关键词:无线电高度表故障、威胁与差错管理 (TEM)、循证训练 (EBT)、决策与沟通
引言
2026年7月18日,某航一架波音737-800在五边进近过程中,机组发现飞行指引(Flight Director)突然消失,随后自动刹车预位灯熄灭,减速板预位灯异常点亮。落地后PSEU灯亮起,而两部无线电高度表(Radio Altimeter,RA)指示全程显示正常——机组面对的是一种极其隐蔽的系统故障。
无线电高度表之于现代喷气客机,犹如眼睛之于人体。它向自动飞行控制系统、近地警告系统(GPWS)、交通防撞系统(TCAS)、自动刹车系统等多个关键系统提供飞机离地高度的实时数据。一旦这双“眼睛”出现故障,哪怕只是数据的瞬时中断,也会引发一连串的系统连锁反应,让原本设计精密的自动化飞行体系陷入混乱。
2009年2月25日,土耳其航空一架波音737-800在阿姆斯特丹史基浦机场进近过程中坠毁,9人遇难、120人受伤。事故的直接原因正是左侧无线电高度表故障——数据停留在-8英尺,自动油门据此将两台发动机推力降至进近慢车,而飞行员直到抖杆器启动才意识到问题,为时已晚。这起悲剧为所有737NG飞行员敲响了警钟:RA故障从来不是“小问题”。
一、系统原理:RA为何“牵一发而动全身”
1.1 系统组成与测高原理
737-800飞机装备两套独立的无线电高度表系统(LRRA 1号和2号),每套由一部收发机和收、发天线组成。收发机通过发射天线向地面发射连续调频波,经地面反射后由接收天线接收,根据电波往返传播时间计算出飞机与地面的真实高度。
737NG安装的是调频式无线电高度表,测量范围为-20英尺到2500英尺。两套系统通过不同的调制频率加以区分——系统1为145Hz,系统2为155Hz。收发机1的电源来自1号交流转换汇流条,收发机2的电源来自2号交流转换汇流条。
1.2 双总线架构:设计的冗余与隐患
RA系统的核心设计特征是双数据总线输出。无线电高度表获取的高度值和信号有效性由收发机通过两条数据总线送往各机载系统:
数据总线1:将高度数据送往飞行控制计算机(FCC)和自动油门计算机
数据总线2:将高度数据送往DEU(显示电子组件)、数字飞行数据采集组件(DFDAU)、近地警告系统(GPWS)、交通防撞系统(TCAS)和WXR收发机
正常情况下,系统1的高度值由DEU1控制显示在机长侧DU上,系统2的高度值由DEU2控制显示在副驾驶侧DU上。无线电高度值在PFD上以白色数字显示——2500英尺以上不显示;2500至500英尺更新增量为20英尺;500至100英尺为10英尺;100英尺以下为2英尺。
这种双总线设计本意是提高系统冗余度,但恰恰也埋下了故障的隐患——当总线1输出到FCC的数据为无效或中断时,FCC会认为RA系统故障,而与此同时总线2输出正常,驾驶舱的RA指示和QAR译码数据均显示正常。这就是为什么许多机组报告“RA指示正常,但飞行指引消失了”——系统在“说谎”,而飞行员看到的是“假象”。
1.3 故障的物理根源
针对这一故障模式,波音公司发布了737NG-FTD-34-15002技术通告,判断为无线电高度表到FCC的数据瞬时中断所致。调查揭示了多种可能的物理原因:
同轴电缆卡子问题:电子设备架后部固定同轴电缆的卡子将电缆拉得过紧,由于飞机振动和飞行中的屈伸,导致与收发机插头产生间歇性接触不良。
天线接头问题:同轴电缆与发射/接收天线之间的插头连接松动、未对准、未固定或损坏。有案例显示,RA天线安装螺钉孔附近的密封胶残留导致天线接地不稳定,引发间歇性RA系统故障。
收发机本身问题:Collins LRA-900型收发机在特定条件下存在高于500英尺跳变的故障。波音先后通过更换同轴线缆卡子和收发机硬件改装试图解决,但在装机Collins RA收发机的飞机上,FCC丢失无线电高度数据导致的飞行指引消失故障“并未改善”。
