B-737-800重着陆原因及对策初探

帅哥

B-737-800重着陆原因及对策初探 前言 B737-800机型，属于B-737系列第三代机型，也是B-737基础机型的加长型。自上世纪九十年代加盟国内各航空公司机队以来，在中国国内（大陆）航空公司已成功运行至今。但是，根据航空公司的统计，该机型在成功运行的同时也发生了比例高于同机型其他型别的大量的着陆载荷三级超限注1.事件及接地载荷大于2.0G的重着陆事件注2.。 一、从数据看B-737-800机型着陆载荷超限特点： 以下根据对某航空公司B-737-800机型固定数量、架次飞机在连续时间段内（一年）全部的飞行品质监控数据分析，发现其航段数与产生接地三级超限的比例也远高于正在大量使用的该机型的第二代机型及B-737-700等长度较短的机型。该机型连续12个月三级超限与重着陆比例为38：1；而连续 13个月的三级超限与重着陆的比例则高达19.5:1；而作为主力机型连续运行十年的B-737-300机型在数年前出现了一起重着陆后再没有出现此类事件。 作为大规模使用的机型B-737-800，在国内长期出现的着陆载荷超限据和重着陆事件据高不下的现象，需要我们以高度重视的态度，解决飞行运行中出现的这种现象，保证飞行安全，保持航空公司的良好信誉。根据B737-800机型所发生的重着陆问题相关译码数据。通过对B-738机型接地载荷超限数据的分析，对该机型产生接地载荷超限的原因做若干分析。 以下为某航空公司对固定数量型别机型在连续十二个月内发生的着陆载荷三级超限的全部统计数据： 机型 架数 超限次数 监控航段 航段与事件比例 B737-300 14 76 28195 371:1 B737-800 4 38 9527 250.7:1 B737-700 3 11 6559 596.3:1 通过对以上数据中B-737-800机型所有接地载荷三级超限事件发生时的数据判读，归纳以下B-737-800机型着陆载荷超限特点： 全部38次B-737-800机型接地载荷超限，其中数据可读取的36次。 1、有18次接地载荷超限产生了跳跃，占所有可读取该机型数据着陆超限的50%,其中有1次着陆发生了三次跳跃。 2、有28次超限发生时接地速度大于等于VREF速度，占所有可读取着陆超限数据的77.8%。 3、全部可读取数据的着陆超限事件在着陆过程中，无线电高度十英尺以下，都出现了一次以上松杆－带杆的往复操作现象，而且95％以上的接地载荷超限中最后一次松杆－带杆往复操纵动作都发生在接地前瞬间。 二、从译码数据推理B-737-800机型着陆载荷产生原因： B-737-800机型在接地前瞬间的俯仰往复操纵，是造成该机型着陆载荷超限的直接原因。实际飞行过程中，当机组在判断着陆目测飞机不下沉的情况下，才会用松杆－带杆往复操纵的方法制止飞机的目测上仰，修正他/她们所认为出现的目测偏差，保证飞机正常着陆。 但是，按照正常的落地操纵思维逻辑，当飞机在跑道上降落，距离地面极近出现目测不下沉时，只要稳住驾驶杆，及时收光油门，飞机就会在极短时间内随着速度的减小接地而不会造成接地载荷超限。这也是业已成熟的落地偏差修正方法，并不复杂。 这种离地面极近情况下出现的松杆现象，只有当出现了操纵者认为目测飞机的上仰偏差较大或者认为距离地面还有一定高度，俯仰操纵余地较大时，才会用松杆－带杆的方法修正偏差。附1B-737-300落地译码数据 因此，松杆－带杆的操纵源于他们对飞机落地目测的盲目自信，源于机队飞行人员整体的落地视觉偏差，源于基础机型B-737-300机型的落地操纵特点。而产生视觉偏差的原因，源于对B-737-800机型落地的目测特点不了解，与飞机落地目测关联紧密的关键部件的尺寸了解甚少，以及油门杆的使用特点不了解造成的。附2 B-737-800重着陆译码数据 在对B-737-800机型落地超限的统计中有77.8%的接地载荷超限发生时飞机的接地速度大于或等于Vref(参考)速度。而通过对B-737-800正常落地译码数据的抽查统计，绝大多数接地速度在Vref到Vref-10之间。因此，不可能是因为速度小而产生接地载荷超限。 三、B-737-800机型与基础机型的外形数据差别： 在B-737第二代机型中，国内公司现役较多的是B-737-300型，机身长度为32.18米，两个主起落架垂直连线中点与前起落架直线距离为12.45米。