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基于飞行通航训练着陆阶段风险分析

王鹏

中国民航飞行学院新津分院,611431

摘要: 飞行学院承担着国内大部分飞行员的培训任务,每天各个训练机场都正常进行飞行学员的实操训练。为了使飞行训练的品质可以得到客观的评价,目前很多科研院校都在研究通过飞行数据对训练科目评价,但是通过微观的方式对飞行训练做出评价必须把不符合安全范围内或存在超限事件的训练给排除。其中最有代表性的超限事件就是重着陆,超重着落在着陆的瞬间,由于垂直加速度过大可能会造成飞机的二次跳跃也可能造成擦机尾,造成不可逆的机体伤害。
关键词: 飞行学院;飞行训练;着陆
DOI:10.12721/ccn.2023.157057
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着陆阶段的风险事件有时并没有造成安全事故和人员伤亡,所以经常在训练中被人给忽视,并没有将风险事件通过数据进行具体的分析。发生风险事件可能是飞行员操作失误,可能是由于飞行员操作技术有缺陷,也许是环境原因导致,但是目前对于飞行训练中的重着陆研究仅仅是参考飞机接地时的垂直载荷大小,判断接地是否发生了重着陆,且对发生的重着陆事件进行统计而已。并没有对此进行深入的分析,找出造成重着陆的相关操纵原因。也没有对发生的重着陆事件进行一个轻重缓急的危险程度评估,采取措施控制重着陆的未来上升趋势,对重着陆的研究仅仅是停留在表面。

一、研究背景

飞行训练着陆准备阶段分析。本文研究的机型是Cessna-172,该飞机是四座单发活塞发动机轻型螺旋桨式多用途通用飞机,该机型也是目前最具有代表性的初级教练机。飞行训练的标准着陆阶段是指飞机从跑道头上空50ft开始到飞机在跑道上停止滑跑这一阶段。为使着陆能够顺利进行就需要一个着陆准备阶段,该阶段目的是为着陆创造一个良好的入口条件。着陆倒着往前推进行分析发现,一个标准的着陆需要一个良好的入口条件,着陆的入口条件是由五边创造的,而四转弯结束后飞机进入五边,四转弯的条件又取决于四边的飞行状况,三转弯结束后飞机进入四边。由于三边时飞机处于平飞的状态,而四边时飞机处于下降阶段,所以着陆准备阶段一般是从三转弯开始。三转弯是一个平飞转弯,进入时飞行员要压盘抵舵并保持20º的坡度,检查油门保持状态在接近目标四边时改出转弯。飞机进入四边后前半段飞行学员主要的任务时保持一个良好的下滑状态,在控制好速度的前提下通过油门调整飞行高度。四边的后半段在保持状态稳定前提下,对正飞行目标,做好配平调整高度为进入四转弯做好准备。当飞机与跑道延长线夹角为10~15º时进入四转弯,进入四转弯时同样是压盘抵舵保持20º的坡度并检查高度,观察跑道判断合适的时机对正跑道改出转弯。飞机从改出四转弯进入五边至高度为30m为修正目测阶段,该阶段是要控制飞机沿规定的下滑轨迹并保持规定下滑速度飞到指定下滑点。下滑点是飞行学员在保持飞机姿态、构型、速度不变时会相遇的飞机的实际运动点。在飞机进入跑道头上空时为着陆做出合适的着陆准备条件。

二、超限事件与重着陆

在实际的飞行训练中,由于飞行学员的操纵很容易出现不同的问题,经常会导致不同的超限事件发生。超限事件是指违反了飞行训练操作手册的相关规定出现的危险事件,会对飞行安全造成很大的不利影响,训练过程中主要发生的超限事件有:重着陆、俯仰操纵粗猛、地面等待超时、坡度超限、粗猛油门操纵、低燃油量、深失速等,现以下面几项超限事件为例进行简单介绍。

