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——东海航空 任良田 本文作者曾是一名波音和空客机型飞行员，曾经走过台风天几乎不停航的时期。驾驶员普遍认为侧风或强侧风起/降作业是一种很糟糕的天气，但由于静风起/降与侧风起/降在操作概念上所具有的通用性，作者并不认为侧风或强侧风会对起飞和着陆运行构成一种复杂气象。  历史数据表明，强侧风、顺风（包括风切变）引发的进近和着陆事故占比总事故率的33%，而侧风和跑道状态（环境因素）造成偏出跑道事故的占比是70%。在因侧风导致的事件中，85%的事故发生于着陆阶段，造成这些人为事故的直接原因均与驾驶员缺乏侧风操作概念有关。 风是自然界空气水平流动的一种表象形式。对航空领域自身而言，风具有不同的应用概念。管制员报告风是飞机接地前数分钟跑道接地区以上10米高度的风向/风速，驾驶员侧风修正技术是对应接地前数秒钟的实时风。风成因相对复杂，单一系统性天气生成的持续大风通常不会对飞机起/降作业构成安全风险，作为职业飞行员值得留意的是那些伴随或关联天气现象快速演变而短时生成的近地大风（或称演变风），评估这类大风或狂风的成因是预知其内在风险的有效途径，也可由此得知抵御大风适用的操作技术。这种演变风多出现于雷暴/强雷暴、锋面雷雨这种极具破坏力的强对流恶性天气来临之前，大风出现时常常伴随强阵风和不稳定空气的强对流（气团），并多隐伏可能的风切变或微下击暴流。这种大风形成速度快、强度大，虽生命周期短，其危害性明显劣于系统性大风天气，较大程度上增加着进近和着陆难度并对起/降安全构成隐患。此外，由地理环境（森林、地形涡流）生成的大风常呈现一定规律，偶然性突变概率较小，其持续时间多与气温变化有关。风也具有大气湿度性特征，近地表面干湿空气特性不同，飞机穿越气团构成的影响存有差异。比较典型的热带湿度区域，在相同等级的风力出现于干燥地区时，近地表空气流动更趋于指向性，在驾驶员操控上会感受到一种近似力学的顿挫冲击，这种冲击的传递常带有相对的锐度或厚重感，主要反映于驾驶员的横向操作。 符合侧风起/降条件的外部环境因素是跑道状态和侧风分量，如道面和/或风值限制条件不能满足运行规范规定的起飞和着陆气象风限制标准，可申请空中交通管制（ATC）更改着陆跑道（如适用）或决断飞往备降机场。   侧风概论，简述侧风修正技术涉及的总体性理论和应用术语，这些具有支持性的功能信息有助于驾驶员清晰地理解与侧风操作技术有关的应用概念，提升驾驶员侧风意识和操作品质。 所谓机型侧风值，并非表示飞机自身抵御侧风的能力和飞机合格审定限制。商业运输飞行的气象风限制，是局方批准航空公司运行规范的一种作业标准，表示飞行机组应在运行规范的“起飞和着陆气象风限制”范围内从事航班起/降作业。运行规范规定的气象风限制，通常是一个不可逾越的边界，但规范的气象风限制是基于日常航班作业和公司机长平均技能的通用标准，该限制不包含可能的意外因素或可能不适合某个体驾驶员的技术要求。因此，“气象风限制”不表示在规范的风值范围内，机长就必须履行起飞和着陆运行，应视条件而定。不适合的特定因素，包括那些由机长行驶飞机处置权的其中多数情况，同时也包括正常运行的情形。法规授权机长，对正常作业航空器的运行规范使用权限，于运行规范规定范围之内，但应在兼顾安全为原则的前提下，由机长决断是否执行起/降作业。所谓使用权的机长决断，核心内容中包含着不适宜的心理和技能因素。 不同机型的风值定义基准存在差异，波音机型是基于不含阵风在内的稳定风基准作为起/降最大侧风限制值。