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第一部分 运输航空
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第二部分:通用航空
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第三部分:飞行宝典
1.2.38 2010年9月14日 恶劣天气产生风切变和微下击暴流+决策能力弱+对复杂天气预案不充分+CRM混乱+未按标准手册处置导致飞机五边失速

2010914日 恶劣天气产生风切变和微下击暴流+决策能力弱+对复杂天气预案不充分+CRM混乱+未按标准手册处置导致飞机五边失速

1 概述

2010 9 14 日,XX公司A319飞机执行重庆-无锡航班。09:29(北京时,下同),在无锡机场03 号跑道五边进近过程中,因遭遇恶劣天气,飞机状态剧烈变化,相继触发低能量警告、失速警告和拉升警告,进入失速状态。此后飞机自动保护系统工作,使飞机脱离失速,随后机组操纵飞机改出复杂状态,备降宁波机场。该事件构成一起人为责任原因的运输航空严重事故征候。

2 事实信息

2.1 事件经过

914日,XX公司A319飞机执行重庆至无锡航班。

07:45 该机从重庆机场起飞。

08:47 机组确认收到来自该公司签派关于无锡机场雷雨活动的特选报信息。

09:01 机组与无锡塔台建立首次联系,报告预计落地时间为09:34,并收到了本场的着陆条件和天气实况,“03号跑道盲降,1号进场,地面风04003/秒,温度22度,能见度2400米,有小雷雨,轻雾,场压1013”。之后,机组曾4 次询问和证实本场天气变化情况,且陆续收到无锡塔台通报,“雷雨覆盖本场,预计到10 点转好”、“前面有飞机到南京备降”和“现在看本场西边是有强闪电”。到场后,经塔台同意机组通场加入右三边实施盲降进近。

09:29 无锡本场强雷雨,且伴有不稳定风约340度,7/秒。高度2140英尺,飞机截获盲降,自动飞行,速度逐渐减小,姿态逐渐增大;当速度达到114 海里/小时(进近速度126 海里/小时)时,触发低能量警告(SPEED),机组拉出飞行控制组件(FCU)上的速度旋钮,人工选择目标速度131海里/小时,自动油门缓慢增加,但速度仍在减小,减速率约为每秒7海里/小时;自动驾驶仪自动断开,飞机迎角不断增大,大迎角保护功能工作,迎角平台保护(ALPHA FLOOR)激活,此时指示空速为83 海里/小时,推力自动增加到最大,机组将油门杆加至TOGA 位;此后出现失速警告(指示空速为81海里/小时,随后速度最小减至74海里/小时),第一部飞行增稳计算机(FAC1)失效,左右座驾驶员先后带杆,第二部飞行增稳计算机(FAC2)失效;飞机机头开始从最大仰角33.40度转为下俯,并向右滚转,掉高度,速度逐渐增加,随后脱离失速状态,期间,最大右坡度达到43.59度,最大俯角达到5.98度,最大下降率达到3924英尺/分,并相继触发下滑道警告(GLIDE SLOPE)、拉升警告(PULL UP)和下降率警告(SINK RATE)。在下降过程中飞机增速,随后机组操纵飞机逐渐改出复杂状态并转入上升,期间下降的最低高度为884英尺。飞机上升至高度2924英尺时,机组按EACM 程序人工成功复位两部飞行增稳计算机(FAC),之后飞往宁波机场备降,于10:11安全着陆。落地后,机务地面检查飞机系统工作正常。飞行机组通过电话向该公司飞行部领导和签派进行了报告,公司决定由该机组、该飞机继续执行后续航班。

2.2 天气情况

9 14 日,按照《无锡机场SPECI 报报告标准》要求,事发前后,无锡机场气象台4 次发布特殊天气报告。本场主要天气信息如下:

08:10,干雷暴伴1到两个量的积雨云;

08:21,中雷雨伴34个量的积雨云,能见度1500米;

08:30,强雷雨伴34个量的积雨云,大雾,能见度600米;

08:48,弱雷雨伴34个量的积雨云,观测前一小时有中雨;平均风向20 度,平均风速4 /秒,风向在350 度到50 度之间变化;

