情景意识助力,安全包线护航

  中国民航科学技术研究院航空安全研究室主任、全国民航“五一”劳动奖章获得者李敬博士告诉笔者,2007年~2011年,我国民航运输百万小时重大事故率为0.0439,远远好于国际民航平均水平(2008年~2011年国际民航平均水平约为0.3)。这个安全指标,通俗点说,就好比一名旅客从今天开始,每天乘4个小时的飞机,那他可能在今后15602年内,遇到唯一的1次飞行事故。

  中国民航科学技术研究院航空安全研究室主任、全国民航“五一”劳动奖章获得者李敬博士告诉笔者,2007年~2011年,我国民航运输百万小时重大事故率为0.0439,远远好于国际民航平均水平(2008年~2011年国际民航平均水平约为0.3)。这个安全指标,通俗点说,就好比一名旅客从今天开始,每天乘4个小时的飞机,那他可能在今后15602年内,遇到唯一的1次飞行事故。

  那么,民用航空是如何得以保持这么高的安全水平的呢?

  留足安全裕度

  一般来说,民用航空是通过维护安全裕度来确保飞行安全的。如下图所示,以飞机起降为例,飞机在跑道内运行,都是安全的。从一定意义上说,跑道就像航空器的安全包线一样,为航班的起降保驾护航。

情景意识助力,安全包线护航

 

  然而,飞机在跑道中所处的位置不同,其安全风险度就不同。在跑道上起飞和着陆时,飞机越靠近中心线,风险度越低,安全裕度也就越大。反之,离中心线越远,安全裕度就越小。在这种情况下,稍不注意,飞机就有可能偏出跑道,造成严重的安全问题。

  我们知道,航空器不可能总在标准条件下运行,其运动趋势也不可能总是处于理想状态,而是会出现左右摇摆或上下波动的情况。如果航空器始终在跑道中心地带运行,其拥有的安全裕度就越大,突破安全保护圈的概率就越小。

  要达到这个目的,飞行员对航空器运行的实际状况和趋势必须非常清楚。也就是说,飞行员必须增强自己在飞行过程中的情境意识,时时刻刻关注飞机的动态变化,牢牢控制并为飞机留有足够的安全裕度。

  1995年,美国航空安全报告系统(ASRS)对接到的113起情景意识不安全事件进行分析,发现了169处情景意识方面的错误。在这113起事故中,80.2%的不安全事件归于“不能对处境进行直接感知”,16.9%归于“不能对处境进行理解领会”,仅有2.9%归于“不能对处境的未来状况进行理解领会”。因此,我们要更加关注占了约八成的“不能对处境进行直接感知”的情景意识问题。

  伊春“8·24”飞行事故之所以发生,调查组认为原因有3个,最后一个是:“飞行机组丧失情景意识,在撞地前出现无线电高度语音提示,且在未建立着陆所必需的目视参考的情况下仍未采取复飞措施,错失了避免事故发生的最后机会,导致飞机撞地。”因此,对于飞行安全来说,情景意识相当重要。

  抓好情景意识训练

  那么,什么是情景意识呢?目前,业界尚无统一定义。笔者比较赞同这样一种描述:情景意识是指飞行员对航空器在正常或非正常情况下安全飞行的相关因素的一个整体认识。也就是说,机组必须知道接下来要发生什么,以及在可预见的未来将要发生什么。

  如果某个飞行员对所驾飞机运行的环境有良好理解的话,他就会自然而然地想在飞机前头,引领飞机朝着既定目标飞行。情景意识主要是解决“人—机—环”当前的状态、未来需要什么状态、如何引领飞机按照自己(机组)的意图来飞行这3个问题。

  笔者认为,抓飞行员的情景意识训练,要突出以下五个方面:

  一是抓“状态”,即飞机的物理状态或情况。首先是飞机动力状况,其次是飞机的运动参数(高度、速度、姿态等),最后是飞机的构型等。

  二是抓“位置”,即不同情况下的飞机位置。包括飞行计划、障碍物(天然或人工)或其他从防撞角度需要考虑避让的航空器。据统计,1980年~1996年,全球民航发生了621起重大飞行事故。除32起信息不充分外,对余下的589起进行直接因素分析,其中因为“缺乏空中位置意识”而造成的事故达123起,占20.9%。

  三是抓“天气”。包括当前和未来的天气变化等详细情况。

  四是抓“时间”。包括飞机到达下一个领航坐标点的时间,飞机到达目的地的时间,飞机等待着陆指令或飞机备降所需的时间,燃料可用时限,在天气发生变化之前留给飞机的时间等。

  五是抓“人员”。包括运行团队(机组人员和乘务人员)、其他人员、乘客等。

  不离“笑脸”左右

  保证飞行安全,笔者认为,应该将飞机牢牢控制在安全包线范围内运行,即始终在航空器的“性能包线”和法规标准的“规章包线”两者叠加的公共部分内飞行(如图,制图/张旭)。在一次安全研讨会上,笔者曾指着这幅图问大家:“如果这个叠加部分是一本书,那么‘书中自有’?”

情景意识助力,安全包线护航

 

  下面异口同声地回答:“黄金屋。”

  “还有呢?”