除最大验证侧风和自动着陆侧风限制值为飞机试飞值外，其他侧风限制值均源自工程计算和模拟机评估，例如湿/滑跑道侧风限制。由飞机制造商提供的气象风限制均为风值原始数据或称推荐值。推荐值不是一种必须的操作限制，只用作客户制定侧风政策的指导性信息。需留意的是，制造商提供的计算值是基于航线运输飞行员和全发/单发工作条件的操作标准，是否在推荐值基础上进行保守性增减取决于航空公司。 波音机型的侧风限制基于稳定风最大值，制造商认为阵风仅增加驾驶员的部分工作负荷，对起/降作业不会构成安全风险。因此，阵风不包含于侧风限制的定义范畴。空客机型的侧风极限是取值侧风和阵风两者间的最大值。 自动着陆侧风的取值，是在最大验证侧风峰值和大于规定的自动着陆最大侧风值区间内，以断续不定的变化，并持续作用直至着陆，其飞机主轮接地时的水平位移偏差不大于跑道中线左或右两侧3米，例如B738机型。 对具有“着陆滑跑（ROLL OUT）”功能的机型，譬如B787、A320机型，以上述相同侧风条件，基于任何自动刹车等级，在符合主轮接地的水平位移不大于3米的同时，以主轮接地为起算点直至停止着陆滑跑的整个过程中，系统功能应具备自动偏差修正（回至跑道中线）的能力。所有具备自动着陆能力的飞机，接地纵向偏差均基于跑道入口端 200米~ 900米之间的某一点。 B737系列机型未设计“着陆滑跑”功能，也就是说，主轮接地后必须由人工接替着陆滑跑的方向控制。 航空器机场运行的气象风限制分为两种，一种用于ATC，称为“跑道气象风限制”；另一种是航空公司运行规范规定的“起飞和着陆气象风限制”。跑道气象风限制的侧风分量，为干跑道10米/秒、湿跑道7.5米/秒和顺风3.5米/秒。跑道气象风限制，适用于ATC跑道运行标准，例如跑道方向更换。跑道气象风分量最大值小于航空公司运行规范规定的限制值。运行中，飞行机组遵循的是公司规范的起飞和着陆气象风限制，如气象风条件满足航空公司标准，ATC遵守公司规范的风值极限。 跑道状态是一个技术名词（术语），表示以某种物理量的方法对跑道当前形态（洁净度）进行表征，以便用于确定适用的侧风限制。简述跑道状态的ATC指令术语通常以刹车效应（例如，好、中、差）或直接引述实时道面形态（例如，湿跑道、结冰跑道…）进行表达。报告的刹车效应“差”表示结冰跑道，其摩擦系数低至0.25~0.21；刹车效应“劣”是一种湿冰跑道，表示道面被湿雪覆盖，摩擦系数低至0.20或以下，这两类道面存在极端湿/滑风险。在刹车效应低至“差”或以下水平（摩擦系数）的跑道，法规禁止航空器实施起飞和着陆运行。除上述报告的刹车效应“差”与“劣”对应的摩擦值为国家航空局定义标准外，其他数据均为国际民航组织（ICAO）定义规范。 注释：在某种特情报文中用作表述跑道状态的一个术语叫“等效道面”，它只用作确定对应的侧风值，因其未考虑飞机着陆时的机轮位移阻力和滞动阻力因素，等效道面不适用于起飞和着陆的飞机性能计算。 “机轮位移阻力和滞动阻力”查阅“着陆滑跑信息”-“道面摩擦力”。 用作提供驾驶员一般参考的气象风探测风向仪，安装于起飞跑道离地端或着陆跑道接地端。确定驾驶员实施起飞和着陆运行的气象风符合性，是基于ATC报告的地面风与公司规范标准的比较值。 机场自动终端情报服务（ATIS）和ATC发布的气象情报，通常源自民用航空气象服务机构，来自航空器驾驶员报告或管制单位观测的气象信息，可作为辅助气象报告信息。 地表粘滞效应使风的总体特性呈现越贴近地表风速越弱。对起飞和着陆飞机而言，侧风影响最明显的高度出现在道面上方3米。ATIS和ATC报告风为跑道上方10米高度的接地区风向/风速，其与跑道入口以远高度的风向和/或风速存在差异。