潜在诱因——过大的进近速度在复飞时更容易超过襟翼标牌限制。
正确的速度观应坚持科学与平衡的原则:在满足安全裕度的前提下,将进近速度控制在合理范围内。阵风条件下的速度修正应基于V_REF加上适当的风修正量(通常为阵风增量的一半,但不超过V_REF+20节),而非简单地追求“速度余量越大越安全”。
波音FCTM进一步指出5:减速板仅在襟翼1、2、5、10位置可用,且不得低于1000英尺AGL使用,使用时飞行员手须保持在减速板手柄上。这一限制体现了波音对大襟翼角度下速度管理的谨慎态度。
8 结语
襟翼超速防控是一个贯穿适航设计、系统保护、维修保障和飞行操作的系统工程。从14 CFR 25.335(e)对设计襟翼速度的法规要求,到FSEU襟翼载荷卸载系统的自动保护,从AMM 05-51-08特检程序的检查门槛,到飞行员的每一次速度交叉检查和标准喊话——每一个环节都是安全链条上不可或缺的一环。
波音737NG的襟翼载荷卸载系统为飞机提供了重要的自动保护,但飞行员必须清醒地认识到其局限性:卸载系统是最后一道防线,而非首要防护手段;737-700存在11节的“保护盲区”;卸载系统的响应速度可能滞后于空速变化。主动的速度管理、规范的程序执行和果断的复飞决策,始终是襟翼超速防控的核心。
稳定进近是预防襟翼超速的根本策略。FSF的ALAR准则为行业提供了明确的稳定进近标准和复飞决策门槛。当飞机在规定高度以下变为不稳定状态时,立即复飞不仅是对稳定进近准则的遵守,更是对襟翼超速风险的最有效防控。
在换季大风乱流天气多发期间,机组应提高警惕,强化情景意识,做好进近预案,加强标准喊话,合理使用自动化设备,果断决策。唯有将技术理解、程序执行和人为因素管理三者有机结合,才能真正构建起襟翼超速防控的坚实屏障。
参考文献
[1] 波音公司。 737 AMM 05-51-08 FLAP/SLAT DOWN OVERSPEED CONDITION (Temporary Revision). 2024年12月更新。
[2] Federal Aviation Administration. 14 CFR 25.335 Design airspeeds (e) Design flap speeds. Electronic Code of Federal Regulations. https://www.ecfr.gov/current/title-14/section-25.335
[3] Federal Aviation Administration. 14 CFR 25.697 Lift and drag devices, controls. Electronic Code of Federal Regulations. https://www.ecfr.gov/current/title-14/section-25.697
[4] 中国民用航空局。 运输类飞机适航标准 (CCAR-25部) 第25.335条、第25.697条。 https://xxgk.mot.gov.cn/2020/gz/
[5] Boeing. B737-700/800 Flight Crew Training Manual (FCTM), 2024 Edition.
[6] Boeing. B737-700/800 Flight Crew Operating Manual (FCOM), Systems Description.
[7] Flight Safety Foundation. ALAR Briefing Note 7.1: Stabilized Approach. SKYbrary Aviation Safety. https://skybrary.aero/tutorials/stabilised-approach

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