2005年12月26日 低能见度+决断能力不足+目视错觉导致落地后偏出跑道
1 概述
加拿大航空公司A319-112型(注册号:C-GJTC,出厂号MSN:1668)飞机执行ACA261航班,于2005年12月26日中部标准时间18: 35(以下标注时间均为中部标准时间,中部标准时间为国际协调时-6小时)黑夜中迫降在曼尼托巴省温尼伯国际机场。在使用13号跑道仪表进近过程中,自动驾驶仪处于接通状态。离地面大约80英尺时,机长脱开自动驾驶,人工操纵飞机完成进近和着陆。
飞机接地点为距跑道头1600英尺处的中心线左侧,落地扎实。此后的滑行过程中,左起落架短暂偏出跑道边线,两个跑道边灯压碎,一个轮胎被割伤而需要换胎。飞机没有其他损伤,无人员受伤。
2 其他事实情况
2.1 气象情况
中部标准时间18:15观测到的温尼伯机场最新气象资料:风速8节,阵风15节,真风向180°;垂直能见度100英尺;能见度0.375法定英里(sm);在此观测时刻前10分钟的13号跑道视程最小3500英尺,最大6000英尺;温度和露点为-1℃;雾凇;8分量的云。
提供给机组的自动终端信息服务(ATIS)的气象资料基于18:05的观测结果:风速12节,风向(磁)170°,垂直能见度200英尺;能见度0.5法定英里(sm);温度和露点为-1℃;雾凇;场压25.51英寸汞柱。在距跑道4英里时,机组得到的信息通告表明跑道视程2 600英尺。
比ACA261航班晚3分钟着陆的另一航班的机组报告:天气情况正如ATIS通报的那样,在决断高度可以清楚地看到跑道入口灯和跑道边灯。在进近过程中,引进灯可见,但在离地面500英尺至400英尺之间飞机穿越雾区时,暂时看不到引进灯。为了避免雾凇颗粒的漫反射,该机组没有使用着陆灯。
2.2 跑道
12:21发布的跑道道面情况报告指出,在沿跑道中心线100英尺宽的区域内,道面裸露,干/湿区域各占50%。在跑道的其余区域(两边)内,30%的区域是干跑道,30%的区域被冰覆盖。
13号跑道配备I类精密进近仪表着陆系统(ILS),决断高度200英尺。进近能见度0.5海里或2600英尺,跑道磁航向134°,标准3°下滑道。《加拿大航空驾驶员》( CAP)手册中规定,如果机长在决断高度时建立了目视参考,那么就可以着陆。
13号跑道的灯光系统是按I类精密进近设计的,长度2400英尺。沿着陆方向的前1000英尺有5组顺序闪光灯,然后是1400英尺长的白色中线灯。在跑道入口处由绿色的入口灯标识。白色的跑道边灯间隔200英尺,事故征候发生时被调至最亮(等级5 )。跑道边灯重量轻,易碎,位于距跑道边线外侧5英尺的沥青道面上。沿跑道的沥青道面宽7英尺,便于跑道边灯的除雪。

图1
2.3 机长
机长现为加航的雇员,之前是加拿大国际航空公司的雇员。他具有22年、约15000小时的飞行经历时间,其中空客机型的飞行经历时间2500小时。训练记录表明他具有优异的机组资管理技能。在执行此次航班任务前的两天内,他每天工作8个小时,休息良好。
机长持有有效的航线运输驾驶员执照,执照要求其佩戴眼镜,可以使用隐形眼镜。他既佩戴了隐形眼镜,又佩戴了镜片眼镜,两者结合满足对其视力的校正。隐形眼镜是渐变型的,没有看远近物的分隔线。镜片眼镜是新配的,在执行飞行任务中,他只戴过几次。对于某些人来讲,佩戴渐变型镜片调整远近目标的时间比分节镜片要长。机长从没有佩戴这副眼镜执行低能见度着陆。