09:00,弱雷雨伴34个量的积雨云,出现34个量的低云,云底高450 米;平均风向60度,风速3/秒,风向在10度和110度之间变化;

09:30,地面平均风向340度,风7 /秒,风向在290 度和70度之间变化,有中雷雨伴34个量的积雨云;34个量的低云,云底高450米;

09:43,中雷雨伴34个量的积雨云,风向在350130度中间变化,平均风向50度,风速2/秒;有34个量的低云,云底高360米;

10:00,中雷雨伴34个量的积雨云,平均风向70度,风速2/秒,风向在40度和120度之间变化;有34个量的低云34个量的低云,云底高360 米。

2.3 飞机情况

该飞机的出厂时间是20050622日。事发前,该机无FAC 的相关故障,也无保留故障。914日航后为判断和隔离故障,与B-2298机互换SEC3 计算机,互换本机控制FAC1FAC2 的继电器13CC113CC2,测试正常。926日与另一飞机互串FAC1FAC2,测试正常。截止112日为止,两飞机无FAC 相关故障信息。914日至112日,该飞机共运行307飞行小时、182个起落,机组无异常情况反映。

2.4 机载飞行记录设备

该机共安装有数字式飞行数据记录器(DFDR)、快速数据存取记录器(QAR)、数字式存取记录器(DAR 公司自行安装的机载数据记录器,非局方强制要求)及驾驶舱声音记录器(CVR)。上述设备工作正常,已采集的QAR 数据有效。但事发后,由于飞行机组未对CVR中记录的内容采取保护措施,致使该机事发时的舱音被后续航班所覆盖,失去了调查所需的重要证据。事发当日,该公司对该机的QARDAR进行了译码,并向西南地区管理局提供了译码数据。

2.5 QAR 译码数据

飞机重量56.4 吨,重心30.08%,进近速度(VAPP126 海里/小时,飞机构型处于形态全、起落架放下位。经计算,此时飞机的失速速度约为99 海里/小时。

从逐渐进入复杂状态至改出阶段的译码数据如下:

29:35 气压高度1680英尺,自动驾驶、自动油门工作,飞机维持在航向道、下滑道上,飞机仰角10.2度,左坡度4.22度,下降率685英尺/分,指示空速127海里/小时,地速135海里/小时,航向10.9度,风向291.8度,风速37海里/小时,EPR:1.04,右1.04

29:37 气压高度1664 英尺,自动驾驶、自动油门工作,飞机维持在航向道、下滑道上,飞机仰角12.66度,右坡度3.16度,下降率599英尺/分,指示空速115 海里/小时,地速129 海里/小时,航向11.9 度,风向280.5 度,风速31 海里/小时,EPR:1.04,右1.051秒后出现低能量警告(Speed),并持续4 秒(DAR 数据)。

29:39 气压高度1644英尺,自动驾驶、自动油门工作,飞机维持在航向道、下滑道上,飞机仰角14.77度,左坡度3.87度,下降率520英尺/分,指示空速118 海里/小时,地速126海里/小时。航向7.7度,风向281.2度,风速35 海里/小时,EPR:1.09,右1.09

29:42 气压高度1636 英尺,自动驾驶、自动油门工作,飞机维持在航向道、下滑道上,飞机仰角13.71度,左坡度1.76度,下降率351英尺/分,指示空速114海里/小时,地速122海里/小时。航向8.8 度,风向272.2 度,风速35 海里/小时,EPR:1.27,右1.27。此时机组开始在FCU上将选择速度调整至131 海里/小时。

29:47 气压高度1544 英尺,自动驾驶、自动油门工作,飞机维持在航向道、下滑道上,飞机仰角21.8度,左坡度2.46度,下降率898英尺/分,指示空速111 海里/小时,地速123海里/小时,航向11.3度,风向273.5度,风速37海里/小时,EPR:1.27,右1.27

2 秒后再次出现低能量警告(Speed),持续3 秒(DAR 数据)。

29:50 气压高度1488英尺,自动驾驶断开,自动油门工作,飞机基本维持在航向道、下滑道上,飞机仰角32.7度,右坡度2.81度,下降率1128 英尺/分,指示空速93 海里/小时,地速118 海里/小时,航向16.5 度,风向232 度,风速27 海里/小时,EPR:1.27,右1.27。左侧迎角传感器测得的角度为40.8 度(对应的实际迎角为18 度),右侧为43.2 度(对应的实际迎角为18 20 度);升降舵向下偏转至最大(左、右均为16 度),并持续了7 秒;飞行机组开始人工操纵,左座出现顶杆量1.86,向左压杆量0.26,右座未参与操纵。

