可控飞行撞地

一架飞机可由机师正常控制,但因为一些失误而撞上地面、阻碍物或水面坠毁

CFIT(Controlled Flight Into Terrain)即可控飞行撞地,为航空事故的一种,意义为一架飞机可由机师正常控制,但因为一些失误而撞上地面、阻碍物或水面坠毁。这个名词是由波音的工程师在1970年使用的。为世界上航空航天遇难死亡数最高的事故。据国外统计的资料,客机死亡人数约80%是由CFIT造成的。

警告系统
GPWS和EGPWS
GPWS(Ground Proximity Warning System)地面迫近警告系统。这套系统是当航机在异常接近地障的状况下,使用语音,灯号以及在荧幕显示警告文字的方式,来警告飞行员.这套系统只有在RA(Radio Altitude)2450尺以下才会作用启动.
针对于大部份的机场(硬跑道,跑道长3500尺以上),GPWC也会参考比较航机与跑道相对位置,发现可能存在的危险状况.这个功能称为Terrain Clearance Floor(TCF).
另外Boeing 737-800机型所配备的GPWS也俱备了Windshear(风切)的警告能力.以下将说明Boeing 737-800机型GPWS的警告模示,一共有七种如下所述:
Mode 1:过大的下降速率
Mode 2:在地形上升的状况下,过大的接近地形率
Mode 3:在起飞(Takeoff)或复飞(Go around)爬升后航机掉高度(Altitude loss)太多
Mode 4:非着陆形态下的不安全越障高度
Mode 5:进近着陆时低于下滑道太多
Mode 6:到达给定的无线电高度(Aural callouts)和决断高度(DH)时的报告或坡度警告
Mode 7:(Windshear)低空风切变警告
根据国际民航组织的统计,可控飞行撞地已经成为导致商用喷气飞机机体损毁事故和人员死亡事故的元凶。为此,民航开始在飞机上安装GPWS近地警告系统避免类似事故的发生,增加安全性。
1974年,FAA开始对在美国空域飞行的航班上的GPWS进行强制安装要求,1979年,国际民航组织推荐使用者安装该设备。此后CFIT事故急剧减少。1985年后,CFIT事故每年仅发生1到2次,而强制要求安装前每年发生7到8次。全球几乎所有的商用喷气飞机均装备GPWS。
GPWS由近地警告计算机、警告灯和控制板组成。它的核心是近地警告计算机,一旦发现不安全状态就通过灯光和声音通知驾驶员,直到驾驶员采取措施脱离不安全状态时信号终止。
近地警告系统还通过在驾驶舱内的扬声器向驾驶员发出声音报警,警告系统的主指示灯发出报警指令,并在电子飞行仪表系统上显示警告信息。
虽然GPWS能有效地减少了事故,但是CFIT事故仍然是导致商用喷气飞机事故的主要原因,事故数据显示GPWS有需要改进的区域.现行的GPWS有以下特点和不足之处
---不能了解前方的情况。它只有“下视”功能,依赖于无线电高度,而无线电高度不能反映飞机前方的地形情况。
---虽然可通过对过去的飞行信息进行跟踪和对以后的飞行信息进行预测,以评估前方是否存在危险。使飞机飞向上升坡度很大的地形时,向驾驶员发出告警信号。但如果前方出现突然上升的地形,垂直的峭壁或陡峭的悬崖,则无法及时发出告警信号
---存在“无警告”的因素限制:当飞机起落架和襟翼均在着陆形态,并以正常速率下降时,无法提供地形警告,因为此时GPWS认为飞机将降落在机场,为避免干扰,需要抑制告警。事实表明,不少CFIT事故就是在降落阶段发生。
EGPWS增强型近地警告系统
GPWS的不足在于飞向陡峭地形时预警时间不够,以及飞向不是跑道的平地时的告警。这些不足也导致CFIT事故仍然不断出现,国际民航组织提出了安装TAWS地形提示和警告系统弥补GPWS的不足,以避免类似的CFIT事故,TAWS系统在保持原有GPWS系统优点的同时,增加了前视地形警戒和地形显示等新功能,能使飞行机组更全面地了解飞机周边的地形态势,从而进一步降低CFIT事故的发生率。
过度的下降速率警告,其警告发生的条件取决于RA与下降速率.在以下的图表中可以看到有两个分界区域.在进入第一个分界区域范围内为caution condition.语音警告:SINK RATE
若是航机下降速率并未减少,在进入第二分界区域以后将改为Warning condition.语音警告:WHOOP WHOOP PULL UP,同时在PFD显示PULL UP警告讯息.
Mode 2A发生于航机并非处于Landing状态下,过度的地障接近率.也就是Flaps并未放至30度或以上,并且Glideslope偏移超过2 dots以上.Caution condition.语音警告:TERRAIN ,同时在PFD显示 PULL UP警告讯息.如果此时状况仍未改正,则改为warning condition.语音警告:WHOOP WHOOP PULL UP.在PFD仍显示 PULL UP警告讯息.
当航机持续处于Mode 2A状态,地形高度并未下降或是飞行员并未操纵航机爬升.在PFD仍会显示PULL UP警告讯息,直到高度增加300尺以上或是45秒过后.在这之后如果Mode 2A状态持续存在,将重覆语音警告:TERRAIN TERRAIN.在高度增加300尺以上或是放下起落架,将会解除语音警告以及PFD的PULL UP警告讯息.