在B-737NG（新一代）系列机型中， B-737-700机身长度32.5米，两个主起落架垂直连线中点与前起落架直线距离为12.6米，B-737-800机型机身长度38米，两个主起落架垂直连线中点与前起落架直线距离为15.6米。 如果以B-737系列机型推荐的正常接地仰角为5度为标准，按照勾股定理计算。 Sin5°=0.087 M=主起落架完全伸展轮胎距机身距离 B-737-800接地时的机首中轴离地面垂直高度为： X1=15.6×sin5°=1.36米＋M。 B-737-700接地时的机首中轴离地面垂直高度为: X2=12.6×sin5°=1.0962米＋M。 B-737-300接地时的机首中轴离地面垂直高度为： X3=12.45×sin5°=1.0832米＋M。 B-737－700/800机型所有纵向高度一致。根据实地测量的数据，当飞机在空机状态剩油约4000公斤时，B-737-700/800机身离地高度为120厘米；B-737-300机型在同等状态下，机身离地高度为115厘米。根据B-737-300与B-737NG系列机型《飞机维护手册》（AMM）的数据同一系列两种不同型别飞机的主起落架减震支柱最大伸出量分别是： B-737-300 37.6厘米（14.8英寸） B-737NG 42.9厘米（16.9英寸） 综上所述，在空中起落架放出、主起落架减震支柱完全伸展的状态下，B-737NG机型主起落架减震支柱比B-737-300机型主起落架减震支柱长： 42.9－37.6=5.3厘米 B-737-300机型标准轮胎直径为40英寸，合101.7厘米，推算半径为50.85厘米； B-737NG机型标准轮胎直径44.5英寸，合113.1厘米，推算半径为56.55厘米， B-737NG机型比B-737-300机型轮胎直径长： 113.1－101.7＝11.4厘米 B-737NG机型比B-737-300机型轮胎半径长： 11.4/2=5.7厘米 在两种机型以机身平齐进近着陆，当B-737NG机型接地时，B-737-300机型轮胎离地高度为： 56.55－50.85＝5.7＋5.3＝11厘米 四：通过B-737-800/700/300三种机型在两种条件下落地的比较和分析得出由于视觉偏差是导致B-737-800机型产生重着陆的根本成因： 我们提出两种假设： 第一种假设： 1、三种型别飞机接地时机首位置的高度差别： 假设B-737-800/700/300飞机各一架以推荐的标准5度姿态，在同一条跑道标准接地区的同一位置接地。 接地时B-737-800飞机比B-737-700机型飞机驾驶舱位置高： X1-X2=136-109.62=26.38厘米。 B-737-800飞机比B-737-300飞机驾驶舱位置高： X1-X3=136-108.32＋11＝38.68厘米。 B-737-700飞机比B-737-300飞机驾驶舱位置高： X2-X3=109.62-108.32＋11=12.3厘米。 通过以上计算我们可以得出： 在所有几何数据中，B-737-300机型和B-737-700机型接近，当这两种机型在理想状态接地时，B-737-700驾驶舱比B-737-300驾驶舱高约12.3厘米。无论根据计算出的数据，还是实际运行中的情况，与B-737-800机型相比，B-737-700机型的落地目测与B-737-300机型落地目测更为接近。 2、从接地高度的差别推断目测偏差： 根据视物基本原则，以同一视角看跑道道面，在以假设的5度标准姿态接地时距地面较高的B-737-800驾驶舱内无论实际离地高度还是目视离地高度要比B-737-700和B-737-300驾驶舱内离地高度要高。在三种机型假定同一视角落地的情况下，B-737-300驾驶舱实际离地高度和目视离地高度最近，看地面最清楚清楚。而B-737－700驾驶舱目视离地高度介于两者之间。 这三种机型在以上假设的理想状态以同样5度姿态接地的着陆俯仰操纵过程中，假定飞机的抬头角速度相同，但是飞机机首位置垂直方向向上移动的线速度则因从主起落架连线中点到前起落架位置长度的不同而不同。 