事发之后,机长佩戴双焦距的分节式镜片眼镜做了一个远近目标的视力测试。结果表明两种镜片存在明显的差异:当头部轻微移动时,渐变型镜片会产生周围视觉的变形,而分节镜片却不会。
2.4 副驾驶
副驾驶持有有效的航线运输驾驶员执照.执照要求其佩戴眼镜。他受雇加航已有6年,具有9700小时的总飞行经历时间,其中空客机型的飞行经历时间2 400小时。2005年5月改装空客机型,之前的18个月内驾驶庞巴迪的RJ机型。训练记录表明他具有优异的机组资源管理技能。在执行此次航班任务前的两天内,他执行了10个小时的飞行任务。
2.5 进近和着陆
进近前机组执行了简令,并就可能的中断进近情况进行了讨论。由于能见度低和云层低,机组决定由机长完成进近和着陆。机组将可能的中断进近程序数据输入到导航系统中了,并通知客舱乘务组温尼伯机场的天气情况和可能将实施的中断进近。
机组使用自动驾驶仪按I类ILS向13号跑直进近。此次进近符合加拿大航空条例和公司的操作程序的要求。机长(PF)操纵飞机,左座。自动驾驶仪接通,ILS截获。自动油门接通,自动系统操纵飞机以约130节的速度稳定进近。副驾驶作为PNF监控仪表参数。两个飞行员在决断高度以上100英尺时都看到了引进灯,PF决定着陆。在决断高度时,两个飞行员都没有看到跑道。在进近和着陆过程中,飞机开着着陆灯。离地高80英尺时,PF脱开自动驾驶仪,继续人工进近。
当机长脱开自动驾驶仪时,机组认为飞机带交叉在跑道中心线的延长线上。但是,由于雾和着陆灯的反射作用,跑道比较模糊。大约自动驾驶仪脱开3秒后,PF左压杆至4°~5°的坡度。离地高30英尺时,PNF抬头观察发觉飞机偏左,并提醒PF,但是PF没有采取措施制止飞机左偏。当PF开始拉平飞机,收油门杆至慢车位,轻微地减少了飞机的左偏。恰在接地前,PF蹬了猛蹬了一脚右舵,飞机扎实接地,接地后向右侧滑。开始滑行的一段时间内,由于PF操纵飞机向跑道中心线滑行并刹车,飞机有些震动。
当旅客下飞机后,PF和机务人员一起检查飞机,未发现飞机有任何损伤。机务人员随后的检查发现一个左主轮的轮胎被割伤。
事故征候发生后,机场人员立即对道面进行了检查,发现飞机右主轮的刹车痕迹,在飞机左主轮的运动轨迹上发现两个破碎的跑道边灯。
跑道上的刹车痕迹说明接地时刻右主轮在距跑道中心线左侧66英尺处。由于跑道左边的区域覆盖雪和冰,未发现左轮的痕迹。根据左右主轮25英尺的轮距,接地时刻左主轮大约在距跑道中心线左侧91英尺处,距跑道边缘9英尺。
右主轮轮眙的杀车痕迹说明接地后飞机继续向跑道左侧滑行约350英尺,然后向跑道中心线方向修正滑行约350英尺。大约在接地点350英尺处,右主轮距跑道中心线的最远距离约83英尺,左主轮距跑道中心线的距离为108英尺,跑道外8英尺。左主轮撞碎2个跑道边灯。
2.6 机场道面探测设备
温尼伯机场的场面交通雷达监视是由机场场面探测设备(ASDE)提供的,这个系统是高精度的一次监视雷达,地面管制员借助此系统监视机场活动区内飞机和车辆的位置,特别是在低能见度的情况下。地面管制员在ASDE上观察ACA261航班的着陆,发现飞机接近跑道左侧边灯。
雷达录像显示飞机进入跑道入口端时在跑道中心线上,然后向左偏离中心线。雷达显示的轨迹与跑道上的刹车痕迹相吻合。ASDE还显示,在ACA261航班着陆时,一辆汽车在K滑行道的停止线外等待。

