不稳定进近-IATA Safety issue review-2021

附件 A

探知不稳定进近

1. 不稳定进近 - 复飞的矛盾

不稳定进近是民航业安全飞行运行的一个关键课题。飞机营运人正在尝试管控此风险并把此风险减缓到尽可能低的程度。探知一次不稳定进近的最佳工具可能是一份飞行机组发送的由于不稳定进近而执行复飞的安全报告。不过，因为这种情景并不是经常出现在真实的飞行中，所以，飞行数据监控（FDM）方案是帮助所有类型的飞机营运人探知到一次不稳定进近的最常用工具。

无论用什么方法监控到不稳定进近（如果执行了复飞），那么执行复飞机动就会有相关的风险。正如在2013年[1]复飞安全论坛研究中强调过的，每10次复飞中会有1次复飞含有潜在的危险结果，比如，超过飞机性能极限或者燃油续航能力。这就是为什么在所有情形中只要出现任何偏差都推崇执行复飞，其中会有一个矛盾的原因。在尝试防止不稳定进近造成意外结果的同时，执行复飞可能并不一直都是保持所需飞行安全等级的最佳解决方法。

复飞安全论坛研究 [1]建议应该改善营运人的复飞政策，应该在最大程度上降低决策的主观性，并且应该积极地监控潜在威胁以便在所有飞行阶段，按照最高可行等级来管理安全状态。  虽然复飞属于一个正常的飞行阶段，但在真实运行环境中，复飞毕竟比较少，由此，在开始（考虑）复飞之前，（飞行机组）应该实施均衡的决策流程。

统计数字告诉我们只有3%所探知的不稳定进近满足了复飞政策[2]。虽然按照2000年-2016年的事故调查，其中54%的事故应该可以通过复飞而避免发生[2], 但我们知道当出现一次复飞时，（复飞）经常执行得比较糟糕，并且从百分比来看，复飞事故更加致命[1]

当我们综合所有这些事实来看，这个议题就变成了一个非常尖锐的问题。没有任何一方愿意给飞行安全打折扣，但事实上，遵守复飞政策的程度低得令人无法接受并且根据真实的飞行经验，复飞非常少，这样就会带来更多的风险因素。此外，对于这些统计的事实，在驾驶舱中负责的飞行员并不相信复飞政策足够实用 [2]。

2 - 当前的算法

不稳定进近的普遍定义强调任何不符合营运人SOP规定的稳定进近标准的进近都被评估为一次不稳定进近。差不多每个营运人都按照一个固定高度来规定稳定进近的标准。可以看到航空公司营运人稳定高度的通用惯例都是1000英尺AGL（对于仪表气象条件IMC）和500英尺AGL（对于目视气象条件VMC）。当然，这个高度限制可以随着不同类型的运行而有所不同。

为了按照行业标准来定义稳定进近，（营运人都用）一套通用参数来定义稳定标准 [3]。其中一些参数如下所述：

·    -速度略大于目标进近速度

-下降率符合相关进近图规定的目标下降率

-已完成着陆构型

-飞机在所有三轴上都稳定

-发动机推力大于慢车且稳定

上述所有参数实际上都描述了飞机能量转换均衡并且相关偏差都被减小的状态。通过所触发的FDM事件，可以轻易地看到这些偏差并且可以与SOP标准比较以评估一次进近是稳定的或是不稳定的。

2.1 - 事件

按照FDM先驱者（EOFDM WGB-RE25）刊物的指导内容，在所建议的高度（1000英尺和500英尺AGL），如果一次进近不符合下述条件并且触发了FDM事件，那么进近被评估为不稳定进近。以下FDM事件导致不稳定：

1. 没有完成着陆构型

   FDM事件：

      襟缝翼未放出

      起落架未放下

      扰流板未收回

   2. 航向道1/4个点的偏差 下滑道1个点偏差

FDM事件：GPWS警告触发

   3.当前速度大于Vapp 10kt或者小于Vapp 5kt

FDM事件：

进近速度大

进近速度小

   4.下降率大于1000ft/min

     飞机俯仰姿态超限 坡度大于7度

FDM事件：进近坡度大

    5.发动机推力未稳定

FDM事件：进近发动机功率低

因此，当在进近期间触发了这些事件，进近阶段被评估为不稳定。由此，在这些偏差之后，应该要执行复飞机动。

2.2  持续时间

进近阶段可能是最关键的飞行阶段，这个阶段从最后进近定位点开始到接地时结束。虽然有很多因素影响这个最关键的飞行阶段，但飞行员的决断，飞行员实施的控制输入以及飞机系统的反应可以认为是具有支配作用的因素[3]。

