作者:飞行部二大队曹继兴
一问:侧风对飞机的主要影响有哪些?
1、侧风推动机身向下风方向漂移,易偏离跑道中心线。修正不及时,飞机会被吹到跑道外。湿滑跑道接地后会存在侧向漂移。
2、风标效应持续存在,垂尾受侧风影响,机头总想摆向上风方向。为了克服垂尾的偏转倾向,机组应当向下风方向蹬舵,以保证飞机纵轴与跑道平行。这也就是我们通常所说的“下风舵”。
3、机翼向下风方向横滚的趋势。侧风会导致上风面机翼相对气流速度更大,升力也就更大。两侧机翼的升力差异会造成飞机向下风方向横滚的倾向。为了克服升力不对称现象,机组应当向上风方向施加一定量的盘量。这也就是我们通常所说的“上风盘”。
二问:何为偏流角?何为侧滑角?
偏流角:机身纵轴(空速方向)与地速(实际地面航迹)之间的夹角,由侧风造成。如下图所示。
巡航带偏流角飞行,机头对着上风,机身无侧滑,机翼水平地面轨迹对准预定航线。
侧滑:飞机的对称面(纵轴)和相对气流方向不一致的飞行状态,叫作侧滑。飞机带侧滑时,空气从飞机侧方吹来。
侧滑角:相对气流的方向和飞机对称面之间的夹角叫侧滑角。空气从左前方吹来时的侧滑叫作左侧滑,从右前方吹来时的侧滑叫作右侧滑。如下图所示。
侧滑常用于侧风着陆,使飞机保持与跑道中心线对齐。进入侧滑时,需下压一侧机翼,并施加适量反向方向舵以防止转弯。如下图所示。
在此状态下,飞机纵轴与原飞行轨迹保持平行,升力的水平分量会使飞机同时向低的机翼侧产生一定侧向移动。侧滑程度(即侧向移动速率)由坡度决定:坡度越大,侧滑越明显;增大坡度时,需施加反向方向舵量以避免转弯。如下图所示。
三问:侧风飞行时,稳定的侧滑一定带坡度吗?
力学原理:当存在侧滑角时,气流从飞机侧风吹来,机翼会产生侧向空气动力,会把飞机吹向下风方向。如上图所示,压出机翼坡度,升力产生水平分量,用来抵消侧滑带来的侧向气动力,保持飞机受力平衡,横向不漂移,轨迹稳定。
1、只侧滑、不带坡度:侧向力无法抵消,飞机会向下风向漂移。
2、只带坡度、无侧滑:升力水平分量会让飞机转弯,必须蹬舵消除侧滑角。
所以稳定可控的侧滑飞行,必然有坡度。
四问:抵舵对飞机有什么影响?
在空中(接地前),抵舵的直接空气动力效应是让飞机沿立轴偏转,从而改变飞机的航向(而非航迹)。同时抵舵也会导致抵舵另一侧机翼向前运动,升力增加,形成坡度。此外,抵舵会增加飞机阻力,这会加速飞机在拉平阶段的能量(速度)损失,比如在拉平阶段。接地前,如果保持机翼水平,仅仅抵舵修正航向,并不能改变飞机的运动轨迹。因此,方向舵主要用于消除交叉角和协调侧滑,压盘动作是控制飞机横向位移最有效的操作。
五问:大侧风进近只要确保飞行员坐在中心线上就可以?
由于驾驶舱位于主起落架前方,带偏流角进近时,驾驶舱投影和主起落架投影并不重合。所以,驾驶舱位置并不等于主起落架位置。飞行训练手册提示,保持偏流角进近时,应使驾驶舱位于跑道中心线稍偏上风侧,从而使后方主起落架更接近跑道中心线接地。
六问:大侧风落地存在哪些主要风险?