2.7 进近雷达信息
区域管制中心的雷达录像显示,ACA261航班向13号跑道的ILS进近过程是稳定的,与其后3分钟着陆的B737的进近差不多。
2.8 飞机受损情况
机务检查发现飞机左主轮的一个轮胎被割伤,换胎后飞机执行后续航班。
2.9 飞行记录器
该飞机安装了一个Honeywell公司的两小时驾驶舱语音记录器(CVR ),序列号309 。加航的飞行操纵手册要求发生事故或事故征候的所有航段,在飞机到达停止位后,飞行员必须拔出CVR跳开关。事故征候发旦后机组没有拔出CVR跳开关,加航的飞行操纵手册中也没有要求确认CVR信息已经被保护的相关条款。由于飞机没有受损,事故征候后该飞机执行后续航班任务,因此事故征候段的CVR记录被漫盖。因此,TSB调杳员没有获得与事故征候相关的CVR信息。
该飞机安装了个数字式行数据记录器(DFDR ),当飞机执行完后续航班后,DFDR被拆下并进行数据译码分析。DFDR数据也用于制作事故征候的视频仿真。视频仿真和参数数据列表目用于回放进近和着陆的飞行剖面。DFDR数据分析显示在脱开自动驾驶3秒后,即引进灯和跑道人口灯消失在机头下时,机长操纵飞机带左坡度4°~5°,2秒后PNF大喊飞机偏左。机长制止飞机偏左的方向舵输入发生在3秒后,此时油门杆位于慢车位。飞机左坡度减小,但是直到5秒后接地,飞却仍带着一个小的坡度。接地前,PF猛蹬了一脚右舵。从脱开自动驾驶到接地历时约13秒。
2.10 目视错觉
飞行安全基金会(FSF)的“减少进近和着陆事故(ALAR )”的研究报告中这样描述:“目视错觉产生于缺少目视参考或目视参考发生变化,从而影响飞行员对其相对于跑道入口位置(也即高度、距离、交叉角等)的感知”。基于统计数据,ALAR研究报告还指出:“由于缺少目视参考,以及目视错觉和空间方位迷失,夜晚的目视进近具有更大的凤险。" ALAR报告指出:“在侧风的条件下,跑道灯光和周围物体与飞机航向呈一定夹角。机组应当采取偏流修正以使飞机对正跑道中心线。"ALAR报告把侧风列为导致目视错觉和不正确机组操纵的因素之一。
2.11 夜视
人眼可以适应多种照明条件。在夜晚,利用部分视网膜对低亮度光线的感知,最佳视角可达偏离视线中线15°~20°之间(周边视力),以便好地察觉物体的运动。
2.12 矫正视力的眼镜
FSF的一篇人为因素和航空医学论文淡及到机组成员佩戴隐形眼镜的益处和风险。在这篇文章中,一个已确认的特有风险是隐形眼镜可以增加眼睛对光线和眩目的光(例如夜间进近和着陆过程中跑道灯的光)的敏感度。这篇文章还指出隐形眼镜的一个优点是可以减少一般镜架眼镜产生的物体变形。因为一般镜架眼镜被设计为佩戴者提供沿镜片正前方的最佳视力。当佩戴者看其他的方向而不是镜片正前方时,就会产生视觉变形和周边视觉。从周围到视野底部,渐变型镜片可以产生更大的视觉变形。
2.13 侧风着陆
FSF的ALAR报告中关于侧风着陆部分的说明中,罗列了在侧风着陆事件中通常包括一些因素。其中之一就是:飞机在迅速变化的状态下,机组没有足够的时间,观察、评估和控制飞机高度和飞行轨迹。
2.14 其他事件
TSB调查了大量发生在最终进近阶段的缺少目视参考的事件。这些事件具有一些共同点,所有的I类ILS进近事件都发生在夜间低能见度的情况下;在决断高度机组都建立了目视参考,但是在随后的保持飞机对正跑道过程中,难以获取足够的目视参考。
