人為因素對航空安全的影響與對策研究

李峰

摘 要：雷雨季節(jié)來臨時，飛機在雨中如何實現(xiàn)安全著陸，是航空安全的重要保障。為此，文章對飛機著陸時，發(fā)生滑水現(xiàn)象的處理進(jìn)行重點研究，以期進(jìn)一步降低人為因素對航空安全造成的不利影響。文章以典型事例為研究對象，對其滑水原因、種類進(jìn)行分析，同時研究了輪胎構(gòu)型與滑水之間的關(guān)系，以及滑水速度的計算，在此基礎(chǔ)上，提出了避免滑水現(xiàn)象的具體對策。希望文章能夠為相關(guān)人員的研究提供參考價值，進(jìn)而有效避免滑水現(xiàn)象發(fā)生，全面提高航空安全。

關(guān)鍵詞：人為因素；航空安全；飛機著陸

中圖分類號：V328 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0160-02

前言

事實證明，在飛機起飛與著陸的13分鐘內(nèi)，是安全事故發(fā)生率最高的時間短。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示。因大雨、暴雨等惡劣天氣條件造成的飛機安全事故，占總事故發(fā)生率的一半以上。影響航空安全的因素有很多，如風(fēng)切變、漫反射以及濕跑道、風(fēng)切變、著陸滑水等。由于常年處于國內(nèi)、日、韓等飛行線的機長們，經(jīng)常會遇到在積水跑道上著陸的情況。鑒于此，為了更加深入掌握飛機輪胎與積水跑道的特性，為該航線的飛行人員提供有效的安全保證，本文主要針對輪胎滑水現(xiàn)象進(jìn)行分析。

1 實例分析

1993年，一架德國飛機A320-200在著陸時，滑出跑道起火損毀。事故原因在于，當(dāng)時的天氣條件比較差，且地面控制中心向機組報告了錯誤風(fēng)向，實際的地面風(fēng)是順風(fēng)，而地面報告卻是頂風(fēng)，而且實際的順風(fēng)分量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于限制標(biāo)準(zhǔn)。所以，機組在考慮到風(fēng)向改變的情況下，修正了參考速度，故飛機最終的接地速度為170Kt。在高速、順風(fēng)、大雨等因素的綜合作用下，延長了飛機接地起落架由RH至LH的時間，進(jìn)而影響了擾流板與反推的正常工作，最終導(dǎo)致飛機滑出跑道外并起火損毀。導(dǎo)致這一慘劇發(fā)生的主要原因，即跑道上的積水，這種現(xiàn)象稱之為著陸滑水。發(fā)生滑水現(xiàn)象的主要原因在于，飛機輪胎與跑道地面之間存在一層水膜，這層水膜將輪胎與地面分離，使得幾十噸甚至過百噸的飛機“漂浮”在跑道上。滑水現(xiàn)象對飛機的飛行性能具有重大影響，尤其是在飛機著陸飛行時，處理不當(dāng)極易發(fā)生偏離跑道甚至完全脫離跑道等嚴(yán)重事故。

2 導(dǎo)致滑水現(xiàn)象的原因分析以及分類

2.1 滑水現(xiàn)象原因分析

飛機在地面飛行過程中，輪胎是其與地面之間的唯一接觸點。在惡劣的雨雪天氣下，由于跑道排水能力有限，許多積水無法及時排出，導(dǎo)致跑道存在積水。而當(dāng)飛機輪胎與存在積水的跑道接觸時，輪胎與地面接觸的表面會產(chǎn)生一定的流體動壓力。飛機在積水跑道上高速運行的過程中，輪胎的高速運動會降低其表面的排水功能，加之水的浮力的作用，發(fā)生輪胎“浮”水面之上的現(xiàn)象，這便是常見的水膜現(xiàn)象。輪胎與跑道道面之間的流體動壓力，與飛機地面運行速度是呈正比關(guān)系的。而當(dāng)飛機重量與流體動壓力相同時，水膜便會阻隔開飛機輪胎的地面接觸，這便形成了滑水現(xiàn)象[1]。發(fā)生滑水現(xiàn)象時，水壓為輪胎速度的2倍，且和流體密度之間存在一定的比例關(guān)系。水膜現(xiàn)象發(fā)生時最低的水的深度，受到輪速、輪胎磨損情況以及道面光滑程度的影響，通常在2.5MM至10.0MM之間。