主起落架连线中点到前起落架直线距离较长的B-737-800机型（15.6米）机首位置单位时间内向上移动的行程将大于较短的B-737-700（12.6米）、B-737-300(12.45米)机型机首向上移动的行程。因此，在单位时间内B-737-800机首位置垂直方向上移动的线速度显然大于较短的B-737-700和B-737-300飞机。直接在我们的视觉中的反应，就是落地过程中出现了目测高。 3、一个非常容易被忽略的因素： 实际运行中的情况，B-737-800机型在以30度襟翼完全建立着陆形态，五边进近完全建立盲降后，飞机的俯仰角为0度到＋1度之间；而B-737-700飞机和B-737-300飞机在同等条件下飞机的俯仰角在＋2.5度到＋3度之间。这种差异加剧了飞机在落地“拉姿态”时的目测差别，其结果是，在以同等姿态接地时B-737-800机型机首位置需要更大的线速度才能达到预期出现5度正仰角，这更加重了飞机被“拉挂”注3的视觉效果。 飞机在接地前的直到接地着陆过程中，相对于地面，整个飞机位置在向下位移。但是，当飞机“拉姿态”时机首位置向上位移的线速度接近或等于机身的下沉速度时，飞机机首位置相对地面是没有垂直位置变化的，在驾驶舱目测地面就是出现不下沉的情况。这也是很多有经验的机长能落“轻两点”的诀窍。 当B-737-800/ 700/300以同样的推荐的预期仰角接地时， B-737-800出现被“拉挂”的感觉更明显而时间较之其他两种机型更提前，B-737-700比B-737-300目视“拉挂”感觉仅仅是略高。 4、由于基础机型目测的影响，造成B-737-800机型易出现着陆载荷超限： 所以，同一系列机型，长径比越大，接地前出现目视“拉挂”时间较之长径比小的型号越提前，持续时间越长。国内较早运行B-737机型的航空公司主力机型大都是B-737-300机型为主，而机队人员对B-737-300机型的目测和落地早已形成了成熟和相对固定的目视角度和操纵方法。但是，对一个机队整体而言，这种成熟的落地特点也造成了技术上机械的准确性和人员心理上狭隘的安全感，这种思维定式是造成B-737-800着陆产生超限的根源之一。 当机队以B-737-300飞机为基础机型或主力机型，习惯了B-737-300机型目测和落地操纵特点的机队驾驶员在混飞B-737-800机型，特别是在长时间间断飞行时，就会就不自觉地地把B-737-800落地正常出现的“拉挂”现象错误的与B-737-300的误差提前“拉挂”混为一谈，把比B-737-300机型正常提前出现的目视“不下沉”作为偏差修正，错误地试图以松杆的方法修正偏差。而通过对译码数据的判读也证实了这种错误操纵的大量存在，这种错误的修正都发生在无线电高度表十英尺以下，在飞机接地前瞬间，产生了因目测判断错误而引起的不当修正，造成着陆载荷超限。由于B-737-700与基础机型B-737-300机型几何尺寸接近，所以如果落地以同样的目测不易造成落地载荷超限。 第二种假设： 1、在三种机型机首平齐落地时的数据差别： B-737-800/700/300三种机型各一架当机首位置平齐的情况下在同一机场以5度姿态落地： cos5°＝0.996 按照勾股定理计算，当B-737-800/700/300飞机接地时主起落架轮胎连线中点在水平方向上距前起落架在地面的直线投影距离分别为： Y1=15.6×cos5°=15.54米 Y2=12.6×cos5°=12.55米 Y3=12.45×cos5°=12.4米 当B-737-800以5度姿态接地时，B-737-700姿态同样为5度正仰角且飞机未接地，距道面高度为： X1-X2＝26.38厘米。 而B-737－700主起落架轮胎在B-737-800主起落架轮胎的正前方Y1-Y2=2.99米处； 此时B-737-300姿态同样为5度正仰角且飞机未接地，距道面高度为： X1-X3＋5.3＋11.4=44.38厘米 而B-737－300主起落架轮胎在B-737-800主起落架轮胎的前方Y1-Y3=3.14米处； 2、从接地高度的差别推断飞机目测习惯的形成： 通过以上计算我们可以得出以下结果，当B-737-800/700/300机型各一架在以上假设的条件下落地。在B-737-800飞机以标准的目测标准接地时，B-737-300/700未接地且出现了落地目测高，特别是B-737-300机型。 