着陆前数分钟，如ATC报告的风分量小于或等于公司规范的风值限制，在飞机性能（例如顺风）满足着陆要求时，航空器驾驶员应遵守ATC报告风标准。飞机导航系统显示风，是一种用作驾驶员参考的实时风信息，它不可取代ATC报告风而作为决断继续进近和着陆的依据。 侧风限制，表达的含义是以正侧风或等量于正侧风分量的基准值。正侧风是指风向与着陆跑道航向之间风角成90º的侧风。侧风影响的计算，是基于ATC报告的接地区地面风风向以风角90º或等效于90º作用于航空器的侧风分量。侧风分量是侧风起飞和着陆运行的关键要素，风分量的表达式是风速。风速是表征气象风大小的物理量。表述起飞和着陆气象风的使用单位为“米/秒”或“kt（节）”。1米=1.94节，1节=0.514米/秒。 与侧风和阵风有关的负效应产生于三个方面，一是气象因素自身（例如，主导风向）、二是驾驶员操作（例如，舵/盘交叉侧滑技术）、三是地面减速装置（例如，机轮刹车）。 三种负效应构成的综合影响阶段，主要包括起飞滑跑和主轮离地、拉平中、接地和着陆滑跑。负效应影响随阶段不同而变化。 阵风，是一种特殊的空气流动现象，阵风效应为阵风作用形成的猝然风效应，表征特点是短时间风速的异常变化。起飞地面段运动和主轮离地至空中段，相同风向/风速对飞机产生的作用不同。飞机阵风中，起飞离地瞬间是阵风负效应（主导风向）影响最为敏感的阶段，风角越接近90°影响越为显著，产生的主要表象是阵风分量增加，强阵风尤甚，特别是大于10米/秒的侧向强阵风。对着陆而言，由于跑道入口端风速不等于接地区风速，随飞机拉平至接地，受地表粘滞或地阻效应影响风速趋于减弱。比较起飞离地阶段的主导风向，在着陆阶段构成的影响较弱。与驾驶员操作相关的负效应源自方向舵和副翼，表现于空中也出现于地面段滑跑，两个阶段凸显的典型特征是飞机状态控制的稳定度。其中，包括强侧风条件接地时的机轮侧向力控制，以及部分或无偏流改出技术接地时左/右机轮纵向位移引起的机轮回转力。地面减速装置产生的负效应，来自地面段减速设备和某种特定条件的设备工作状态。例如，可能对着陆滑跑构成方向控制难度的机轮制动力、反推力、道面干湿分布不均引起的防滞刹车非均衡压力调节，以及在刹车压力作用下，产生于纵向位移机轮的回转力。 “盘/舵”或“舵/盘”交叉操作的侧风修正技术，对飞机状态、性能、气动力、几何构型和地面段滑跑方向的控制均产生着不利影响，这种影响被称为舵/盘操作负效应。在空中，方向舵负效应会使飞机空间位置产生水平位移和坡度。驾驶盘负效应，源自逻辑设计呈联动关系的扰流板伸展，由此也称作扰流板负效应。空中扰流板负效应易使飞机状态的水平稳定性变得敏感，舵/盘交叉形成的侧滑会导致气动力损失从而使升力降低和指示空速减小。起飞滑跑中的扰流板负效应使飞机加速率减小（所需起飞加速距离延长）、附加阻力增加（升力降低）、机尾离地间隙减小和起飞滑跑方向的控制难度。因系统设计逻辑，着陆中的驾驶盘与扰流板不产生联动关系，无扰流板负效应。但着陆滑跑中过量和频繁副翼改变构成的自身副作用也会导致飞机纵向的不稳定性。 “盘/舵”这个术语是早期教科书侧风技术使用的一种形式。为建立侧风技术基本的方向舵和副翼操作概念，“盘/舵”和“舵/盘”应进行区别使用以表示一种主/辅逻辑。一般规律是： 地面段称为“盘/舵”，原因： ①起飞和着陆滑跑中，基于机翼水平施加的上风盘偏转为主操作（获得平衡基准），下风舵基于上风盘偏转基准以响应式的辅助操作保持方向控制； ②持续上风盘稳定对滑跑方向的稳定起着主导作用。 空中侧风技术称为“舵/盘”，原因： ①下风舵微量先于上风盘。盘基于舵基准以协调式辅助操作保持预定航迹/进近航道/预期的坡度和/或偏流角； ②持续方向舵稳定对飞机状态稳定起着决定性作用。 