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印尼亚航A320飞机空难的解析和借鉴意义

 阿彪926 2015-12-20

一、前言

2014年12月28日,印尼亚航一架从印尼泗水飞往新加坡的A320飞机空中失事,机上所有人员遇难。如今该空难的最终调查报告已经出炉,调查结果令人震惊,空难的原因竟然源于空中重复出现的一个ECAM警诫信息“AUTO FLT RUD TRV LIM SYS(自动飞行方向舵行程限制器系统)”。在多次出现该故障之后,机组在决策、操作和程序上出现了一系列的差错,导致飞机进入复杂状态,机组又没有执行有效的改出动作,最后坠毁。


失事的亚航A320飞机

经过分析,该航班机组的一系列差错并非个例,而是具有很大的共性,对我A330机队有很大的借鉴意义。本文尝试列出其中的几个关键差错并进行分析,让我A330机队以此为镜,避免出现类似差错,提升运行安全和品质。

二、事故简要经过

2014年12月28日,该航班在32000英尺高度上巡航时,出现四次ECAM警诫信息“AUTO FLT RUD TRV LIM SYS(自动飞行 方向舵行程限制器系统)”。对于前三次,机组(机长:PM,副驾驶:PF)严格执行ECAM程序,系统恢复正常。但故障第四次出现后,机组的一系列差错将整个航班带上了一条不归之路。

● 复位FAC(飞行增稳计算机)跳开关

当警诫信息第四次出现时,机组没有完成ECAM程序,而是选择复位FAC(飞行增稳计算机)跳开关。据调查报告,机长在地面曾目睹维护人员通过复位FAC跳开关成功解决此问题,这可能是他决定复位FAC跳开关的原因。而为了拔出副驾驶座椅后面的FAC 2跳开关,作为PM的机长需要离开座椅。当两个FAC跳开关接连被复位后,自动驾驶仪和自动推力断开,飞机进入备用法则。

● 副驾驶的操纵

当自动飞行系统断开时,操纵飞机的副驾驶完全没有准备,他可能是被惊呆了(“The SIC might have been startled…the CVR recorded the PIC said ‘oh myGod’”—调查报告),因此没能第一时间接管飞机。直到9秒钟后,飞机达到54°(或为53°)左坡度时才开始使用侧杆操纵飞机。但他显然对飞机当时的异常状态失去了应用的情景意识,先是在2秒钟内右压杆到底将飞机带到9°左坡度,然后又向左压杆,使飞机又变成了50°(或为53°)左坡度。同时他向后带杆达15°导致飞机大幅度上仰,随后出现失速警告。他随即短暂向前压杆,失速警告停止1秒钟。但接着又向后带杆到12°,导致飞机再次失速。之后该副驾驶一直带杆直到坠毁,没有再执行任何失速改出程序。

● 机长的反应

在飞机出现大仰角但未失速前,机长曾下令“PULL DOWN…PULL DOWN”(拉下?拉平?无法确定——编者),随后出现第一次失速警告。在出现第二次失速警告5秒钟后机长曾向前压杆,但没有按压接管按钮,导致出现“DUAL INPUT”语音警告。机长始终没有接管飞机的操纵以改出失速以及后面的复杂状态。

● 飞机的状况

飞机在第四次故障后从32000英尺急剧爬升,最大高度达38500英尺,最大坡度左坡度104°,然后飞机以20000英尺/分钟下降率掉高度;FDR最后的记录是飞机空速83节,迎角50°,左坡度8°,下降率8400英尺/分钟,无线电高度187英尺。


失事飞机飞行轨迹

三、空难原因分析及对我A330机队运行的借鉴意义

该航班的失事可以归结到运行、维护、机组的决策、程序和操作等原因,下面仅根据调查报告列出几个于我A330机队运行有重大借鉴意义的方面。

● 故障处置决策失当

● 计算机复位

● 飞机故障时对飞机状态的控制

● 失速改出程序

● 接管操作的原则

● 复杂状态的判断和改出

● 故障处置决策失当

本次空难的诱因是故障信息“AUTO FLTRUD TRV LIM SYS”。那么此故障对飞行有多大的影响呢?如下图所示,方向舵行程限制器故障使其锁定在最后失效的位置,自动飞行系统没有影响,飞机仍保持在正常法则,所有保护可用。此故障影响不大,其最大影响可能是重复出现带来的干扰性。但在第四次出现此故障时,机组没有如之前一样执行ECAM程序,而是决定采取复位FAC跳开关的办法,试图彻底解决此问题。显然结果证明此决策是错误的。

