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重现法航447失速场景:我在珠海翔翼飞空客A330—飞行模拟机简史

 啵啵老公 2023-11-04 发布于北京

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万米高空,A330在操纵法则降级到“备用法则2”之后,飞机可用速度区间很小,稍微拉杆,驾驶舱就会在摇晃中传来“stall(失速)”的声音。笔者在颠簸中本就已经有些不适了,再加上闪烁的警告灯和蜂鸣器,此前没有接受过高空失速的笔者已经开始慌神。还好这一切发生在A330的模拟机中,笔者身旁坐着经验丰富的珠海翔翼教员宋国超,他给我讲解演示了飞机从进入失速到改出失速的过程。此情景和2009年法国航空447号航班非常相似。

2009年6月1日,法航447号航班在从巴西里约热内卢加利昂国际机场飞往法国巴黎戴高乐机场的途中,坠毁在大西洋中,事故导致228人遇难。

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图、A330模拟机传来失速警报时的姿态和场景

事故调查报告指出事故原因是皮托管结冰导致A330发生空速不可靠事件,控制律降级为“备用法则2”,自动驾驶仪自动关闭,飞行包线保护消失,飞行员错误操纵导致飞机失速。而更深层次的因素一方面是飞行员驾驶技艺不精,缺乏情景意识、沟通决策意识和惊吓情绪的管控意识,一方面则是法国航空仅提供模拟机低空失速训练,没有提供高空失速训练。

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图、笔者和珠海翔翼A330模拟机教员宋国超

飞行员必须做好应对从恶劣天气到空中交通管制,再到机载设备故障的一切准备。但在真实的飞机中进行此类情况的培训既昂贵又危险,因此需要借助飞行模拟机。笔者在模拟机中感受了空间迷向、飞机复杂状态预防和改出训练(UPRT)、飞行员技术训练科目(单发 大侧风 直接法则 边缘天气条件),充分感受到模拟机在飞行员培训体系的重要性。

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图、林克和“蓝色盒子”

发明模拟机的是美国发明家、企业家和航空先驱埃德温·阿尔伯特·林克(Edwin Albert Link,1904年7月26日~1981年9月7日)。他发明了飞行模拟机,被称为“Blue Box”(蓝盒子)或“Link Trainer” (林克模拟机),在1929年投入商业化,并开启了价值数十亿美元的产业。

1920年,林克第一次接触飞行。1927年,林克买了一架塞斯纳飞机,他通过巡回表演、包机和授课维持生计。后来林克用18个月时间发明了“林克模拟机”,它拥有类似机身的设备,带有驾驶舱和控制装置,能产生飞行的动作和感觉。

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图、林克模拟机专利示意图

1929年,林克成立林克航空公司来制造模拟机,它由电动泵驱动,能做俯仰和滚转两个动作。林克模拟机的早期客户是游乐场,而不是飞行培训学校,其专利(US1825462 A)名称就是“飞行学员和娱乐设备的组合训练设备”。模拟机被涂上蓝色漆,因此也被称为“蓝盒子”。

多起航空邮件事故成就了林克的第一笔军事订单。当时美国陆军航空兵接管了美国航空邮件业务,但飞行员不熟悉仪表飞行规则,导致在78天内有12名飞行员遇难。大规模的飞行员牺牲让美军开始考虑多种解决方案,包括林克模拟机。

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图、印第安纳州西摩弗里曼训练基地的模拟机,这里是二战期间美国陆军航空兵训练基地

1934年,美国陆军航空兵以单价3400美元的价格购买了六架模拟机。1937年,美国航空公司成为第一家购买林克模拟机的商业航空公司。在二战前期,林可模拟机远销德国、日本、英国、俄罗斯等国家。

在二战期间,林克公司生产超过10000台模拟机,每45分钟生产1台,有超过50万飞行员在林克模拟机上训练。

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图、加拿大西部航空博物馆的林克模拟机

1945年,林克因发明飞行模拟机而获得霍华德N.波茨奖章,并在1947年获得皇家航空学会韦克菲尔德金奖。1976年,他入选美国国家航空名人堂。

在二战时期,高度复杂的新型波音运输机需要大量的机组人员培训。而标准的培训程序需要花费大量时间,还要耗费大量资金。现代飞行训练之父阿尔伯特·李·乌尔奇(Albert Lee Ueltschi)曾指出:

1、在飞机上训练可能很危险;

2、当发生意外时,应及时采取适当的措施;

3、如果可能的话,祝你好运!

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图、德梅尔和寇蒂斯-莱特德梅尔模拟机

飞行训练成为美国在二战时期的当务之急,理查德·德梅尔(Richard C. Dehmel,1904年~1992年) 博士曾是贝尔电话实验室的一名工程师,他在1938年开始对飞行训练产生兴趣,并开始为林克模拟机制作自动信号控制器。这也是仪表飞行训练的一大进步,该系统能让模拟机更贴近实际导航设备环境。

1943年德梅尔加入寇蒂斯-莱特公司担任总工程师,他在1946年升任电子部门的工程和制造总监。德梅尔改进了培训泛美B-314飞行员的林克模拟机。

1950年1月10日,德梅尔获得“飞机飞行训练装置”发明专利(专利号:2494508)。他的创新设计可以让模拟机的操纵杆、方向舵和仪器的响应与飞机完全一样。它能和无线电导航系统相结合,通过无线电信号精确模拟飞行。飞行员第一次真正学会“靠仪表飞行”而不是凭“感觉”!

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图、寇蒂斯-莱特德梅尔模拟机

1954年,美联航以300万美元的价格从寇蒂斯-莱特(Curtiss-Wright)公司购买了四台飞行模拟机。它相比早期的模拟机增加了视觉、声音和动作,这也是商用飞机的第一台现代飞行模拟机。

德梅尔模拟机能大大降低培训飞行员的成本、时间和风险。例如泛美航空在13000小时内培训了125名飞行员、40名英国海外航空飞行员和85名空军飞行员。模拟机让泛美航空培训飞行员的成本降低60%,并将飞行员的培训时间从21小时减少到8小时。

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