进近着陆安全分析

北京航空航天大学毕业设计（论文）第1页1绪论1.1课题背景及目的在航空业飞速发展并不断成熟的今天，飞行事故仍然是无法避免的，平均每年都有50余起重大飞行事故导致人员死亡的，平均每年都有1000余条生命在飞行事故中结束。在享受着飞机为我们的生活带来各种便利的同时也看到了各种各样的飞行事故，而飞行事故大多数都发生在进场着陆的那8分钟，在这些飞行事故当中，又有80%的事故是由飞行员自生造成的。飞机在进场着陆阶段是最繁忙，最不稳定的阶段，对飞行员而言，进场飞行阶段又是最疲劳的阶段，外加进场着陆阶段又有可能会遭遇到天气突变现象，使得进场着陆阶段成为事故高发阶段，正因为事故多，危害性大，我们才应该更加重视，更加谨慎。我认为，完善的机场设备条件，可靠的记载设备运行，以及严肃的进场着陆飞行纪律，是做好一个安全着陆最基本的前提条件，这次论文我也同样会围绕上述观点进行材料搜集，讨论并分析进场着陆安全性这一论题。作为一名未来民航客机驾驶员，我希望通过这次论文的机会，不仅可以总结自己曾经在飞行训练阶段对进场着陆阶段的理解和认识，而且我还可以通过对搜索和收集的各类有关进场着陆阶段的事故分析和经验教训的学习，从而达到在未来的飞行工作中警示自己与提醒他人的作用。1.2国内外研究状况飞机进场着陆技术已十分成熟，虽然自20世纪70年代发展起来的微波着陆系统（MLS）原计划要取代仪表着陆系统（ILS），但迄今为止，微波着陆系统并没有完全取代仪表着陆系统。从全球范围来看，仪表着陆系统以其低成本，低维护，高性价比的实用性原则仍然占据着陆设备的主导地位，但由于仪表着陆系统工作频率较低，波束固定且较宽，因此工作频道少，波束易受地形和天气的影响，精度低，只有一条航向、下滑道。这些缺点使得仪表着陆系统难于满足Ⅲ类气象条件下安全着陆的要求。微波着陆系统相应于仪表着陆系统的航向台，下滑台设置了方位台，反方位台，仰角台。这些导航台都在同一频率上发射，为了便于分区在同一频率发射不同信息，微波着陆系统采用时分多路体制，代替仪表着陆系统中的指点标，采用精密测距器（PDME）提供连续的精确距离信息，为保证飞机拉平阶段的滑行和实现软着陆，微波着陆系统还可以设置拉平台，提供飞机在跑道上空的高度信息，微波着陆系统还可以装备数据分系北京航空航天大学毕业设计（论文）第2页统以进行地—空数据传输，传送当地气象条件，跑道长度等信息。由此可见，微波着陆系统较仪表着陆系统更加精密，相信随着航空事业的进一步发展，微波着陆系统或是更加先进的进近着陆系统将会为我们的飞行提供更安全的保障。1.3论文构成及研究内容本文通过叙述上世纪90年代发生的几起典型进近着陆阶段的飞行事故，进而分析并阐述引发进近着陆阶段飞行事故的原因，在着重讨论典型事故的同时分析了现代机载设备对当今航空业的卓越贡献，最后就我个人在西澳飞行学院进行飞行训练的亲身感受，进一步论证了进近着陆阶段在整个飞行过程中的重要性，以及影响进近着陆阶段飞行安全的因素。北京航空航天大学毕业设计（论文）第3页2典型进场着陆阶段的飞行事故进近着陆（8分钟）和起飞阶段（3分钟）是航空飞行器最容易发生重大事故阶段，民航人将其视为“危险的11分钟”。据统计，从1980年到1996年，全世界运输机共发生重大飞行事故621起，其中，被航空运输界称为“航空杀手”的重大进近着陆事故为287起，占46%。287起重大进近着陆事故共造成7185人死亡，平均每起事故死亡25人，占平均机载人员的63%。发生在进近着陆阶段的287起事故中，进近阶段占97起；按飞机状态分析，飞机失去控制或在恶劣气象条件下坠毁占131起，可控飞机撞地占120起。2.1九十年代几起典型进场着陆阶段事故简述1991年2月1日，合众国航空公司一架波音737-300飞机在洛杉矶机场着陆时，与一架已被批准起飞的梅特罗Ⅲ飞机相撞，造成34人死亡。空中交通管制指挥失误造成了两架飞机相撞。1994年9月8日，合众国航空公司一架波音737飞机在向匹兹堡国际机场夜间进近时坠毁，机上5名机组人员和127名旅客全部遇难。