方向舵行程限制器故障的ECAM信息

那么是否可以预防信息的重复出现给机组带来的干扰呢?空客提供了这种可能性。使用ECP面板上的EMER CANC(应急取消)键可以抑制此信息的重复出现。当出现故障时,按压EMER CANC键将抑制此故障的单谐音、主警诫灯和ECAM信息,并在STATUS页上可以看到“CANCELLED CAUTION”(取消的警诫)以及被抑制的故障标题。这是最合适的方法。另外,若机组可以确定此故障对飞行所造成的影响不大,而且即使执行ECAM程序此故障还是会继续出现,也可以考虑选择直接清除此故障信息。无论是哪一种办法,都不会造成飞机操纵法则降级,也不会影响到自动飞行系统的正常工作,可以确保飞行安全。

● 计算机复位

关于计算机复位,空客A320飞机QRH手册规定:飞行机组只能对计算机复位表中列出的计算机进行复位。若要复位其他计算机,机组必须完全了解其后果才可以进行复位FAC没有包含在复位表中,且在进行复位前,机组没有对此复位可能产生的后果进行充分的讨论(从第四次警诫信息的出现到第一个FAC跳开关复位间隔仅53秒,此短暂的时间不足以让机组进行充分的讨论)。机长虽曾在地面目睹维护人员复位FAC跳开关成功解决故障,但并不足以说明他对空中复位此跳开关所带来的后果有充分的了解。

显然此计算机复位的决策是不当的。第一、它超出了QRH规定的范围,说明机组在程序的执行上没有严格程序;第二、即使机组认为确有必要进行复位,机组也没有对此可能产生的后果(即自动驾驶仪和自动推力断开,操纵法则降级,如下图)进行必要和充分的讨论。


两个FAC跳开关复位后的ECAM信息

正是由于机组对复位FAC跳开关的后果预期不足,操纵飞机的副驾驶被这种意外状况“惊呆”了,造成情景意识下降,没有及时作出反应,并导致后续一系列的操作差错,致使飞机最后进入复杂状态。

因此对于计算机的复位,机组必须严格执行空客程序:在完成ECAM的过程中,到状态页时考虑执行计算机复位,可以复位的计算机参考QRH中的“计算机复位表”,并且必须按照QRH中“计算机复位”章节中的要求进行复位。若该故障不包含在表中,则不能盲目进行计算机复位。

● 飞机故障时对飞机状态的控制


空客的“GOLDEN RULES(黄金法则)”

空客“黄金法则”的第一条强调PF必须FLY THE AIRCRAFT, FLY THEAIRCRAFT, FLY THE AIRCRAFT, …(控制好飞机,控制好飞机,控制好飞机,……)”,要求在飞行当中,“PF必须专注于‘操纵飞机’以监控和控制俯仰姿态、坡度、空速、推力、侧滑和航向等,从而达到和保持要求的目标值、垂直飞行轨迹和水平飞行轨迹”;并且“黄金法则”第四条要求PF必须“在出现意外状况时,采取相应措施包括改变引导方式甚至变成人工飞行(摘自空客FCTM)。这意味着PF在飞行中的最关键任务是控制好飞机。若自动驾驶仪可用,监控自动飞行系统工作正常,所有方式和参数正确;若自动驾驶仪断开,第一时间接管飞机,控制好飞机的姿态、航向、速度、高度以及轨迹等重要参数,确保飞机可控。

显然,该航班的PF没有做到这一点,他明显不具备故障时控制飞机的能力,并且高高度人工操纵飞机的能力偏弱或甚至不具备。因此当自动驾驶仪意外断开时,他慌张失措,下意识作出了不当操作反应,导致飞机失速,并进而进入复杂状态。

在飞行中任何情况都可能出现,机组不能麻痹大意,必须保持好对意外状况的警觉性和相应的情景意识,一旦出现意外状况时,保持冷静,第一时间控制好飞机的状态,即使是比较极端的情况,任何时候保持好飞机的姿态和推力这个基本驾驶术都是可用的。

● 失速改出程序

在本次空难中,该副驾驶的失速改出程序存在重大差错。如上所述,他仅在第一次出现失速警告时向前压杆减小飞机姿态,并使失速警告停止。但接着一直带杆,致使飞机第二次失速,并且再没有执行任何改出动作。