29:51 气压高度1504英尺,FMA上航向道模式显示消失,飞机基本维持在下滑道上(1秒钟后显示也消失),自动驾驶断开,出现自动驾驶断开音响警告,迎角平台保护(ALPHA FLOOR)激活。油门杆在TOGA位,1秒后指示空速为81海里/小时,并出现持续6秒钟的失速警告(STALL),此时EPR:1.27,右1.27。飞机仰角33.4度,左坡度2.11 度,左侧迎角传感器测得的角度为53.4 度(对应的实际迎角为26 度),右侧为50.3 度(达到最大,对应的实际迎角为24 度),下降率914 英尺/分,指示空速83 海里/小时,地速116海里/小时,航向15.5 度,风向222.2 度,风速34 海里/小时。左座带杆量0.88,无横侧操纵量,右座未参与操纵。

29:53 气压高度1472 英尺,FAC1 失效,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护工作,自动油门方式为TOGA,失速警告(STALL)持续。飞机仰角23.55 度,右坡度12.3 度,下降率727英尺/分,指示空速74 海里/小时(最小空速),地速113海里/小时,航向19.7 度,风向222.2 度,风速34 海里/小时,EPR:左1.38,右1.39。左侧迎角传感器测得的角度为58.4 度(对应的实际迎角为29 度),右侧为64 度(对应的实际迎角为32 度,达到最大);左座顶杆量0.26,向右压杆量14.11,右座带杆量0.48,向右压杆量5.63,左右座开始同时操纵飞机。

29:55 气压高度1352英尺,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护持续工作,失速警告持续。飞机仰角7.38度,右坡度43.59 度(最大坡度),下降率1859 英尺/分,指示空速87 海里/小时,地速116 海里/小时,航向26.7 度,风向222.2度,风速34 海里/小时,EPR:左1.39,右1.39。左座带杆量1.8,向左压杆量19.86,右座带杆量2.99,向左压杆量14.41,左右座同时操纵飞机。

29:57 气压高度1244 英尺,FAC12 均失效,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护持续工作,失速警告持续。飞机俯角2.11度,右坡度17.23度,下降率2806英尺/分,指示空速115海里/小时,地速113 海里/小时,航向26.4 度,风向239.8 度,风速34 海里/小时,EPR:左1.39,右1.39。左座带杆量0.97,向左压杆量18.68,右座带杆量1.8,向左压杆量4.17,左右座同时操纵飞机。方向舵向左偏转3.6 度。

29:58 气压高度1208 英尺,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,ALPHA 平台保护工作,出现近地警告,失速警告消失。飞机俯角5.98 度(最大俯角),坡度0 度,下降率2791 英尺/分,指示空速117 海里/小时,地速140 海里/小时,航向27.1 度,风向254.5 度,风速39 海里/小时,EPR:左1.38,右1.38。左座带杆量16.17,向右压杆量4.57,右座带杆量8.75,向右压杆量1.76,左右座同时操纵飞机。30:00 气压高度1040 英尺,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护持续工作,出现下降率警告(SINK RATE)。飞机仰角1.76 度,左坡度6.68 度,下降率3924 英尺/分(最大下降率),指示空速133 海里/小时,地速158 海里/小时,航向24.2度,风向253.9 度,风速42 海里/小时,EPR:左1.38,右1.38。左座带杆量6.9,向右压杆量8.44,右座带杆量11.38,向右压杆量0.18,左右座同时操纵飞机。大迎角保护停止工作,升降舵向上偏转9 度。

30:01 气压高度996 英尺,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护持续工作,出现拉升警告(PULL UP)。飞机仰角7.73 度,左坡度4.92 度,下降率3580 英尺/分,空速133海里/小时,地速163 海里/小时,航向23.2 度,风向262.3 度,风速43 海里/小时,EPR:左1.38,右1.38。左座顶杆量9.54,向右压杆量2.29,右座带杆量14.02,向左压杆量0.09,左右座同时操纵飞机,俯仰操纵相互冲突。