除此之外，滑水現(xiàn)象的產(chǎn)生不僅與飛機的地面飛行速度有關(guān)，同時也與輪胎速度具有之間關(guān)系。一般情況下，飛機地速越大，滑水現(xiàn)象越嚴(yán)重，且輪胎速度越大，滑水時間越長。發(fā)生滑水現(xiàn)象時，若飛行員采取加大剎車壓力的手段對飛機進(jìn)行減速控制，則會持續(xù)降低輪胎的轉(zhuǎn)速，然而飛機自身的防滯系統(tǒng)，又會降低剎車壓力，此時便形成了一種相互矛盾的處理方式，延長了滑水時間，甚至導(dǎo)致更嚴(yán)重的危害。需要注意的是，當(dāng)飛機發(fā)生滑水現(xiàn)象時，其滑跑的速度與方向均會失控，呈現(xiàn)出一種順風(fēng)漂流的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致飛機在積水跑道上著陸時，發(fā)生偏離跑道或者完全沖出跑道的安全事故。

2.2 滑水分類

飛機滑水現(xiàn)象主要包括三類：（1）動力滑水。其主要發(fā)生與積水、積雪厚度大于等于十分之一英寸的跑道之上，會導(dǎo)致輪胎后形成楔形水道，進(jìn)而致使飛機偏離跑道。跑道排水性能差，雨天條件下容易發(fā)生動力滑水。（2）粘性滑水。粘性滑水是目前最常見的一種滑水烈性。一般情況下，粘性滑水的水層均比較薄，故在不可能發(fā)生滑水的速度下，也有可能發(fā)生滑水。粘性滑水會導(dǎo)致飛機短時間內(nèi)失去控制，進(jìn)而發(fā)生輪胎側(cè)滑，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)減速異常。（3）可逆橡膠滑水。這種滑水現(xiàn)象的發(fā)生條件比較復(fù)雜，跑道必須濕滑且輪胎正處在打滑狀態(tài)?？赡嫦鹉z滑水會在輪胎上留下明顯的印記，且跑道上也存在蒸汽壓力印記，是唯一會在跑道上留下印記的一種滑水類型。

3 輪胎構(gòu)型與滑水之間的關(guān)系

以空客330的飛機輪胎為例，該輪胎具有四條環(huán)形的胎溝，詳見圖1。粗略的看，這種飛機輪胎與原有的“光頭胎”的區(qū)別在于其多了四條環(huán)形胎溝而已，但若仔細(xì)觀察，這種輪胎在胎肩的部位，增加了一圈較細(xì)的橫向的短胎紋?？v向的環(huán)形胎溝有效減少了輪胎與地面之間的接觸面積，故輪胎摩擦力降低。這種輪胎的優(yōu)點在于，其擁有較小的滾動阻力[2]。所以，在比較干燥的跑道道面上具有良好的抓地能力，對飛機行駛過程中，排出跑道上的薄積冰以及輪胎接地時產(chǎn)生的水蒸氣比較有利。但是，這種輪胎也存在明顯缺點，盡管其具有四條縱向的環(huán)形胎溝，但缺少橫向與斜向的起到導(dǎo)流作用的胎溝。因此，若跑道的積水比較深，這種輪胎非常容易發(fā)生漂浮現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致飛機失去控制。

4 滑水速度的計算分析

若飛機在接地過程中，機輪速度不夠，則其滑水速度約為輪胎一平方英尺壓力的7.7倍左右；而若飛機在高速飛行過程中突然中斷飛行，或者突然著陸時，其滑水速度即約為輪胎一平方英尺壓力的9倍[3]。但是，現(xiàn)代輪胎因外形設(shè)計的變化，導(dǎo)致這一系數(shù)更加接近6、7。據(jù)有關(guān)資料顯示，發(fā)生事故的330-200的胎壓是205-225psi，代入上述公式進(jìn)行計算可得，該飛機的滑水速度達(dá)到了130-135Kt，恰好滿足QAR記錄的速度區(qū)域。所以，該機發(fā)生了滑水現(xiàn)象，如圖2所示。endprint

圖2 QAR記錄的速度區(qū)域

5 避免滑水現(xiàn)象的對策

5.1 提高相關(guān)技術(shù)應(yīng)用水平

在飛機起飛與著陸的過程中，加強安全防范，最大程度上降低飛機偏離或沖出跑道事故的發(fā)生率。為此，一方面，需要對輪胎的設(shè)計、跑道開槽技術(shù)的應(yīng)用以及剎車力測量技術(shù)的應(yīng)用等進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)[4]。其中，剎車力測量技術(shù)的應(yīng)用，主要是指飛機制造廠家對飛機防滑系統(tǒng)與剎車系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。上述技術(shù)的優(yōu)化以及新型科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效防止飛機在起飛與著陸過程中發(fā)生安全事故。另一方面，提高機組安全意識，減少因機組不良行為而導(dǎo)致的飛機起飛著陸事故。民航管理于安全會議以及技術(shù)講評時，重點強調(diào)：要做手冊飛行員，即要求機組人員行為必須符合運行手冊要求。