2.2.1 - 人机关系的时间维度

下图表示具有高度限制的进近路径和触发的FDM事件。

在此进近期间，进近速度大，并且它触发了一个FDM事件。之后，飞行机组采取了一些所需的修正并且完成了着陆（没有其它任何事件发生）。当时飞机高于1000英尺AGL时，飞行员可能已经开始意识到速度大，但由于人机互动、飞机系统的反应，（飞行机组）当时推迟到1000英尺AGL以下才修正空速，由此，它造成了一个FDM事件的触发。在所有情况中，按照SOP规则，这次进近应该被定义为不稳定进近。

2.3 - 探知（不必要的）不稳定进近的劣势

当不稳定进近探测算法中没有考虑飞行员的控制输入和飞机系统的反应时间时，所触发的FDM事件可能导致大部分进近都被评估为不稳定（进近）。这种情形涉及到一些劣势。

2.3.1- 不敏感

如前所述，按照SOP规则，在每次不稳定进近后，应该执行一次复飞。不过，统计数字告诉我们针对这条规则的遵守程度非常低。营运人和飞行员都低估了风险，包括在一次不稳定进近之后继续着陆的风险。[4]

根据对（在最近5年期间至少有一次或更多的不稳定进近但没有执行复飞的）492名飞行员进行的研究，在1-6分的分数等级上，这个问题“预计公司对复飞决断的支持”达到了5.06分，表明即使飞行员相信他们的公司支持他们在一次不稳定进近之后执行复飞，他们仍然没有遵守此建议。

这个研究结果可以用作探知大量不稳定进近而没有复飞（对不稳定进近的风险不敏感）一个示例。

2.3.2 - 对飞行机组的压力

下面列出了造成不稳定进近的因素。

· 失去情景意识

· 较差的能见度和目视幻觉

· 为充分考虑风向风速的影响

· PM未有效监控

· 同行压力

· 未提前下高度或者减速

· 由于飞机活动造成较晚的下降许可指令

在这些探知不稳定进近的因素中，可以对飞行机组造成更多的压力，这可能导致缺乏威胁和差错管理并且造成在不正确的条件中执行复飞。

在上述的研究中[4]，问题“谁说他们的公司会惩戒不稳定进近？”收到了43%的正面答复，可以用来支持与压力相关的决断。

3 – 寻找一个新模式

为了提高对复飞政策的遵守程度，应该降低对不稳定进近的不敏感程度并且应该最小化复飞风险，同时保持尽可能低的压力因素。因为按照稳定标准评估一个进近，所以应该考虑有效控制输入和飞机系统的反应。

一旦通过对所触发的FDM事件执行了一次分析，就可以明白进近事件通常成组触发。在大多数时候，所选择事件之间有一个直接关系。

简单地说，这个关系可以称为“连锁反应”。在一次进近期间，当任何一个所选择的飞行参数开始偏离时，飞行机组的主动监控大多数时候可以防止触发偏差和FDM事件。不过，所需要的进近航线方式、环境条件或运行压力可以造成参数偏离的迅速变化并且可能突然出现一个FDM事件。在一个FDM事件触发之前或者之后，通过飞行机组的有效控制输入可以控制这些偏离。实际上，这是众所周知的“考虑在飞机前面”概念的目的。

如果没有对飞机的有效监控和有效控制，或许由于疏忽或许由于一些其它因素，在第1个FDM事件之后，可能出现连锁反应。

设想这样一个情景：进近速度大（继续飞行，没有任何修正）- 下滑道上的飞机高（继续飞行，修正航径）- 垂直速度大 （由于航迹修正）- 低于下滑道（由于垂直速度大）- GPWS下滑道警告（由于在低差错裕度区域）。

可能在许多不同的FDM事件组合中出现这个假想情景。但是，在每个事件中，所触发的FDM事件之间有一个关系。

3.1- 新型不稳定进近的原则

新算法应该考虑飞行员的输入控制，飞机系统的反应时间，环境条件并且遵守整个进近阶段的完整性。

同时，应该按照FDM事件的严重程度来考虑FDM事件，因为可以按照不同的风险管理方式来决定这些严重程度。

3.1.1- 连续性

连续性表明没有出现有效的监控和有效控制条件。当驾驶舱没有这些监控/控制条件时，那么在第一个FDM事件后，则开始连锁反应并且将会继续出现其它的FDM事件。

当继续保持不稳定进近到着陆而不采取有效修正，可以断言参数偏离将有更大的波动，并且飞机运动将产生更多的FDM事件。即使进近结束之后正常着陆，这也不会改变违背了复飞政策会增加运行风险的事实，从而给（飞行）安全打了折扣。