Mode 2B发生于航机Flaps放出至30度或以上,处于Landing状态下,发生过度的地障接近率.GPWC以flap位置以及高度下降速率来计算决定最低的限制.Caution condition.会重覆不断的语音警告:TERRAIN TERRAIN ....,如果此时状况持续超过1.6秒,则改为warning condition.语音警告:WHOOP WHOOP PULL UP.同时在PFD显示 PULL UP警告讯息.
如果起落架放下,Mode 2B警告则改为.语音警告:TERRAIN TERRAIN.
Mode 3:在航机起飞(Takeoff)或重飞(Go around)爬升时航机高度值过度下降(Altitude loss)
Mode 3分成Mode 3A与Mode 3B两个副模式.
Mode 3A发生于当航机起飞(Takeoff)或重飞(Go around),在爬升阶段起落架已经收起并且Flaps在30度以内时,航机发生无法爬升反而高度下降.Mode 3B则为地障接近.
Mode 3:在航机起飞(Takeoff)或重飞(Go around)爬升时航机高度值过度下降(Altitude loss)
Mode 3分成Mode 3A与Mode 3B两个副模式.
Mode 3A发生与当航机起飞(Takeoff)或重飞(Go around),在爬升阶段起落架已经收起并且Flaps在30度以内时,航机发生无法爬升反而高度下降.Mode 3B则为地障接近.
Mode 4:与地障的间距不足
Mode 4为航机处于非落地状态(未放下起落架或Flaps 30度以内)时,与地障的间距不足.
Mode 4A为未放起落架.语音警告:TOO LOW GEAR. Mode 4B为未放Flaps至30度以上.语音警告:TOO LOW FLAPS.若外型不变,航机在空速或高度增加以后语音警告转换为: TOO LOW TERRAIN.
ACAS和EGPWS
美国航空体系称为空中交通预警和防撞系统(TCAS:Traffic Alert and Collision Avoidance System)
欧洲航空体系称为机载防撞系统(ACAS: Airborne Collision Avoidance System)),两者实际上的含义、功能是一致的。防撞系统可显示飞机周围的情况,并在需要时提供语音告警,同时帮助驾驶员以适当机动方式躲避危险,这些都有助于避免灾难性事故的发生。
根据美国民航法91部123条,当空中交通预警防撞系统处理建议响起时(TCAS,RA)飞行员可以偏离管制员的指令。飞行员需要尽快的告知管制员因TCAS,RA偏离管制员的指令。
其他飞机进入机载防撞系统监测领空时系统会给予提示。监控空域的大小取决于机组使用不同范围的仪器。在电脑的分析下,防撞系统可以分析也装有应答器的对方飞机的危险程度而给出视觉和语音上的提示。
有两种TCAS系统,TCAS I 主要使用在通用飞机上,TCAS II 主要使用在航线飞机。TCAS I只提供提示,帮助飞行员寻找冲突飞机解决问题。无规避动作建议提供。换句话说,TCAS II不仅可以提供交通建议,还能提供解决方案。解决方案只限于纵向机动(爬升或下降)。当处理建议RA出现时,飞行员应该遵照RA的指示操控飞机除非此操作会危机飞行安全或机组已经目视冲突飞机。
防撞告警装置TCAD,也已经投入通用航空飞行。基本原理是接受附近飞机的应答机信号得出附近飞机的位置和高度,从而给出告警,但没有方向信息。
意外事件
泛美航空151号班机空难(1951年6月21日)
东北航空823号班机空难(1975年2月1日)
美国航空320号班机空难(1959年2月3日)
联合航空389号班机空难(1965年8月16日)
美国航空382号班机空难(1965年11月8日)
民航公司10号班机空难(1968年2月16日)
乌拉圭空军571号班机空难(1972年10月13日)
东方航空401号班机空难(1972年12月29日)
达美航空723号班机空难(1973年7月31日)
环球航空514号班机空难(1974年12月1日)
新西兰航空901号班机空难(1979年11月28日)
哥伦比亚航空001号班机空难(1983年11月27日)
哥伦比亚航空410号班机空难(1988年3月17日)
印度航空113号班机空难(1988年10月19日)
印度航空105号班机空难(1990年2月14日)
巴基斯坦国际航空268号班机空难(1992年9月28日)
韩亚航空733号班机空难(1993年7月26日)
美国航空1572号班机空难(1995年11月12日)
美国航空965号班机空难(1995年12月20日)
美国空军IFO21号班机空难(1996年4月3日)
大韩航空801号班机空难(1997年8月6日)
加鲁达航空152号班机空难(1997年9月26日)
法国航空422号班机空难(1998年4月20日)
中国国际航空129号班机空难(2002年4月15日)
B-HRX坠毁事故(2003年8月26日)
亚美尼亚航空967号班机空难(2006年5月3日)
中国河南航空B-3130号班机空难(2010年8月24日)
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