相比较小侧风的落地条件,大侧风条件下飞机的方向控制和坡度控制都更加有挑战性。因此,飞机的方向控制和坡度控制是大侧风落地的两个关注点。
“方向”是一种飞行员常用的通俗简称。“方向”指飞机与跑道中心线的相对水平位置(偏左、偏右),以及飞机的水平运动趋势(即航迹,而非“航向”)。方向不好,冲偏出跑道风险就会增加。我们需要面对和控制的风险是飞机方向。
其次的关注点是飞机坡度。坡度过大,擦襟翼导轨整流罩、发动机吊舱,甚至机翼翼尖的风险就会增加。
这个表格是737-800机型的触地表格:纵轴表示俯仰角度,横轴表示横滚角度。
当俯仰角度4度,横滚角度15度,襟翼导轨整流罩会触地。
当俯仰角度0度,横滚角度15.8度,发动机短舱会触地。
七问:拉平过程中消除偏流角时机把控?
侧风起降操纵技巧描述:在整个进近、拉平和接地过程中保持机翼水平。在最后进近时,保持机翼水平并建立偏流角,对正所需航迹。在接地前飞机拉平时(10英尺附近),使用下风方向舵消除偏流角,并使飞机纵轴对正跑道中心线。
飞行训练手册对接近接地时的明确目标:
1.使用下风方向舵逐步消除偏流角。
2.使飞机纵轴接近跑道方向。
- 同时使用上风驾驶盘抵消偏航引起的横滚趋势。
4.目标仍是保持机翼基本水平。
5.两侧主起落架近乎同时接地。
拉平过程中消除偏流角通常在接地前最后几英尺(约10英尺)开始,使飞机纵轴对正跑道中心线,同时保持机翼水平。若下沉率偏大,可提前至20-10英尺;若下沉率偏小,可推迟至10英尺后,但需确保接地前完成减消偏流角的操作。
避免过早或过晚消除偏流角。过早消除偏流角可能导致飞机向下风侧漂移;过晚则可能增加接地时的横向运动和起落架载荷。若飞行员在最后几英尺突然使用大方向舵,又可能诱发快速偏航、横滚和反向修正。
八问:不同道面状况对侧风有什么限制?
干跑道上,轮胎与道面之间通常具有较大的纵向和横向摩擦余度。湿滑或污染跑道上,轮胎需要同时完成纵向减速、横向稳定、消除横向速度、保持跑道方向。这些都需要借助于轮胎与道面的摩擦力。制动力越大,轮胎能够用于转弯和横向稳定的摩擦能力就越小。因此,同样的侧风,在干跑道和湿滑、污染跑道上,不是同一个风险等级。公司不同跑道状况代码对应侧风限制如下图所示:
其中训练手册要求:只要使用不对称反推,在湿或被污染的跑道上侧风限制就需减小5 海里/小时。
九问:飞行训练手册为什么不推荐在干跑道强侧风中仅采用带偏流角接地,而在湿滑跑道建议使用带偏流角接地?
1、干跑道不建议使用偏流角接地的原因
(1)侧向载荷大,对起落架不利:干跑道上,飞机带偏流角接地时,起落架纵轴与水平轨迹存在夹角,会产生较大的侧向载荷,对起落架结构造成不利影响。
(2)横向偏离大,易偏出跑道:偏流角越大,飞机接地时的横向偏离就越大(飞机航迹会偏向跑道上风边)。干跑道摩擦系数大,飞机接地后若偏离中心线,方向舵修正的难度较大,容易偏出跑道。
2.湿跑道建议使用偏流角着陆的原因
(1)减少向下风偏移,利于方向控制:湿跑道摩擦系数小,消除偏流后,受侧风影响飞机接地时容易向下风侧偏移。采用偏流角着陆(无侧滑)时,所有主起落架同时接地,能迅速触发扰流板和自动刹车,有效抵消侧风导致的向下风偏移,保持飞机方向。
(2)减轻飞行员操纵负担:湿跑道上,飞机接地前无需像干跑道那样“拉平消除偏流角”,减少了接地前复杂的交叉操纵(蹬舵压盘)动作,降低了操纵难度,减轻了飞行员的工作量。
(3)适应低摩擦道面:在湿滑跑道上,若使用侧滑法(带坡度)着陆,过大的横滚操纵或侧滑容易导致飞机失控或偏出跑道,而偏流角着陆能更好地适应低摩擦道面的滑跑特性。
十问:侧滑法接地有哪些风险?