天线安装构型问题:波音通过SB 737-34-2395引入聚氨酯导电凝胶垫圈改进天线安装,但这一问题仍未根治。
波音FTD建议完成RA BITE测试及DFCS BITE来确认系统状态。如果确认RA指示正常,则可隔离掉天线和到收发机线路故障的可能——原因很可能是收发机到FCC的数据总线故障,而另一条供DEU的总线是正常的。复位相应的LRRA跳开关后,如果测试DFCS正常、PSEU正常,则可确认为收发机间歇性故障。
二、连锁反应:一场“多米诺骨牌”式的系统失效
当RA数据发生故障(特别是总线1向FCC的数据中断或错误)时,737-800将面临一系列连锁的系统失效。下表梳理了RA故障引发的五大衍生故障及其影响:
(一)飞行指引消失与自动驾驶脱开
这是RA故障在飞行中最直观、最令机组紧张的表现。当RA收发机总线1向FCC的数据出现瞬时中断时,FCC在200毫秒后即宣告飞行指引失效。737NG飞行指引消失的情况在机队中“很常见,通常都发生在进近时”,但地面测试往往一切正常,很多情况下“还没有故障代码”。
具体到操作层面:一部无线电高度表不工作时,截获航向道和下滑道2秒后自动驾驶即会脱开。如果在低高度、低能见度的进近阶段遭遇这一故障,机组面临的将是自动化系统突然退坡的严峻考验。
(二)近地警告系统(GPWS)异常
GPWS完全依赖RA数据来判断飞机与地形的接近程度。GPWS在飞机高出地面小于2450英尺时进入工作状态。当RA数据错误或中断时,GPWS可能发生两种极端情况:
漏报警——飞机真实接近地形时系统沉默不语。假报警——由于外部电磁干扰或RA本身故障,发出错误的高度信号,误认为飞机已经离地面很近,触发“Terrain, Pull Up”警告。无论是哪一种,都会严重干扰机组的态势感知和降低决策质量。
(三)TCAS功能降级
TCAS系统同样依赖RA数据来判定本机与其他飞机的相对高度关系。GPWS还会送出风切变等离散信号给TCAS,用以抑制TCAS的音响警告。在低高度阶段,TCAS本身会随RA高度降低而逐步剥夺下降类的Resolution Advisory指令——这是为了防止系统将飞机引向地面。但如果RA数据本身出错,TCAS可能在不恰当的时机降级为TA ONLY模式,甚至完全失效。在繁忙的终端区,这意味着机组可能失去关键的防撞指引。
三、TEM视角:当“威胁”遇上“差错”
威胁与差错管理(Threat and Error Management,TEM)模型是民航界理解运行安全的重要概念框架。TEM是指机组需要识别和管理影响飞行安全的风险——即威胁、差错和非期望的航空器状态(UAS)。威胁是指超出机组成员影响范围发生的事件或差错,增加了运行复杂性。如果管理不当,这些威胁和差错有可能产生非期望的航空器状态。
从TEM的视角审视RA故障引发的连锁反应,可以清晰地看到威胁、差错与非期望航空器状态之间的传导链条。
3.1 威胁层:系统性的技术隐患
RA故障对机组而言是一个典型的系统性技术威胁:
设计层面的威胁:RA双总线架构中,总线1失效而总线2正常的“不对称故障”模式,使得驾驶舱指示正常而关键飞行控制系统已失去有效数据。
设备可靠性威胁:Collins LRA-900型收发机的间歇性故障、同轴电缆卡子设计问题、天线接地问题等,至今未能根治。
隐蔽性威胁:正如波音FTD所指出的,这类故障“地面测试又都是正常的,很多还都没有故障代码”。这种“仪表撒谎”的场景极大地增加了威胁识别的难度。
3.2 差错层:机组可能犯下的错误
在上述威胁的诱导下,机组可能出现多种差错:
情境意识错误(Situational Awareness Error) :RA指示正常但FCC已失去数据——在这种“仪表撒谎”的场景下,机组如果仅仅依赖RA指示来判断系统状态,就可能无法及时识别出自动化系统的异常退坡。
程序执行差错:在飞行指引消失、自动刹车不可用等多重故障叠加时,如果机组未能及时调用相应的非正常检查单(NNC),或未能正确执行记忆项目,将导致处置延误。