  大家笑了:“颜如玉。”

  “还有呢?”

  只有少数说:“千钟栗。”

  笔者进一步解释这张图说:“在这个公共部分有一个‘笑脸’,它表示坚持在‘笑脸’这个部位运行,可以保证飞行员的飞行生涯拥有‘安全飞行’和‘幸福生活’,保证飞行员平平安安飞到60岁退休,快快乐乐享受人生幸福。”

  那么,什么是性能包线呢?性能包线是飞机制造厂家设计、生产,并经试飞确定的性能标准,具体体现为厂家提供给飞行员使用的飞行机组操作手册(FCOM)、最低设备清单(MEL)、快速基准手册(QRH,俗称“快速检查单”)和飞行机组训练手册(FCTM)。飞行员严格按照这4套手册操纵飞机,就能保证飞机在性能包线内运行。

  目前,中国民航拥有涉及航空安全的规章、标准和咨询通告共91部。正是这些规章标准,加上企业自身编制的各类运行手册和程序,共同框定了规章包线。对于具有职业精神和职业技能的现代飞行员来说,其运行必然不离“笑脸”左右。对于侥幸心理严重的飞行员,时时处处表露出藐视规章、超越规章的行为倾向,其运行自然会在规章包线边缘甚至之外徘徊。失去了规章保护的行为,飞行风险度必将陡然攀升。

  作为现代职业飞行员,我们必须严格执行标准,坚决反对违章,随时检测自身的情景意识。在性能包线和规章包线共同框定的安全包线内飞行,才是最明智、最安全的选择。

  (作者系中国民航科学技术研究院总飞行师、民航特聘专家)

案例分析

突破安全包线的代价

  2000年3月5日,太平洋标准时间18时11分,美国西南航空公司一架波音737-300飞机在加利福尼亚伯班克机场着陆时,撞上08号跑道离场末端14英尺高的金属折流栅后,继续穿过机场边界和街道,在加油站附近停下来,飞机严重受损。在机上142名乘员中,有2名旅客受重伤,机长和41名旅客受轻伤。

  这起事故是怎么发生的呢?

  由于空管指挥的原因,这架飞机在距离跑道中心延长线北约3海里、跑道入口西9海里的地方,高度4200英尺MSL(高于机场标高约3400英尺),指示空速230节。根据这些参数和波音737飞机的飞行特性,即使机长在接到进近许可后采取最积极的措施减速和下降,机组要在接地前建立稳定进近也非常困难。美国交通运输安全委员会(NTSB)的结论是管制员“让飞机飞得太快、太高、太靠近跑道入口,除了复飞外没有其他安全选择”。

  调查显示,在这种情况下,机组不顾飞机性能,仍然“硬着头皮”继续进近。为了放襟翼,飞机保持高度3000英尺MSL(高于机场标高2225英尺),直到距跑道入口3海里时,速度才下降至180节。机长开始以较大的下降梯度往下“冲”,企图在跑道入口达到预期的接地点。在最后进近和着陆过程中,尽管发动机推力保持在慢车,但该飞机至少比目标速度138节高了45节。

  当飞机通过场高1200英尺,下降率增加超过2900英尺/分钟时,近地警告系统(GPWS)开始连续发出20秒的“下降率”警告,随后恶化为“拉起”警告,并持续了11秒。但是,机长仍然一门心思想着落地。

  NTSB的性能计算表明,该飞机以指示空速182节(地速188节、顺风6节)在距离跑道入口2150英尺处接地,余下跑道道面约3900英尺长,距离跑道末端的折流栅还有约4150英尺。根据事发飞机当时的参数,如果操纵飞机的驾驶员立即使用最大人工刹车,飞机可以在3500英尺停住。但是,机长在飞机接地后,并没有立即使用最大人工刹车。

  笔者认为,这是一起典型的突破安全包线(性能、规章)并酿成飞行事故的案例。

  一是超出了飞机的性能包线。我们知道,从高于机场入口标高1000英尺到接地的正常下降梯度(当稳定在138节目标速度时,如果下滑轨迹角为3度的话,跟随ILS即盲降的电子下滑道中心线),飞机下降率应该为717英尺/分钟。而实际情况是,该飞机最后进近阶段的下滑轨迹角达到了7度(是正常值的2倍多),油门已经收到了慢车,但飞机并没有减速,而是以比正常快44节的速度在跑道上接地。按照性能推算,其着陆减速距离比正常增长了64%。如果不立即采取最大人工刹车,飞机冲出跑道的风险非常大。实际上,在飞机接地后,机长并没有预料到这个危险,而是采用正常情况下的习惯刹车方法,飞机自然就冲出了跑道,并引发事故。

  二是突破了规章包线。当飞机在着陆短五边上,飞机速度快、高度高、下降率大,又触发了近地警告系统,机长仍然继续着陆。按照正常的飞行思维,机组应该立即拉升复飞。关于稳定进近的标准和要求,世界各地的航空公司几乎都是一样的,而我国民航著名的“八该一反对”中,将“该复飞就复飞”列为头条,自然有其深刻的道理。

 

 

(本文仅代表作者观点,中国民用航空网保持中立。)

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