这架波音737飞机的方向舵操纵装置里的液压油被污染，液压油里所含杂质是新液压油的500倍。试验证明，液压油污染对方向舵操纵有影响，而这架飞机正是因液压舵故障造成飞机向左急剧滚转而坠毁。1994年10月31日，亚美利加鹰航空公司一架ATR27短程客机在罗斯劳恩等待进近着陆时坠毁，机上64名旅客和4名机组人员全部遇难。飞机下降高度后，机组人员收到飞机飞行太快的警报，他们只好放下襟翼。机组人员在收起襟翼时右副翼偏转，机组试图改出，但飞机再次向右大斜度滚转，接着滚转成倒飞，飞机失控坠毁。可能是机翼结冰造成了飞机失控坠毁。1997年5月8日中国南方航空公司深圳分公司一架波音737-300飞机，在深圳机场失事。机上65名旅客和9名机组人员，其中33名旅客和2名机组人员死亡。事故原因：飞机在最后进近过程中遇到大雨，机组人员在看不清道面的情况下，判断高度不准，造成重着陆跳跃，飞机起落架严重毁坏，机身结构受损和部分操作系统失灵。飞机复飞时，机组人员不了解飞机损坏的情况，第二次着陆时，大速度带下俯角触地，飞机断成三截。1998年12月11日泰国航空公司一架空客A310-200飞机，在泰国南部距素叻他机场3公里处坠毁。机上共146人，其中101人丧生。事故原因：气象条件恶劣，正在下着大雨，因机场扩建，仪表着陆系统已关闭。在恶劣天气中引导飞机安全着着陆的导航北京航空航天大学毕业设计（论文）第4页设备不足，飞机在暴风雨中试图着陆3次均未成功，最后坠毁在橡胶林中。1999年2月24日中国西南航空公司一架图-154飞机在向浙江温州机场进近时坠毁，机上50名旅客和11名机组人员全部遇难。事故原因：这架图-154飞机在白天和气象条件良好的情况下向温州机场进近时，在距离机场约30公里处撞地坠毁。空中交通管制最后批准飞机从1000米下降到700米。飞机在坠毁前没有发出紧急呼叫。2.2机长不执行发动机故障程序造成飞机失控坠毁1994年12月13日，美利坚鹰航公司一架执行3379航班任务的超喷气流31飞机在向罗利·达勒姆国际机场进近时坠毁，2名驾驶员和13名旅客死亡，5名旅客幸免于难，飞机被强大的撞击力和随后的大火毁坏。3379航班切入着陆航向信标台之后，使用仪表着陆系统向达勒姆国际机场5L跑道进近着陆。超喷气流31飞机通过第五边进近点之后，机长发现发动机点火指示灯亮起。机长推断左发动机熄火，但他并没有执行发动机故障程序，而是决定中断进近着陆并复飞。机长喊出右发动机最大功率后，飞机开始左转弯。此时，飞机左发动机实际正处于空中慢车状态，飞机空速降低，失速警告喇叭发出警报。副驾驶告诉机长减小迎角，但随后飞机下降率迅速增加，机长失去了对飞机的控制，飞机坠毁在5L跑道入口西南7.5公里处。这起飞机坠毁事故是在夜间仪表飞行气象条件下的。从机长尸体中提取的毒物样品表明，机长的肝脏和肌肉液体中含有一种抗组胺剂。抗阻按剂对降低警觉性、反应迟钝和改变知觉有潜在的作用。虽然国家运输安全委员会不能肯定抗组胺剂影响了机长操纵飞机的能力，但安全委员会认为,飞机驾驶员、空中交通管制员、航行调度员和其他航空人员不了解许多药物的潜在危险是非常危险的。2.3一架波音757飞机在进近时撞山1995年12月20日，美国美利坚航空公司一架执行965航班任务的波音757-223飞机在夜间向哥伦比亚卡利机场下降高度进近时，撞在布加附近的圣何塞山上失事。机上所有机组人员和旅客155人，除4名旅客幸存外，其他151人全部遇难。美利坚航的这架波音757飞机是夜间从机场北部下降高度，向卡利机场进近的，机组使用的是甚高频全向信标/测距仪进近的下降程序，波音757飞机在8900英尺高度飞行时撞在了高度为12000英尺的圣何塞山上。飞机撞山的位置大约在卡利机场以北65公里处，在飞机进场着陆程序规定的下降航线以东大约18公里的地方。也就是说，飞机向东偏离下降航线18公里。