可以想象不稳定进近和所触发FDM事件的连续性，如下图-2所示。

3.1.2-  FDM事件分级

给不同的FDM事件分配了不同的分数值，应该尽可能自然地给予这些事件不同的名称。这么做的主要目的就是在所触发的FDM事件和航班之间实施一些区分等级。

作为一个示例，可以给进近速度大的FDM事件（如果在低于1000英尺AGL或者低于500英尺AGL触发了此事件）分配不同的分数值。同时，可以给GPWS下沉率警告和下降率大事件分配不同的分数值。一旦分析了此事件，可以明白每个GPWS下沉率事件（不包括低高度的地形变化大）包括了下降率大事件，但不是一直都可以看到相反的关系（下降率大事件包括了GPWS下沉率事件）。

如果在一个探知公式中实施新算法，下表可以用作一个示例。

表 1 - 事件的选择和分数值 事件名称 事件分数 事件名称 事件分数 进近速度大(1000-500英尺) 1 GPWS警告 3 进决速度大(500-50英尺) 2 GPWS地形或者拉起来 5 进决速度小(1000-500英尺) 2 失速警告 5 进近速度小(500-50英尺) 3 低速选择 5 下降率大(1000-500英尺) 1 放轮晚 2 下降率大(500英尺-接地) 3 进近中过大的坡度 2 襟翼移动(1000-500英尺) 3 短五边的功率小 2 襟翼移动(500英尺-接地) 5 低高度的不稳定(襟翼) 1 放出减速板(1000-500英尺) 2 低高度的不稳定(速度大) 1 放出减速板(500英尺-接地) 3 低高度的不稳定(速度小) 1 接通TOGA 3 低高度的不稳定(垂直速度指示大) 1 低高度的不稳定(垂直速度指示小) 1

1.3- 探知公式

在分析以前的诸多飞行来测试新算法时，当时的主要目标就是通过把全部有事件发生但被有效控制的航班评估为稳定进近来探知所有的不稳定进近并且减少所探知的议论（或者其附和者）。

为了达到这种目标，一个航班的总FDM事件分数限制被设定为4。因此，如果事件分数值的总和大于4，可以把这个进近评估为不稳定进近。如果不大于4，可以评估为稳定进近。

对于稳定进近，如果SOP有2个高度限制，这可能让情况变得稍微复杂一点。下图显示了一个航班（没有考虑是目视气象条件或是仪表气象条件）。对于此类事件，应该获得气象报（METAR）记录并且按照相关能见度，应该取消总分数和评估结果中的其中一个。

可以在下表中看到其它一些具有所触发的FDM事件和稳定分析结果的抽样航班。

重要的是要注意到首先气象条件对于稳定高度限制起着决定性作用，其次利用所触发的FDM事件，应该可以观察到所呈现的有效控制和能量管理。为了提高由公式引导的事件的容差，比如，大速度，下降率大，等等，配置了较低的分数值（与低高度或者严重程度高的事件相比）。

4. 比较（不同的）算法

通过使用一个商业智能工具，利用这个新算法分析了6600多个航班。大幅度地减小了不稳定进近探知的结果，如下图所示。

5 - 结论

在整个文本研究中，按照相互之间的优先顺序排列了发现的问题。可以得出结论：建立一个更有效的监控不稳定进近的新方法（正如本文或类似版本提出的方法）可以有益于整个行业。

下面列出了按照优先顺序排列的问题：

· 遵守复飞政策的复飞率太低

· 不稳定进近 - 复飞的矛盾（在安全保证方面）

· 对已监测到的不稳定进近不敏感（未及时选择复飞）

· 飞机员不相信复飞标准

· 不稳定进近监测的数量增加以及对飞行机组造成的压力。

作为研究的结果，一旦在营运人FDM方案中制定了这个建议的方法，那么可以实现下述优势。

· 比较标准方法和新方法可以看到FDM方案算法会产生很大优势

· 提高一名FDM专员的普通飞行分析技术

· 加强营运人管理层和飞行机组对不稳定进近的意识。

· 让飞行机组相信复飞政策的实际贯彻。

· 帮助提供对复飞政策的遵守程度

· 减少与不必要复飞相关的风险

· 降低不稳定进近探知造成的飞行机组的压力等级。

· 帮助更深入地调查不稳定进近和疲劳或环境因素之间的关系。

参考文件

[1] - 复飞安全论坛/2013年6月18日/布鲁塞尔：问题和结论

[2] - 复飞决策和执行计划

[3] - 不稳定进近：风险减缓政策，程序和最佳惯例 （第2版）

[4] - 在商业航空事故征候中诱发不稳定进近和着陆的人为因素：一个ASRS报告的分析

[5] - FDM先驱者的指导 (EOFDM WGB-RE25)