自从法航447航班空难之后,空客就修改了失速改出程序,并强调了失速改出训练的重要性。

我们机队一直以来都重视失速改出的训练,但训练仅是一种手段。要确保可以严格按照程序执行正确的失速改出程序,关键是失速的正确判断和及时反应。失速是一个迎角的问题,因此一旦出现失速警告,最关键的动作是减小俯仰姿态,减小迎角。需要时甚至可以减小推力来减小迎角。然后严格执行后续的改出动作,直到飞机顺利改出失速状态。

● 接管操纵

作为电传操纵飞机,空客一直强调,“任何时候只能有一个人在操纵飞机”。这是基于空客飞机的操纵特点,避免双输入造成输入信号代数叠加,导致飞机撞地、擦机尾、擦翼尖等危险情况发生,危及飞行安全。为了避免这样的情况,飞行员需要了解双输入现象,掌握正确使用侧杆的方法。

双输入的现象

一旦出现双输入,会出现语音告警“DUALINPUT”,同时在遮光板上,侧杆优先权指示器上的绿色“CAPT”(机长侧)和”F/O”(副驾驶侧)信号牌亮。

双侧杆输入信号牌

正确使用侧杆的方法

任何时候PF和PM都不允许在侧杆上同时进行输入。

需要进行操纵交接的时候,若PF主动,PF下令“你操纵”,确定PM接操纵之后松开侧杆,PF变成PM;PM应回答“我操纵”,按压侧杆优先权按钮,接管飞机,变成PF。若PM主动,PM应下令“我操纵”,按压并按住侧杆优先权按钮,直到接管操纵完全建立,而PF应立刻回答“你操纵”并松手。若需要,按压接管按钮至少40秒可彻底断开另一个侧杆。一旦出现机组成员失能压住侧杆,或侧杆故障造成影响时,使用这个办法可以解决这样的问题。按压任一个接管按钮可重新激活被断开的侧杆。

机长操纵接管失当

在本次空难中,机长的操纵接管存在严重问题。机长在发现飞机失控,副驾驶操纵错误的情况下,没有及时接管飞机。而在飞机状态持续恶化的情况下,也没能作出正确的接管操纵动作或决断。机长的复杂状态改出能力不胜任。

● 复杂状态的判断和改出

关于复杂状态,空客认为非常不可能的,因为电传提供保护以保证快速反应会大大提前。这会尽量减少这些气动复杂状态的效应和潜在性”。并且“电传结构的效应和操纵法则的存在会消除在受保护的空客飞机上训练复杂状态改出机动飞行的需求摘自FCTM)。

但此次空难中,由于飞机降级到备用法则,失去了诸多正常法则的保护,加上该副驾驶的操纵差错,导致飞机进入了复杂状态。坡度角最大达104°迎角最大达48°但无论是机长还是副驾驶,都没有采取任何措施尝试改出。

这意味着复杂状态仍是一个潜在的风险。我们需从预防和能力提高两个方面缓解风险。

复杂状态的预防是一个常态和综合要求。第一是程序要求。机组飞行中严格执行程序,一旦出现任何故障或意外情况,严格按照机组分工的原则,控制好飞机状态;第二是机组资源管理要求,飞行中机组之间要相互监控,相互提醒,尽量保持飞机的飞行在安全的包线之中;第三是机组意识的要求,机组要随时保持良好的情景意识,尽量避免操作差错的出现。

要提高复杂状态改出的能力,需要在训练上进行解决。航空公司需要给飞行员提供复杂状态的理论培训和模拟机训练。理论培训可以让飞行员更好的了解复杂状态的现象,有助于机组更好判断和识别复杂状态。模拟机训练通过设计真实的场景(例如:机头过高,俯仰姿态大于25度;机头过低,俯仰姿态大于10度;坡度大于45度;在以上状态同时,速度不正确),强化飞行员对复杂状态的认识,并通过模拟机训练使其掌握复杂状态的改出技能。

四、结束语

前事不忘后事之师,我们不希望出现任何的飞行事故,但一旦出现事故,我们需要了解事故的原因,并以此为镜,寻找我们运行当中可能存在的类似问题,并找出相应的解决方案,预防类似事件或事故的再次出现。此次亚航A320飞机的失事,我们当引以为戒,在飞行中严格执行程序,保持良好的情景意识,进行合理的机组分工和配合,实施有效的机组资源管理,确保我们的运行安全和高效,保证每一次飞行都是安全起飞并愉快落地。



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