(1)俯仰操纵粗猛

此类事件主要发生在机动科目(如带功率、无功率失速等)飞行阶段,一定程度上反映了实施机动科目进入和改出的操纵幅度。

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(2)粗猛操纵油门

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(3)重着陆

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(4)坡度超限

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根据相关数据的统计,发生频率最高的前三类超限事件分别是重着陆、俯仰操纵粗猛和地面等待超时,其中尤其是重着陆发生的占比已经高达一半之多。对于Cessna-172R机型的重着陆,通过查询Cessna-172R飞行训练手册得知定义为:在最后进近阶段时,飞机以着陆构型接地,且此时的载荷数值为士1.5G。通过查阅飞行训练安全监察部分的超限事件报告发现,当飞机着陆接地时Norm_AC(垂直加速度)大于等于2.5G,或者Norm_AC小于等于-2.5G视为发生重着陆,通过询问工作人员得知发布报告的数值会多加上1G。再结合目前相关学者对于172R飞机方面的研究发现,当飞机以1.5G的加速度着陆时,地面对机体产生的作用力已构成明显的破坏造成危害。综上,将此结果与经验丰富的飞行教员沟通后确认后,最终以1.5G作为赛斯纳172R的重着陆判定闯值。

三、飞行训练着陆阶段分析

着陆阶段专业术语。(1)下沉:飞机脱离之前的下滑轨迹,一直向下走。飞行学员看到跑道上的标识越来越平,能看得见的部分越来越小,同时在慢慢变窄,看到标识在这样变化,说明飞机正在下沉。(2)拉平:飞机在着陆阶段当飞行高度越来越低接近地面时,需要在一定高度时向后拉杆,使得飞机从下滑转为平飘的过程就是拉平。(3)接地:是指飞机柔和的降落到着陆到面上,飞机接地时为获取合适的接地姿态,需向后带杆。着陆阶段分析。着陆阶段是飞行训练中对飞行学员来说较为复杂的阶段之一,着陆是指飞机从跑道头上空开始下降落到跑道至在跑道上停止滑跑的整个过程。在对着陆过程进行分析时结合经验丰富的飞行教员的教学方法基础上,对飞行训练着陆过程进行飞行操作分析时可将其分为三个阶段,分别为跑道头上空到飞机拉平阶段(简称为拉平阶段)、平飘阶段、平飘结束飞机接地到飞机停止滑跑阶段(简称滑跑阶段)。下面将对着陆过程所划分的三个阶段对飞行学员的操作重点给出相关的教学建议。

(1)拉平阶段。飞机从进入跑道头上空到转入平飘这一阶段,首先飞行学员需要在着陆准备阶段为着陆入口提供良好的入口条件。在横侧方面,飞行员位置应骑在跑道中线的位置,方向上机头要跟中线保持平齐;在俯仰方面,飞机在跑道头上空50ft的高度,同时将飞机的速度调整到合适的入口速度60~62kt。此时需要收油门,飞机姿态应从下滑转入平飘,下滑速度和下滑角都逐渐减小,高度降低。飞行学员需要根据飞机的高度和下沉情况,对飞机进行拉平操作。从俯角到平角最重要的是调飞机能量,让飞机有一个均匀消失高度的过程。

(2)平飘阶段。对飞机进行拉平后,这时飞机与道面平行,飞机与道面的距离只有几英尺。在横侧,飞行学员依然是保持位置居中跑道,机头与跑道中线平齐;俯仰方面平行于跑道。在该阶段由于阻力作用,飞机速度逐渐减小,升力减小,为使升力能与重力达到近似平衡,此时飞行学员可通过拉杆增大迎角,提高升力。飞行学员的操作都要轻柔以免飞机出现大姿态的变化。

(3)接地滑跑阶段。飞机在下沉时迎角增大以及地面效应的影响所以接地前会出现机头自动下浮的情况,故需要向后带杆,维持良好的接地姿态。横侧方面飞行学员依然在跑道中线上,机头对准跑道,在飞机完成接地后,保持飞机的方向与位置,飞机会减速到停止滑跑,完成着陆。

四、结语

着陆是整个飞行训练中很重要的阶段,对飞行学员来说飞出一个好的着陆也是一项挑战。本文通过对着陆准备阶段以及着陆阶段进行分析,将着陆进行更细致的拆分,希望能为飞行学员的着陆训练提供理论学习参考,提高学员着陆时对飞机的操作能力,保证飞行训练的飞行品质,也为接下来研究着陆阶段飞行品质评估提供理论支持。

参考文献:

[1]邓位.基于CessnaCJ1模拟机的飞行员飞行训练品质评估系统研究[D].四川:中国民用航空飞行学院,2018.

[2]曹哲,路晶,岳睿媛,庞璐.基于训练飞行的数据可视化及飞行动作划分[J].现代计算机,2021,27(29):70-76.