决策差错:在低能见度进近中遭遇飞行指引消失,机组若在“继续进近”与“复飞”之间犹豫不决,可能使飞机进入不稳定进近状态。
3.3 非期望航空器状态
上述威胁与差错的叠加,最终可能导致飞机进入非期望状态——进近不稳定、着陆距离不足,甚至可控飞行撞地(CFIT)。土耳其航空TK1951号航班就是最惨痛的例证:RA故障导致自动油门错误地将推力降至慢车,飞机失去速度和高度,而机组“反应缓慢,直到抖杆器在略低于500英尺启动时才加大推力,但已来不及挽回局面”。
3.4 TEM的训练价值
TEM模型的价值不仅在于分析事故原因,更重要的是指导训练。正如民航局相关文件所指出的,通过TEM模型和分类方法分析飞行数据,能较快速地发现事件中的威胁、差错和非期望航空器状态。对于RA故障这类“看不见的威胁”,TEM框架要求机组具备提前识别威胁、有效管理差错的核心胜任力。目前,中国民航已发布专门的信息通告,旨在“优化威胁与差错管理模型,扩展TEM在确定训练需求方面的应用,衔接TEM在安全和训练领域的分类法”。
四、EBT训练:从“会做”到“会判断”
循证训练(Evidence-Based Training,EBT)是以核心胜任能力框架为基础的训练方法论。2023年4月,民航局正式发布《循证训练(EBT)实施方法》,标志着中国民航循证训练进入正式实施阶段。目前,国内航空公司已在波音737机队逐步推行EBT训练模式。
4.1 EBT的核心要义
EBT是一种以“胜任力和行为指标”框架为体系基础和训练目标,融合循证学理念发展而来的训练方法论。胜任力是衡量飞行员在特定条件下运用相关知识、技能执行任务的综合能力。
与传统训练方法不同,EBT“基于数据有的放矢地制定训练方案,突出了基于风险的训练理念,并将飞行员的技能分解为不同维度的胜任能力”。如果说传统训练方法是对基础能力水平进行粗糙评估的“写意画”,那么循证训练就是对全部核心胜任能力水平进行精准定位的“工笔画”。
EBT课程“更加注重CRM及TEM管理,更能真实体现机组的各项胜任力。场景设计更贴切实际运行,让学员有沉浸式的体验”。其目标是“从过去传统复训的学会处理某个故障,转变为学会如何解决问题”。
4.2 针对RA故障的EBT训练要点
针对RA故障引发的连锁反应,EBT训练应从以下维度强化机组能力:
(一)威胁识别能力——培养“火眼金睛”
训练中应设置“RA指示正常但飞行指引消失”的场景,让机组学会通过交叉验证来识别故障:
对比两部RA的读数是否一致
观察PSEU灯状态——落地后PSEU灯亮是RA故障的典型“后遗症”
在CDU里检查DFCS故障历史
检查PSEU故障代码——典型的代码包括27-62003(ALT L LT 800 FLT)和32-62005(ALT L LT 200 FLT)
波音FTD建议完成RA BITE测试及DFCS BITE来确认系统状态。机组应当熟悉这些诊断工具的使用。
(二)程序执行能力——做到“心中有谱”
当确认RA相关系统出现异常时,机组应严格执行非正常检查单(NNC)。无线电高度表失效属于明确的非正常科目。具体到上述五大连锁故障,处置要点包括:
飞行指引消失时:若处于ILS进近且目视条件良好,可转为原始仪表数据(ILS航向道和下滑道偏差指示)继续进近;若天气标准不足或机组信心不够,毫不犹豫地执行复飞。
自动刹车不可用时:提前做好人工刹车计划,增加着陆距离裕度,必要时选择更长跑道或备降场。
减速板不自动升起时:着陆后手动将减速板手柄提起至UP位,并配合最大人工刹车和反推。
PSEU灯亮时:落地后按程序执行PSEU测试,读取故障代码。
(三)决策与沟通能力——做到“临危不乱”
EBT强调机组的非技术胜任力。在RA故障场景下,机长需要在短时间内做出“继续进近还是复飞”的关键决策,并与副驾驶、乘务组、管制员进行有效沟通。民航局的EBT实施方法明确指出,以“问题解决与决策”胜任力为例,“传统训练对于机组的决策训练较为单一”,而“循证训练的决策训练是让机组在开放场景下应对困境,该训练没有唯一答案,更加关注机组的决策过程”。