5.2 提高滑水現(xiàn)象的處理技巧

機組訓(xùn)練手冊中，對拉平與接地技巧進(jìn)行了如下概述。拉平時，最佳的俯仰增量是2.3°。而在空客訓(xùn)練手冊中規(guī)定，惡劣天氣情況下，必須實現(xiàn)扎實接地[5]。且一旦住起落架在地，則必須選擇最大反推。扎實接地指的是在積水跑道上落地時，為避免發(fā)生滑水現(xiàn)象而實行的一種技術(shù)，即飛機落地時，輪胎盡快與地面實現(xiàn)直接接觸，同時保證減速板與剎車迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，以免水膜導(dǎo)致剎車無效，進(jìn)而使飛機偏離或者沖出跑道。

此外，飛機在存在積水的跑道上著陸時，還要將減速板與反推的作用充分發(fā)揮出來。減速板具有輔助有效剎車的作用，大約能夠消耗飛機能量的一半左右。而反推在飛機高速運行過程中具有比較明顯的作用，空客也提出在必要時可以反復(fù)使用反推，直到飛機安全著陸[6]。但是，矯枉要適度，以免飛機落地過重，被旅客投訴。同時，訓(xùn)練手冊中同樣規(guī)定，飛機落地之后，需要立刻將前輪放在跑道之上，且不可以推桿或者帶著桿不放，以免影響后續(xù)減速過程。并且，空客強調(diào)，當(dāng)機長確認(rèn)飛機減速存在異常時，可以利用反推，保證飛機全停。

5.3 重點考慮飛機著陸的滑跑距離

合理的滑跑距離是實現(xiàn)飛機安全著陸的重要保障。典型的著陸距離系數(shù)與跑道條件比較，詳見圖3。由圖可知，典型的濕跑道的滑跑距離大約是典型干跑道的2倍。并且，考慮到飛機裕度，一般會將圖中距離乘以1.15，且若條件允許，則會申請長度最長、剎車效果最好的跑道[7]。與此同時，在考慮惡劣天氣條件、飛機重量等情況下，需要事先選擇好著陸跑道以及跑道的道面情，做好準(zhǔn)備。此外，為了提高更好的入口條件，需要盡快完成著陸構(gòu)型，對著陸條件進(jìn)行綜合分析，保證飛機著陸的扎實穩(wěn)定。

圖3 典型著陸距離系數(shù)與跑道條件比較

6 結(jié)束語

航空安全直接關(guān)系著人們的生命安全，是社會關(guān)注的焦點問題之一。而滑水現(xiàn)象是比較常見的一種航空安全影響因素，會導(dǎo)致飛機著陸時偏離跑道甚至完全滑出跑道，是目前最為常見的一種航空安全事故。針對這一現(xiàn)狀，本文以實際案例為例，對滑水現(xiàn)象的發(fā)生原因以及分裂進(jìn)行了概述，同時對輪胎構(gòu)型與滑水之間的關(guān)系，以及滑水速度的計算進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了避免發(fā)水滑水現(xiàn)象的對策：提高相關(guān)技術(shù)應(yīng)用水平、提高滑水現(xiàn)象的處理技巧以及重點考慮飛機著陸的滑跑距離，以期進(jìn)一步提高國內(nèi)與日韓航線的航空安全，為機組人員與乘客的生命安全提供有效保障。為其安全著陸增加多一份信息，使其可以準(zhǔn)確無誤、信心百倍的完成航行工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊林，周萬書，李毅，等.飛行員應(yīng)激反應(yīng)對航空護林飛行安全的影響及對策[J].森林防火，2017（02）：45-49.

[2]侯熙桐.新形勢下航空安全管理面臨的風(fēng)險及防范策略[J].科技視界，2016（18）：141.

[3]孫運梁，石少敏.比較視野下懲治航空安全犯罪的立法完善[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2015，28（05）：24-30.

[4]王彥.民用航空器人為差錯影響因素及航空安全維護策略思考[J].科技與創(chuàng)新，2015（17）：32.

[5]晏碧華，姬鳴，趙小軍，等.根植于航空安全文化的內(nèi)隱安全態(tài)度的預(yù)測效應(yīng)[J].心理學(xué)報，2015，47（01）：119-128.

[6]孫運梁，石少敏.比較視野下懲治航空安全犯罪的立法完善[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2015，28（05）：24-30.

[7]劉俊杰，李華明，梁文娟，等.基于內(nèi)容分析法的航空安全自愿報告信息分析[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2012，22（04）：90-96.endprint