北京航空航天大学毕业设计（论文）第5页3影响进场着陆安全的各种因素在上个章节中我们了解了发生在90年代的几起进场着陆阶段的重大飞行事故。事物的发生和发展都有其原因可寻，飞行事故也是如此。如今的航空界花费了大量的精力在飞行事故的研究与预防方面，为的就是能确保我们的飞行能够更加安全，尽早的发现将要发生的任何影响飞行安全的隐患，并将其遏制在萌芽当中。本章节我们将介绍影响进场着陆安全的各种因素，并对严重影响飞行安全的因素经行详细的分析。任何进场着陆程序都必须由四种元素组成：天气、机场、飞机以及飞行员，所以，任何进场着陆阶段的事故根源也都出自这四种元素中的一种甚至是多种。3.1特殊天气条件下对进场着陆安全的影响根据国际民航组织对1970～1985年16年间各种飞行事故的原因所做的统计，天气因素所占的比重平均达30%。最高的1982年竟高达49.5%，最低的1978年亦有21.9%。这些事故约有一半发生在最后进近着陆阶段。影响进近着陆阶段最严重的因素是：云、风、雾等因素，其中风这个因素又以低空风切变最为突出。云对整个飞行阶段的影响很大，在进近着陆阶段更是不容忽视，如低云降低了飞行能见度，可严重妨碍飞机的着陆，云中飞行可产生飞机积冰，在云中或云外飞行都会碰到飞机颠簸，影响飞机的气动性，在云中飞行，还会使飞行员产生错觉。能见度与进场着陆的关系极为密切，它是决定飞行气象条件简单或复杂，能否着陆的重要依据之一。低空飞行时，能目视看清地标对进场着陆安全尤为重要。所以掌握能见度的状态及其变化规律，对保障进场着陆安全有重要意义。飞机积冰对进场着陆有很大的影响，积冰的必要条件是在飞行高度上，空中有过冷水滴，且飞机表面温度在零度以下。当升力面结冰时，使得飞机的气动特性和飞行特性显著变坏，从而减小了升力增加了阻力，减小了飞机的临界迎角，使得飞机更容易失速，升力面结冰同时也影响了飞机的操纵性。由于云中气流的无规则运动常常会对其中或附近飞行的飞机产生颠簸，颠簸同样对进场着陆有很大的影响，它可以改变飞机的飞行迎角，影响飞机进近时的稳定性，严重时使得飞机过载，损坏飞机的升力面，破坏操纵性，从而使飞机失控。在云中飞行，由于自然天地线变得模糊不清，缺少水平参照，如果飞行员凭身体的感觉，以视觉、前庭觉以及运动觉判断飞机的姿态和运动状态，常会发生错觉。错觉产生的原因与人耳中平衡器官的生理功能有关。错觉会导致飞行员对飞机操作判断的错北京航空航天大学毕业设计（论文）第6页误。雷暴是由强烈发展的积雨云产生的，形成强烈积雨云需要有深厚而明显的不稳定气层，充沛的水汽和足够的冲击力。在雷暴云的整个发展过程中，始终存在着强烈的垂直气流，特别是在成熟阶段，强烈的上升与下降气流并存，而且具有很强的阵性，可导致飞机在几秒钟内飞行高度常可变化几十米甚至几百米。在雷暴云发展阶段的浓积云中，由于云体已伸至0℃层高度以上，云中水滴呈过冷状态，含水量和水滴直径又较大，所以在其上部飞行常常发生较强的积冰。在雷暴的成熟阶段，云中含水量和过冷水滴达到最大，强烈的上升气流把过冷水滴带至高空，甚至在砧状云顶中有少量过冷水滴存在。所以，在云中0℃以上的区域飞行都会发生积冰，在云的中部常常遇到强积冰，在云顶飞行有弱积冰。飞机在雷暴附近飞行还易遇到冰雹，虽然直接由冰雹造成的结构损坏比较少见，但对机翼前沿和发动机的轻微损伤比较普遍。通常，在成熟阶段的雷暴云中，飞行高度为3000～9000m时，遭遇冰雹的可能性最大。有时，由于冰雹被强烈的上升气流带到高空，沿砧状云顶被抛到云外，因而在积雨云砧下面飞行时，也有可能被冰雹击伤。雷电也是由雷暴产生的一种对飞行影响很大的天气现象，飞机一旦被雷电击中，一般造成飞机部分损坏，如机翼、尾翼、雷达天线罩、机身等处被强电流烧出一些洞或凹形小坑。闪电电流进入机舱内造成设备及电源损坏，甚至危机机组及乘客的安全。闪电及其引起的瞬间电场对仪表、通信、导航及着陆系统造成干扰或中断，甚至造成磁化，如果油箱被闪电击中可能发生燃烧或爆炸。下击暴流又称强下冲气流，它是雷暴强烈发展的产物。雷暴云中伴随着倾盆大雨存在着强