30:02 气压高度956 英尺,自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护持续工作,出现下滑道警告(GLIDE SLOPE)。飞机仰角6.68 度,左坡度4.22 度,下降率2808 英尺/分,指示空速131 海里/小时,地速167 海里/小时,航向23.2 度,风向254.5度,风速45 海里/小时,EPR:左1.38,右1.38。左座顶杆量8,向右压杆量4,右座顶杆量10.42,向右压杆量2.55,左右座同时操纵飞机,俯仰操纵量叠加。

30:05 气压高度884 英尺(最低高度),自动驾驶断开,自动驾驶断开音响持续警告,迎角平台保护持续工作。飞机仰角12.3度,右坡度1.05 度,指示空速160 海里/小时,地速177 海里/小时,航向29.9 度,风向239.1 度,风速39 海里/小时,EPR:左1.36,右1.36。左座顶杆量13.54,向左压杆量15.56,右座未参与操纵。

2.6 管制指挥

事发前,管制员曾先后4次告知机组当时机场的天气情况和其它飞机备降的信息。调查未发现该事件与管制指挥有关。

2.7 机场通讯导航设备

无锡机场通讯设备工作正常,未发生通讯不畅、影响空地通话的情况。机场未配备管制雷达,实施程序管制。没有证据表明该事件的发生与机场的通讯导航设备有关。

3 原因分析

3.1 QAR 译码分析(9:29:35 9:30:05

3.1.1 天气变化情况分析

风向变化范围从292 度到222 度;风速变化范围从25 海里/小时到50 海里/小时;根据飞机的高度、速度、姿态变化情况,可以判定出当时有明显的颠簸气流和湍流。根据机场特选报内容和塔台管制员目视的天气情况表明,无锡机场当时正处在强降水、强对流、强闪电和风向风速急剧变化的恶劣天气影响之下。

在事件发生前后,飞机不仅遭遇了35 海里/小时的顺侧风,同时还受到风量达30 海里/小时垂直下冲气流的影响。

3.1.2 飞机状态变化峰值

最大仰角33.4 度、最大俯角5.98 度;最大左坡度7.03 度、最大右坡度43.59 度;最大下降率3924 英尺/分;指示空速最小值74 海里/小时。

3.1.3 飞机状态变化情况分析

09:29:35 气压高度1680英尺,飞机处于自动飞行状态,沿航向道、下滑道飞行,仰角10.2 度(正常进近仰角约4 度),左坡度4.22 度,下降率685 英尺/分,指示空速127 海里/小时。在不稳定风292 度至222 度,且风速25 50 海里/小时的影响下,飞机的仰角16 秒后增加到最大33.4 度;20 秒内坡度波动变化最大左7.03度,右43.59 度;18 秒后指示空速波动性减小到74 海里/小时(失速速度约97 海里/小时)

经分析认为,由于恶劣天气的影响,为了使飞机保持在下滑道上飞行,自动飞行系统控制飞机不断增加仰角,当速度下降至93海里/小时时,几乎同时触发大迎角保护功能、低能量警告、激活迎角平台保护功能、失速警告;自动驾驶仪自动断开、飞行指引消失、主飞行显示仪(PFD)显示异常。大迎角保护功能工作使升降舵下俯至最大行程并持续7 秒(在此期间,两部FAC 先后失效);迎角平台保护功能使发动机功率增至最大。飞机俯仰姿态、迎角减小,迎角从上仰最大的32 度减小至下俯的6 度;坡度从左坡度2.11 度至右坡度43.59 度,下降率最大达3924 英尺/分钟,速度不断增加,飞机脱离失速。随后,机组操纵该机改出复杂状态并逐渐转入上升,期间飞机于30:05 降至最低气压高度884 英尺。最大右坡度(43.59 度)和最大下降率(3924 英尺/分)形成的主要原因是:飞机进入失速状态后,由于横侧滚转力矩,飞机掉翼尖并滚转。此外恶劣天气产生的紊流等其他因素也可能是造成飞机向右滚转的原因;大迎角保护功能被激活和飞机失速滚转产生的下俯力矩,加速了飞机下俯,使飞机产生了大下降率。