这正是RA故障场景的训练价值所在——它没有标准答案,考验的是机组在信息不完整、多重系统失效情况下的综合判断能力。
(四)复原力(Resilience)培养
EBT的终极目标是“提升学员‘韧性或复原力’能力,应对现实运行环境中的‘灰犀牛’(可预测)和‘黑天鹅’(不可预测)两类风险”。RA故障恰恰兼具两种特征——它是已知的系统隐患(“灰犀牛”),但其发生时机和表现形式又充满不可预测性(黑天鹅)。通过反复的模拟机训练,机组可以建立对这种“隐蔽性故障”的心理准备和处置肌肉记忆。
五、机组处置实战指南
综合以上分析,当飞行机组在737-800上遭遇RA故障引发的连锁反应时,建议按照以下流程处置:
5.1 进近准备阶段
交叉检查:对比两部RA读数是否一致(地面应为-4±2英尺)
预位检查:确认自动刹车预位灯亮、减速板预位灯亮
预案准备:在进近简令中明确“若飞行指引消失,谁操纵、谁监控、何时复飞”
5.2 进近过程中(飞行指引消失时)
第一步——识别:确认FD消失、A/P脱开;检查两部RA指示是否正常(很可能仍然正常)
第二步——判断:通过CDU检查DFCS故障历史;判断是否为RA数据总线1故障
第三步——决策:
目视条件良好→转为原始数据参考或目视进近
目视条件不足→立即执行复飞
第四步——沟通:通知ATC当前故障情况,申请复飞或备降
5.3 着陆阶段
自动刹车:若自动刹车不可用,提前做好人工刹车计划
减速板:接地后手动确认减速板升起;如未自动升起,立即手动提起至UP位
反推:使用最大反推辅助减速
着陆距离:预留额外裕度,湿滑跑道尤需谨慎
5.4 着陆后
PSEU检查:落地后检查PSEU灯状态;如亮,按程序执行PSEU测试,记录故障代码
技术记录:详细记录故障现象(FD消失时机、RA指示状态、自动刹车/减速板表现等),为机务排故提供依据
六、结语
波音737-800的无线电高度表故障,表面上看是一项单一系统的技术问题,实则是一面镜子——它折射出当代民航自动化系统的复杂性与脆弱性。一个RA数据的瞬时中断,可以通过数据总线触发FCC、GPWS、TCAS、自动刹车、自动减速板等五个以上独立系统的连锁失效。而这种故障的隐蔽性(指示正常但数据失效)又使其成为飞行员情境意识的最大威胁。
从TEM模型来看,这是一个典型的“系统性威胁”——设计缺陷长期存在、难以根治。从EBT训练的角度来看,这正是检验飞行员核心胜任力的“试金石”——能否在“仪表撒谎”的情况下保持清醒的头脑,能否在自动化退坡后果断接管操纵,能否在多重故障叠加时做出正确的决策。
土耳其航空TK1951号航班用9条生命换来的教训告诉我们:RA故障从来不是“小问题”。当那双“眼睛”失灵时,飞行员必须成为飞机最可靠的“备份系统”。而EBT训练的价值,正是让每一位飞行员在面对这种“看不见的威胁”时,都能做到识别得了、判断得准、处置得了。
参考文献:
波音737NG飞机低高度无线电高度表关联故障汇总及处理措施,《航空维修与工程》
737NG RA信号问题导致飞行指引消失和A/P脱开,学飞航空,2020年6月
关于无线电高度故障的维修提示,机务在线,2013年5月
无线电高度表总结,2021年11月
无线电高度跳变故障,737playbook,2025年4月
中国民航局,《循证训练(EBT)实施方法》(AC-121-FS-138),2023年4月
中国民航局,关于优化威胁与差错管理(TEM)模型的信息通告
Boeing Multi Operator Message MOM-09-0063-01B, Skybrary, 2009
波音737NG飞机无线电高度表系统典型故障分析,《航空维修与工程》
新疆分公司率先在B737机型实行EBT训练模式,2023年8月
作者:飞行部六大队张雷
评论 (0)