侧滑法通常先以偏流角保持五边航迹,然后在拉平前:
- 使用下风方向舵使飞机纵轴对准或接近跑道方向。
- 使用副翼向上风向压机翼防止偏移。
- 以坡度产生的水平升力分量抵消侧风。
- 建立稳定的小坡度侧滑。
- 使上风侧主轮稍先接地。
过大的上风坡度可能造成以下风险: - 发动机吊舱接触跑道。
- 外侧襟翼接触跑道。
- 升力减小、阻力增加,下沉加快。
- 接地前操纵裕度下降。
十一问:三种着陆方法的优势和劣势是什么?
十二问:侧风着陆后,如何使用反推?
下图表示了在带侧风条件的滑跑道上,着陆滑跑过程中的方向控制问题。当飞机迎风开始滑跑时,反推侧力分量加上了侧风分量使飞机偏到跑道的下风向。同样,大的刹车力会减小轮胎的转弯能力。
为了修正回中心线,松开刹车并减小反推至反推慢车。松开刹车会增加轮胎的转弯能力并有助于保持或重新获取方向控制。调定反推慢车降低反推侧力分量而不需要经历全程反推作动循环。按需使用方向舵脚蹬转弯和差动刹车,防止修正过量超出跑道中心线。当重新获得方向控制且朝跑道中心线修正飞机时,使用最大刹车和对称的反推来停住飞机。使用该技巧会增加所需的着陆距离。
十三问:如何做好低能见+雨中+侧风着陆?
1、进近中做好充足预案演练。针对多个复杂气象条件叠加的情况,做好中止进近、复飞、低高度复飞、中断着陆、风切变程序演练,最强实力上座,合理分工,充分发挥CRM合力。
2、侧风+雨中+低能见目视跑道后,如果保持偏流角,使驾驶舱偏向中心线的上风侧,保证主轮在跑道中心线上接地,防止目视跑道后,用机头对正跑道,偏流角不够,造成飞机向下风面偏移。
3、对比五边实况风向风速和跑道预报风向风速,做好操纵心理预期。提高注意力分配,及时准确修正偏差。最低标准以下(内外结合,以外为主,外70%,内30%),强化多要素交叉参考,同时关注油门与速度、航道与航迹、下滑道与下降率。创造好入口条件,“动一兼顾二”,稳住下滑点,控制好方向。
4、大侧风着陆不能无限追求轻接地。如果为了轻而长时间平飘,飞机会持续受阵风的影响,导致接地点远、方向控制困难。
5、明确侧风条件下落地的风险控制目标,即无论使用哪种方法,都需要控制好飞机的“方向”(沿跑道中心线),同时控制好飞机的坡度,兼顾冲偏出跑道和擦翼梢两种风险。
6、抵舵,而不是蹬舵。“抵舵”,就是要闷住劲、柔和一致地用力。机组必须警惕,粗猛用舵,在任何时候都是风险极高的。
7、与静风着陆相比,增加了方向舵的控制和衍生的压盘控制。蹬舵压盘会产生一定侧滑,导致升力损失,对比静风对于带杆需要略有增加、收油门要略慢。
8、在接地前下沉可控后开始挤舵,挤舵不应以具体交叉角数据为目标,而是形成合适的、均匀的减小偏流角速率即可。开始抵舵后,不应主观、过量压盘,导致上风向坡度过大。训练手册要求“保持机翼水平的同时迎风施加副翼操纵”。注意仍然需要用盘控制位置。
9、雨中着陆,不要为了追求轻接地而导致飞机“滑水”现象出现。扎实接地可防止飞机滑水,确保主起落架机轮旋转,防范冲偏出跑道风险。
10、主轮接地后,应保持纵向控制并平顺、及时地放前轮。应继续按需要保持上风驾驶盘输入,使机翼受控,并随速度变化不断调整输入量。高速阶段仍主要依靠方向舵和脚蹬联动前轮转弯保持方向。