但是，国内绝大多数航空公司早期机队运行的基础机型是B-737-300机型，飞行人员的操作基础同样是B-737-300机型。因此即使在B-737-800机型的飞行过程中，在B-737-300机型上养成的长期的落地目测和飞机操纵习惯、形成的机械的准确性的前提下，将会以一种思维定式的思维方式使用B-737-300的落地目测标准。特别是在机队机型和人员长期处于B-737-300/700/800混飞的情况下。 3、由于基础机型的影响，造成B-737-800机型接地前下沉快： 因此，以上提出的假设所造成的B-737-300/700机型接地目测高的落地结果在大多数情况下并不成立。反而，飞行员即使在B-737-800机型上，也会以长期养成的B-737-300的落地目测为标准。按照这种目测造成的结果无疑是拉杆偏晚，当发现下沉快、离地面太近时会产生粗猛拉杆，防止飞机与地面的接近率太大，以补偿之前积累的杆行程，防止着陆重。而此时飞机如在瞬间接地，则会产生粗猛着陆；或舵面效应及时产生，飞机被“拉挂”，机组低高度松杆修正，仍然产生了粗猛着陆。而接地前瞬间粗猛拉杆形成的舵面效应在飞机接地后瞬间作用于飞机时，产生了接地后跳起，飞机跳起后空中减速板按照第一次接地空地电门（WOW）接通时的接地逻辑打开，破坏机翼的空气动力外形，造成升力急剧下降，如再出现错误的松杆修正飞机跳跃，则更加剧飞机的二次接地着陆载荷。 五、通过以上两种结论，结合飞行译码数据，揭示B-737-800机型从视觉角度受基础机型影响造成重着陆的基本成因： 1、飞机主起落架连线中点距前起落架距离较基础机型B-737-300长，与基础机型同样的姿态接地驾驶舱实际高度高；2、飞机着陆“拉姿态”时机首位置线速度大，造成飞机“不下沉”的目视错觉；3、基础机型B-737-300飞机接地印象造成目测机械的准确性。造成了飞行员对同一机型、不同型别的B-737-800机型判断偏差落地目测低，导致飞机接地前下沉快，拉杆晚，造成重着陆或二次接地重。 六． B-737NG机型与第二代B-737机型的油门使用特点及差别： 译码数据表明，绝大多数着陆载荷超限无线电高度表30英尺以下油门使用不均匀。而这种从译码数据上发现的表象暴露了机队部分飞行人员对该机型发动机油门构造特点特别是使用特点的认识缺陷。他/她们仍然把对B-737-300机型油门的人工操纵特点原封不动地用在对B-737NG系列机型油门人工操纵上，从而占用了更多精力，影响着陆技术，甚至出现了大速度带油门落地后因操纵不当的跳跃。 而两者却有根本的不同：B-737-300飞机的发动机是机械液压传动式，即钢索传动式，钢索由驾驶舱油门杆操纵，因此反映到发动机上就是N1值的变化较直接；而NG系列的发动机使用了全权燃油数字控制系统，电子监控。驾驶舱油门杆位置传输电信号，由EEC控制发动机加减速及安全限制，它在控制时通过对很多信号的计算来决定一个最佳的数值包括在N1值在43％左右前后的加减速，因为有安全限制的功能其中包括发动机的防喘和超速，它在控制时根据计算好的最佳数据来控制注4。就出现了在N1值在约45％-40%时发动机以一种“慢匀速”直到慢车状态，这也是EEC安全保护的一种体现。因此在实施正常落地，且发动机燃油控制系统正常时，理论上机组需要做的动作只是根据目测、速度判断等因素给油门杆一个慢车位置，其余的事情只需要计算机去做即可。 七、从进近速度和季节看B-737-800机型产生着陆超限的因素： 1、进近速度： B-737-800机型最大落地重量为66.3吨，此时飞机的以30度襟翼完全建立标准着陆形态下的进近表速为Vrf＋5＝ 154节；基础机型B-737-300机型的最大落地重量为51－52吨，此时飞机以30度襟翼完全建立标准着陆形态下的进近表速为Vrf＋5＝146节。 单纯从进近速度上就可以看出，B-737-800机型在拉平着陆阶段单位时间内飞越的跑道长度要多于B-737-300机型。而实际运行中飞行员普遍反映该机型落地后减速性能较基础机型B-737-300要差很多，因为B-737-NG机型采用了比第二代B-737机型更加光洁的大翼和机身。飞机的光洁减小了飞行阻力，但是，它的副作用是直接导致飞机空中和落地后减速性能的变差。 