3.2 对无锡机场当时天气的分析

气象专家对无锡机场天气实况进行了研判,得出下述结论:

无锡机场从08:21 开始闻雷,到08:30 有强雷雨天气,09:00雷雨稍减弱。结合天气雷达回波图分析,机场西面的雷雨云团从08:39 生成,并呈加强趋势快速向机场方向移动;09:20 机场上空积雨云覆盖,从天气实况分析机场08:48 开始到10:00 地面风向和风速不断变化,雷雨从09:00 的弱雷雨转为09:30 的中雷雨,这种风场和天气现象的变化是由于积雨云下方的微下击暴流所致。

结合西南局前期调查的情况,调查组认为飞机在五边进近过程中可能遭遇了微下击暴流及其产生的风切变。

3.3 飞行操纵情况分析

综合QAR 译码数据和机组调查笔录,分析认为:

在五边进近过程中,飞机状态(包括俯仰姿态、横滚、EPR 和速度等)发生异常的情况下,飞行机组未及时中止进近或人工干预控制飞机;

在第一次(09:29:38)出现低能量警告时,机组未按手册规定推油门杆,而是仅仅通过调定FCU 上的目标速度(持续8 秒),试图利用飞机的自动飞行系统增速,错过了避免进入复杂状态的最佳时机。

当指示空速81 海里/小时时,出现失速警告。QAR 数据显示,飞行机组未按空客公司新发布的失速改出程序进行操纵。进入失速状态后,飞行机组两人凭借本能对飞机实施了侧杆和蹬舵操纵。QAR 数据显示,大迎角保护功能激活,指令机头下俯的升降舵偏转量,抑制了机组的带杆量;横滚和脚蹬操纵工作正常。

3.4 飞机自动保护功能工作情况的分析

在飞机仰角逐渐增加的同时迎角也随之增加,当超过其设定值时,自动驾驶仪断开、迎角平台保护(ALPHA FLOOR)激活,之后大迎角保护开始工作,期间出现的警告与飞机的状态变化情况吻合,飞机的自动保护功能与其设计基本一致,工作基本正常。在大迎角保护功能工作以后,两部FAC 先后失效(不工作)。但从QAR 数据分析,这种失效并未影响飞机自动保护系统将飞机从失速状态改出。

3.5 飞机改出情况分析

为了使飞机保持在下滑道上飞行,自动飞行系统控制飞机不断增加姿态,在外界恶劣天气影响下,连续触发低能量警告、激活ALPHA FLOOR 功能、自动驾驶仪断开、失速警告出现、飞行指引仪消失、主飞行显示仪(PFD)显示异常。大迎角保护被激活,指令升降舵下俯至最大行程并持续7 秒(在此期间,两部FAC 先后失效),随之飞机俯仰姿态、迎角减小,期间出现右坡度(最大达43.59 度),下降率增大至3924 英尺/分钟,速度迅速增加并脱离失速。下降中,机组操纵飞机改出复杂状态,恢复正上升率。

3.6 风切变功能分析

风切变提醒(Alert)工作范围在50 英尺到2300 英尺。其中,1200 英尺以下会出现警戒(Caution)和警告(Warning)。QAR 数据显示,高度1200 英尺以下,飞机已进入失速状态,抑制了该功能。

3.7 FAC先后失效原因的分析

关于飞机进入复杂状态后,两部机载飞行增稳计算机(FAC)先后失效原因的分析根据空客公司提供的有关FAC 基本工作原理可知,在下列任何一种速度极限出现无效计算的情况下,如最小可选择速度(VLS),失速警告速度(V stall warning),速度趋势(Vctrend),最大允许速度VMAX[最大放襟翼速度(VFE),或最大操作速度/最大操作马赫数(VMO/MMO], 收襟翼速度(VFLAP),收缝翼速度 (VSLAT),绿点速度(VFEN),下一个放襟翼速度(VFNE)等速度,计算机都会触发FAC 失效,使得FAC 不工作。另外,FAC 在进行速度极限计算时,需要至少有一套襟缝翼控制计算机(SFCC)、一套大气数据基准(ADR),和一套惯导基准系统(IRS)同时处于正常工作状态。