11、反推不是越大越安全,反推既有纵向减速分量,也可能产生附加侧向作用。方向控制正常时,按程序建立对称反推和计划刹车减速;方向控制恶化时,减小刹车和反推,恢复方向后再重新建立减速。
12、不要高速强行抢回中心线。正常目标始终是保持跑道中心线。若飞机已经偏离中心线,高速阶段不应使用大方向舵、过量差动刹车或前轮转弯手轮着急修正到中心线上。
13、果敢决策、时刻保持复飞意识,反对盲目蛮干。面临以下情况,果断作出复飞决策。
(1)最新气象信息(包含管制员通报的最新天气)表明运行跑道存在大雨(含)以上降水条件时,禁止起飞、最后进近、着陆。
(2)严格落实所需目视参考要求,坚决落实“看不清就是看不见、时见时不见就是不能见”的红线底线要求。
(3)严格落实“中心线就是生命线”理念。高度 50 英尺以下机身位置(不含机翼)横向偏离跑道中心线大于 1/4 跑道宽度,建议机组果断实施复飞。
(4)进近/着陆阶段,PM 和观察员须持续监控飞机状态偏差并及时进行偏差提示性喊话。在偏差提醒喊话无效的情况下,应果断进行复飞喊话。驾驶舱内有任何一人明确喊出“复飞”时,PF 应立即执行复飞。
(5)跑道状况对应侧风限制超出公司运行标准。
(6)长时间平飘,无法保持在接地区内受控接地。
(7)不满足稳定进近的其他情况。
场景分析:
1、五边飞机保持静风气象条件飞行,飞机通过跑道入口后,左侧风瞬间增加。
2、在侧风的影响下,飞机以3°的偏航角逐渐向右偏离跑道中心线。
3、如果飞机保持较小的下降率去修正,飞机可能存在虽然压左盘、抵左舵修正,但飞机仍然向右侧边线漂移的现象。
如下图所示:
1.假如飞机用5°的左坡度去修正3°的偏航角,真空速150节,需要几秒钟可以修正到跑道方向?
飞机使用5度坡度协调水平转弯时,航向变化率(转弯率)与真空速(TAS)相关,计算公式为:
转弯率(度/秒)=1091×tanφ/V 其中φ:坡度角,V:真空速(节)。
如果飞机真空速约为150节,则5度的坡度对应转弯角速度为0.636°/s。所以,大概需要5秒的时间将飞机修正到跑道方向。
对于45米宽跑道,空速150节,假如飞机保持3°偏航角持续偏航,需要几秒钟会偏出跑道?
偏航角为3度,飞机速度150节,偏航方向的速度分量为:
V=150×sin3°=7.85节=4.04米/秒
t=22.5米÷4.04米/秒=5.57秒
所以,飞机保持3°偏航角大概6秒钟会偏出跑道。
因此:
(1)飞机进跑道后遭遇侧风突然发生较大变化,方向修正不及时,位置出现偏差。如果仅靠压盘产生坡度,短时间内很难将飞机方向修正到跑道方向,避免飞机拉挂现象。
(2)不要盲目蹬舵修方向而导致压反向驾驶盘,进一步造成飞机侧偏。突然的左侧风增加,造成飞机右偏,下意识蹬左舵修正方向,害怕低空坡度大而保持机翼水平,错误的修正导致飞机实际偏航角可能并没有改变。尤其湿滑跑道着陆,盘舵不协调易导致接地后不可控的漂移状况。
(3)大侧风落地,提前做好风向风速变化预判,及时修正偏差。如果侧偏没有得到明显控制,尽早作出复飞决策。
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