3 分析
进近前机组的计划表明,他们并非固执地想在温尼伯机场降落,机组也做好了终止进近的准备。机组制定相应的备降方案并准备实施。CYR信息的缺失使得调查组无法了解事故征候中机组的对话,然而机组有条不紊的执行程序表明机组协调沟通得当。同样机组的进近着陆计划表明机组提高了对跑道恶化的目视条件的重视和警觉。收到的天气信息表明机组能够看到着陆所需的目视参考并且在决断高度继续执行着陆是合理的。
信息表明在决断高度时飞机位置正确并消除了偏流影响。机长的决定符合公司操作程序,以机长的训练和经验,应该能够确保飞机在跑道中心线附近降落。
FDR数据分析和飞行仿真表明,当机长左压杆使飞机带4°~5°坡度以抵消侧风影响时,飞机开始向左偏移。左坡度加上右侧风使飞机偏移到跑道中心线的左侧。飞行仿真显示左坡度开始于跑道引进灯和跑道入口灯消失在机头下时。此时,只有两排跑道边灯可见,并与飞机航向呈一定夹角。在这种情况下,FSF的ALAR报告指出驾驶员应使飞机对正跑道,并及时观测和修正偏移。
PF建立了目视参考后,脱开自动驾驶准备着陆。副驾驶作为主要负责监视驾驶舱内的仪表PNF,抬头观察发现了飞机左偏,而机长作为主要负责监视驾驶舱外情况的PF,却没有发现飞机的左偏。黑夜中目视条件变差,加上雾凇颗粒反射的影响使得跑道入口标识模糊,这些外部视觉环境对两个驾驶员都是相同的。尽管PF需要集中精力操纵飞机,但是PF应比PNF更容易发现飞机的左偏。因此,其他因素可能使得PF视觉能力变差。
影响PF视觉的另一个因素是隐形眼镜和新的镜架眼镜的综合效果。首先,PF的雾凇反射效应比PNF的雾凇反射效应要强。其次,由于渐变型眼镜存在干扰周围视觉的特性,PF可能会有一些视觉变形和夜视能力下降,这是以前他未遇到的。再次,渐变型眼镜需要一个调整期以使眼睛适应远近目标的变化。PF佩戴此副眼镜的次数有限,可能还没有完全适应。最后,PF可能没有适应镜架眼镜应看正前方物体的要求,即看不同方位的物体应转动头部,而使用隐形眼镜时,由于镜片随着眼球移动,根本不需要进行任何调整。
FSF的ALAR报告表明,在侧风条件下着陆,时间是非常重要的因素。从离地高80英尺脱开自动驾驶到接地历时13秒。在夜晚、能见度有限、侧风的情况下,当PNF提醒飞机偏离跑道中心线时,PF只有有限的几秒钟意识到并评估偏离,采取必要的修正措施。3秒后PF做出反应,但在接地前并没有完全制止飞机向左侧的偏移。
总之,在情况迅速变化,夜间低能见度侧风中着陆所带来的高强度作负荷的条件下,PF使用的一个或多个视力校正的效果,相反地影响PF持续获得他所需要的有效目视参考的能力。
TSB工程实验室完成了《LP 138/2005一FDR分析报告》,这份报告可以向TSB申请得到。
4 事故征候原因和影响因素
(1)机长操纵飞机对正跑道而没有补偿侧风的影响,使得飞机偏离跑道中心线。接地后飞机的左主轮偏出跑道。
(2)PF使用的一个或多个视力校正的效果很有可能干扰飞行员有效使用着陆所需的目视参考的能力。
5其他发现
事故征候发生后,CVR继续工作,导致事故征候段的语音记录被覆盖。因此,TSB调查员没有得到要故征候相关的CVR信息。
6 安全措施
事故征候发生后,加航发布了一个飞行运行通告:在所有边缘条件下着陆时,应考虑使用自动着陆。