临沂、温州、等“短跑道”机场，跑道长度均在2400-2600米；而昆明、西宁、兰州等高海拔机场，海拔标高均在6000英尺以上。在类似机场着陆时，特别在夜间、雨中、顺风等气象条件下实施全重着陆或接近全重着陆时往往带有较大的心理压力，源于担心飞机速度大导致的平飘距离过长，飞机接地后剩余跑道无法满足飞机的减速性能要求而冲出跑道。 通过以下统计数字，我们可以看到，这种心里压力确实影响了着陆技术，对整个机队在特定机场的着陆质量产生了巨大影响。 根据统计，某公司B-737-800机型每天在北京落地的航班至少有4班，在连续12个月内产生了1次接地载荷三级超限事件，发生率为0.068%；而该机型在临沂机场每天落地2班，连续12个月内产生了4次接地载荷三级超限事件，发生率为0.55%。后者产生着陆载荷超限的概率竟是前者的至少八倍！当-737-800机型以30度襟翼为标准着陆襟翼，在“短跑道”机场的运行，将是拥有B-737-800/900或类似性能的其他机型运行的薄弱环节。 2、季节特点： 根据某航空公司的整个机队所有机型（B-737-300/700/800,CRJ-200/700）的接地载荷超限译码数据规律，每年的三、四月份和夏季的某些月份是全年接地载荷三级超限最高的月份，也是B-737-800机型出现接地载荷超限最高的月份。每年的三四月份是我国的大部分地区连续出现强风天气的月份，低空强烈颠簸、风切变天气出现较频繁；而夏季的某些月份是台风对东亚大陆以及西南太平洋诸岛影响最大的月份。这直接导致了飞机出现不稳定进近、操纵环境恶化等不利条件，对飞机着陆质量产生了显而易见的巨大影响。 八、不要被自己的眼睛欺骗， 出现重着陆的综合因素： 1、飞机着陆目测接地与基础机型（B-737-300）的差别及建立着陆形态仰角差别导致机组对接地高度产生目测误差，出现延迟拉杆。接地前较低高度，飞机接地瞬间操纵上使用了基础机型（B-737-300）松杆-带杆往复操纵的特点;2、缺乏对B-737NG机型油门使用特点的了解，导致飞机在正常状态下带油门接地，如果在接地前瞬间出现松杆，则增加出现着陆载荷超限的机率；3、相对跑道较短的落地机场，整体上在对机队飞行人员形成较大的心理压力；4、其他不可预知的偏差（颠簸、阵风、带飞偏差）。以上原因的综合因素，导致B-737-800飞机在落地时出现比其他同型别飞机比例高得多得着陆载荷超限事件和重着陆差错。 为避免B-737-800机型重着陆，各航空公司飞行队/部并非不重视，也采取过重点带飞、组织更多的本场、技术研讨等各种手段，也曾经收到过效果，但这种效果，往往是短期的。作为机队人员整体，也仅仅是知其然，而不知其所以然者多。若干时间后，接地载荷超限和重着陆又接踵而来。 因此，笔者认为，与第二代B-737机型的视觉偏差和早期形成的落地目测习惯的纠正需要着重强调。不要被我们自己的眼睛欺骗。 结束语 据统计，自1992年前的30年里，西方喷气运输机群在着陆过程中共发生事故389次，报废飞机195架，死亡3423人。这些事故的一半发生在着陆进跑道以后，如果以着陆时间约占飞行总时间的4%计算，事故率是相当高的。加强着陆技术和理论的研究，特别是易产生着陆载荷超限机型的研究。以理论数据为根本依据，以实践经验为起点，以求达到标本兼制的效果。以期减少与落地有关的各种超限事件，特别是接地载荷超限的发生几率，在整体上减少整个民航系统重点机型的落地载荷超限绝对总量和发生概率，保证安全运行的重点环节。 据非正式渠道的了解，其他类似在基础机型上的加长型如B-737-900,空客321等，也出现了比其基础机型高的着陆载荷超限和重着陆。其原因，也与本文分析的主要原因相类似。在这里我们仅仅从飞机的几何尺寸以及基础机型养成的操纵习惯、视觉习惯、心理等入手，阐述和分析B-737-800机型重着陆的原因，以期取得抛砖引玉的效果。 注1：飞行品质监控用词，着陆载荷三级超限CAAC标准为1.6G，各个航空公司标准或高于此，本文中也用“着陆载荷超限”。 注2：属于飞行严重差错，着陆过载大于2.0G时的称谓，各航空公司标准根据其规定载荷略有差别。 注3：落地时目视飞机不下沉的非正式用语，常用于飞行人员互相讲评使用。 注4：部分引用自B-737NG机型《AMM》（飞机维护）手册。