事发后根据对飞行管理引导计算机排故数据记录信息分析,发现09:29:56 时,飞机失去了三类自动着陆系统双通道功能;自动油门处于接通状况,两套飞行指引和自动驾驶仪都已断开,且至少有一套大气数据基准的数据未被任何一套FAC 采用;另外,升降舵副翼控制计算机也记录了自动驾驶仪断开的情况。

FAC 排故数据记录信息分析,发现在09:29:56FAC 因参数比较结果超限(迎角传感器间的参数或校准空速间的参数)而未采用来自3 套大气数据基准的数据;译码记录还发现在09:29:58,两套FAC 重置后恢复正常。由于FAC 只监控校准空速和迎角工作情况,监控到事发时的1 号、2 号迎角传感器迎角值一致。由此可以认为FAC 不采用大气数据基准数据的原因是123 号校准空速的速度差值大于10 海里/小时。使用3 号大气数据基准进行校准空速测量的全压来自3 号全压传感器,其精度在迎角传感器有效工作范围内与1 号和2 号全压传感器的不同。这也就能解释为什么事发时很可能会造成,位于一侧的3 号校准空速与另一侧的1 号和2 号校准空速之间的差值大于10海里/小时的原因。校准空速从全压和静压系统转换而来。如果迎角超出其传感器有效工作范围,全压压力测量精度将随着迎角的增加而降低,全压精度的降低又会使校准空速值随迎角增加而明显低于实际值,产生重大偏差。另外,侧滑也会对校准空速产生明显的影响。此外,在迎角一定的情况下,1 号和2 号校准空速间的偏差与飞机侧滑有关。事发时(09:29:56,也出现了侧滑,进一步可以说明1 号和2 号校准空速间的差值大于10 海里/小时,从而导致了FAC未参与所有三套大气数据校准数据。另外,从该机的DAR 译码中发现在29:51 29:56 期间,在采样的左右指示空速中,共有5 秒的左右空速之差大于10 海里/小时。因此可以判断,两套FAC 都不采用大气数据基准数据的最大可能原因是由于三套校准空速(CAS)系统间速度差值大于10 海里/小时。如果速度极限计算无效时间持续1.1 秒,则两套自动驾驶仪和飞行指引就会自动脱开和消失,这与译码中所记录的09:29:54 时两套飞行指引都消失的情况相符。按设计要求,如果FAC 不采用所有三套大气数据基准数据,则其就会限制偏航阻尼器的行程在+/-5°范围内,这与译码中记录的偏航阻尼器在09:29:53 09:29:58 期间其行程限制在+/-5°范围内的情况相符。当速度极限计算不再有效,则主飞行显示器(PFD)速度带上就会显示:当时的校准空速;选择的或管理的校准空速(如选的话);速度带下部会出现速度极限警告旗“SPD LIM”。飞行中“FAC 速度极限失效”状态是可逆的,只要速度极限计算恢复正常,它就能重新正常工作。

由此可以认为:飞机进入了复杂状态后,由于气流处于极度不稳定状态,且随着飞机迎角增加,飞机全压系统测得的气压精度也随之下降,造成不同校准空速系统的计算结果产生差异。当迎角继续增加超出其有效工作范围的话,将使不同校准空速系统间计算的空速值差异大于10 海里/小时,最终导致FAC 不采用来自大气数据基准提供的数据,从而处于不工作的状态,而非真正发生故障导致的,即空客公司定义的FAC 处于“失效”状态。事发后机组在空中成功重置了两套FAC 也验证了上述分析。

3.8 关于进入“不正常姿态法则”条件的分析

根据空客提供的资料(FCOM 1.27.30 7页),飞机在飞行中出现以下任何一种情况就可进入不正常姿态法则,但还必须满足至少有两套为其数据源的信息源都超出它们的极限值,且超限时间持续1秒以上:

俯仰姿态:上仰角大于50度,或下俯角大于30度;

坡度角大于125度;

迎角:上仰大于30度,下俯:A320大于10度;A318A319A321大于15度;

速度:大于440 海里/小时;或速度小于70 海里/小时至90 海里/小时时(根据飞机俯仰姿态不同而定);