侧风和阵风起/降操作概念是一个由始至终的全过程，因此也自然包含着组成起飞滑跑至着陆滑跑完美循环的中间基础航段。在此过程的“技术数据”（修正&保持）和“操作依据”是重要的两个基础。“技术数据”覆盖的应用因素包括“航行诸元 坡度”应用和导航系统显示应用；“操作依据”或称为操作概念，表达的涵义是“目视趋势”和“仪表趋势”应用，以及飞行操作输入的“顺趋势”应用。这些文字陈述似乎简单，需深谙揣摩，例如“操作依据”。一个普通四转弯进入和改出本身是不复杂的，就是个转弯坡度应用，但坡度所具有的内涵涉及诸多层面。漠视这些关联因素，就意味着缺乏操作依据，包括驾驶员对飞行操作的任何输入亦然，漫无目的或无休止地驾驶盘/杆摇摆不定，尤其是驾驶盘操作，这些都是无效操作，如此既非技术也非品质，自然也就谈不上操作概念。 以B738机型为例（考虑到文字简约，需读者区分下述可能涉及的自动飞行或人工飞行或两者均适用的监控与操作）。 1) 当前四边航向多少（程序设计&转弯半径）。 2) 四边顺风或顶风/分量多少（地速/程序设计-半径速度350km/h）。 3) 启始四转弯依据（如仪表-进近图或LNAV或转弯趋势引导-30秒线与导航系统显示的径向线/常规导航指示/FMC最后进近航段交点；如目视-跑道中心延伸线接近率&趋势决断）。 4) 转弯中随坡度大于15º（速度&俯仰修正。转弯产生气动力损失，应建立主动式推力和安定面配平向后补偿意识。单发推力补偿尤甚）。 5) 保持或修正坡度恰好等于所需半径（如仪表-导航显示；如能见-目视趋势）。 6) 坡度调整（坡度限制应用-适用于航向选择&VOR航向道）。 7) 转向顺风或顶风（监控风向随飞机纵轴的变化关系。如趋向顶风-微量减小推力；如趋向顺风-微量补偿推力。单发尤甚）。 8) 四转弯改出依据（如仪表-ILS航道/LNAV/转弯趋势引导-30秒线与FMC最后进近航段交点；如目视-跑道中心延伸线接近率&趋势）。 9) 四转弯改出（如仪表-截获/接通状态的ILS航道或LNAV飞行指引<FD>指令；如目视-沿跑道中心延伸线接近率顺趋势改平至五边预定航迹，或借助ND显示的转弯趋势引导-30秒线与五边交点的辅助参考。改出中随坡度减小至接近15º -主动式推力和安定面配平向前抵偿）。 一个所谓普通的转弯涉及多种考虑因素，是有点繁琐。但此述只是与飞行员探讨一种操作思维，也就是驾驶员应建立的一种操作依据或操作概念。 侧风起/降技术，需驾驶员留意的焦点是“起飞滑跑”和“离地技术”、“空中段”、“接地技术”和“着陆滑跑”五个阶段。驾驶员侧风技术演示的优劣与上述“5-阶段”直接相关，5-阶段为侧风技术的核心体现，其重点表现是驾驶员的操作概念和顺趋势概念。 侧风修正技术的基础规范要求是：如使用“侧滑进近”技术，基于零坡度基准保持恒定的下风舵行程（仅使用副翼操作保持飞机纵轴或航迹一致于跑道航向）；如使用“侧滑 偏流着陆”技术，基于预期坡度基准保持恒定的下风舵行程（仅副翼操作保持预期的横向控制）。地面段运动中，正确的侧风操作是基于机翼水平基准保持恒定的最低量上风盘操作（仅使用下风舵保持滑跑方向）。 这里的“恒定”表示确定恰当舵/盘输入量后，应基于空中或地面的侧风技术要求锁定相应舵或盘。从操作概念上讲，这个恒定是重要的基准点。基准点为侧风规范技术的第一要素，因为“恒定”是确保飞机空中状态稳定和地面段呈完美直线运动的关键理念。 ——本文源自《飞行员》杂志2022年第1期 总第111期 |
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