马赫数大于0.91

在本事件中1号迎角传感器的迎角始终低于30 度,3号迎角传感器的数据未在DFDR中记录,但可以断定其迎角值也低于30度。

因此,在整个事件中虽然飞机姿态发生较大变化,但这些变化都未满足进入不正常姿态法则的要求,所以事发时飞机仍处于正常法则状态。

3.9 关于迎角问题

关于迎角平台保护(ALPHA FLOOR)激活后,迎角仍进一步增大,使飞机进入失速状态迎角平台保护功能只是推力的函数。触发该功能将使推力增加至TOGA 马力,但不直接控制飞机的俯仰姿态。失速后,第一个动作是减小迎角,脱离失速后再根据需要增加速度。空客飞机(A319/320/321)飞行手册中,关于大迎角保护功能的描述是:在正常法则下,飞机处于全形态时,如果迎角大于迎角保护角值(α prot)后,系统就会将升降舵从正常模式转换成保护模式,并给出最大低头指令。在迎角保护范围内,即在迎角保护角至最大迎角(α MAX)范围内,迎角直接由侧杆控制。即使飞行员将侧杆一直拉到最后,迎角也不会超过最大迎角(α MAX),这种防止失速和风切变保护功能比其它保护有更高的优先权。自动驾驶仪在迎角大于迎角保护值加1度时(α prot+1=13度)会断开,符合设计要求。

根据法国事故调查局提供的迎角传感器测量值与飞机实际迎角的换算关系:实际迎角=测量迎角/K+I(其中KI 这两个系数是与飞机及其襟缝翼形态、迎角等参数有关的变量。如在全形态情况下,当测得的迎角小于等于29度时,K=2.089I=-2.487;当测得的迎角大于29 度时,K=1.700,I=-5.667),对译码中记录的迎角值进行转换,比较后送给相关设备或系统。

本次事件的译码显示在09:29:50,大迎角保护功能起作用,发出升降舵最大低头指令,升降舵向下偏转至最大行程16度并持续7秒,期间飞机俯仰角逐渐从上仰的34度减小到4度,迎角迅速增加至32度后逐渐减小到19.33度。由此可以看出,事发时飞机迎角快速增加,超过失速警告门限值(正常法则时为23 度)后继续增加至最大值32 度,并带有44度的右坡度,飞机控制系统大迎角保护工作,给出升降舵最大低头指令,迎角逐渐减小至低于迎角保护值(αprot)。09:29:51,迎角超过13度(全形态),触发迎角平台保护功能,此时发动机的EPR 1.27,在不到2秒的时间内增加到TOGA马力;飞机迎角超过了迎角保护值+1 度(=13度),自动驾驶仪断开;09:29:52 时出现失速警告,并持续6 秒。

由此可以看出,当飞机迎角增大超过失速临界迎角后进入失速状态,期间大迎角保护功能起作用,使飞机低头,并使飞机逐渐改出失速状态,起到了有效的保护作用。

3.10 关于发出失速警告时机问题

失速警告触发基于飞机迎角,而不是速度。在迎角给定的情况下,其失速迎角为23 度。机载飞行数据记录器记录的校准空速和失速数据采样率均为1秒。在大迎角超出其工作范围时全压测量的精度就会降低,从而造成大迎角情况下校准空速精度的降低。在计算失速速度时还必须将当时的载荷系数考虑在内。在此次事件中,触发该机失速警告时的垂直载荷系数为0.8A319飞机在全形态条件下,重量56.4吨时,失速速度为99 海里/小时,考虑失速时垂直载荷系数0.8,则当时其实际失速速度应为99X0.8=79.2海里/小时。

空客公司从译码记录的数据分析发现,当时实际失速警告触发时的校准空速在9381海里/小时之间。这是由于校准空速和失速速度数据采样不是连续的,有1秒间隔,所以只能用一个速度区间表示。

综合上述因素分析,失速警告基于飞机迎角,其当时对应的失速速度约为79 海里/小时。译码记录的失速警告触发值在93海里/小时到81海里/小时(校准空速)之间,大于79海里/小时,表明失速警告是在飞机进入失速前发出的。

3.11 机组在遵守操作手册方面情况的分析

空客公司的飞行机组操作手册(FCOM 3.04.91)中有关风切变和下击暴流情况下的补充操作技术中要求:

在进近过程中,要推迟着陆直到天气转好,或选择备降;

通过观察和经验,以及检查天气情况等方法来评估天气状况是否符合安全着陆的条件;

使用气象雷达观察;

选择最佳的跑道着陆,同时还需具备最合适的进近助航设备;

选择襟翼3

在进近阶段使用管理速度;

在仪表着陆、飞行轨迹角或垂直方式时检查两个飞行指引。

此次飞行中,机组在对天气的判断、设备的使用,以及在当时天气条件下的襟翼使用都存在不足。

3.12 飞机进入失速状态的分析

飞机在微下击暴流及其产生的风切变作用下,状态发生很大变化。尽管在进入失速前飞机迎角保护功能发挥作用,但由于在当时天气所产生的能量已超出飞机自动保护系统提供的保护飞机的能量,使之很难有效地阻止飞机进入失速状态。

4 调查中发现的问题和结论

4.1 该公司信息报告与保护方面的问题

事发后,公司未按照CCAR396 部要求立即将事发信息向事发地监管局报告。公司在向局方的事件初报中,仅描述了简要经过,未报告实际速度、姿态、坡度等关键信息。

公司1016日的事件终报中增加了QAR译码、飞机检查、采取的措施等内容,重点描述了不同阶段的风速、风向、飞机的高度、下降率。原因分析中对FAC 故障、未出现风切变警告的原因进行了分析;提到“飞机速度、高度和姿态产生很大程度的改变”(但仍未提及速度、姿态等关键数据),认为机组果断复飞、措施及时。在采取措施中提到在公司准备网上通报全体飞行员,提高处置风切变能力。

由于该事件发生后,公司未及时向事发地监管局报告,而是做出继续执行后续航班的错误决定,违反了CCAR91 部第91.433 条(飞行记录器)(d)款关于事发后保护飞行记录器记录信息的有关规定,致使该机的舱音记录器(CVR)被覆盖,使得局方调查工作失去了重要证据。此外,从公司事发后上报的两份事件报告中也可以看出,由于该公司在安全信息报告上内容不完整,使局方未能及时得到事件的真实信息,影响了局方对事件调查工作的开展。

4.2 飞行机组方面的问题

4.2.1 机组对复杂天气重视不够、判断决策能力弱

机组对危险天气的判断失误,在从管制员处多次获知天气信息且其它飞机备降的情况下,仍盲目实施进近。

4.2.2 复杂天气进近准备预案不充分

机组对复杂天气条件下的进近准备预案不充分,导致明显出现风切变迹象时,没有采取果断措施中止进近。

4.2.3 机组未按手册要求处置

当飞机姿态逐渐增大,空速逐渐减小、出现低能警告时,机组未按手册(QRH2.03)中低能警告处置的要求推油门,而是采用人工选择速度的方式干预自动飞行系统,导致飞机进入大姿态、小空速、触发ALPHA 保护,最后进入失速的复杂状态。

4.2.4 机组资源管理混乱

在飞机进入复杂状态的情况下,机组出于本能,客观上造成侧杆双输入的违规现象,时间长达12秒。

5 结论

依据《民用航空器事故征候》3.13,这是一起因恶劣天气引发的,飞行机组对天气判断失误、决策与处置不当造成的人为责任原因的运输航空严重事故征候。

6 安全建议

6.1 航空公司

1)该公司应强化安全意识和知识技能的教育培训,防止机组盲目进入危险天气飞行。

2)在生产厂家发布有关飞行操纵程序方面的重要更新或补充资料后,公司应及时对相关飞行机组进行针对性培训,并确保培训质量。

3)在复杂天气情况下,飞行机组应保持高度的警觉性,提高情景意识,关注飞行诸元,综合各方信息,做到早准备、早决断,防止盲目决策、仓促应对。

4)航空公司应加强对安全信息报告的培训,强化员工安全信息报告和证据保护意识,尤其在发生严重不安全事件后应按规章要求详细完整地报告,并主动做好证据保护工作。

6.2 空客公司

空客公司应告知其相关机型的用户,该机型在某些恶劣天气情况下存在可能进入失速状态的风险。