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空速不可靠深度分析

Unreliable Airspeed — Identification, Procedure & Prevention

BOEING 737-800

📋 定义与基本原理

理解空速不可靠的本质——为什么失去空速指示如此危险

🔍 什么是空速不可靠(Unreliable Airspeed)?

空速不可靠是指飞机的空速指示系统因皮托管(Pitot Tube)、静压孔(Static Port)、迎角探测器(AOA Probe)或大气数据惯性基准组件(ADIRU)故障,导致主飞行显示(PFD)和/或备用空速指示器上显示的空速值不可信任。空速是飞行员维持安全飞行包线的核心参数——姿态 + 推力 = 性能,当空速不可靠时,飞行员必须依靠姿态和推力来维持安全飞行。

📐 737-800 空速指示系统原理

动压 = 总压 - 静压 → 指示空速(IAS)

皮托管
采集总压
冲压空气+排水孔
ADM
大气数据模块
气源→电信号
ADIRU
大气数据惯性基准
计算+修正
PFD
主飞行显示
空速带/高度
静压孔
采集静压
无加温
ADM
大气数据模块
ADIRU
计算+修正
PFD
空速+高度
AOA探测器
迎角数据
修正静压→影响空速
ADIRU
PFD
空速可能错误
即使皮托管正常!
3套
独立空速源
机长/副驾/备用
全可错
三个空速源
都可能不可靠!
5kt/5s
IAS DISAGREE触发
差异≥5节持续5秒
20kt
不可靠判定阈值
与表格空速差>20节
228人
AF447遇难
皮托管结冰

⚠️ 核心认知

三个空速指示器(机长侧、副驾侧、备用ISFD)全部都可能出错!甚至可能出现三个空速值各不相同的极端情况。备用空速不是"救命稻草"——它也可能不可靠。因此,姿态 + 推力 = 性能才是空速不可靠时的根本生存法则。

🔎 原因深度分析

四大类原因:撞击、结冰、机械、AOA故障

💥
一、撞击(高发于低空/滑跑)

典型场景:鸟击、异物吸入

两种破坏模式:

  • 皮托管入口堵塞/变形 — 冲压空气进口堵→探头压力从排水口释放→空速缓慢降至零→低速警告→抖杆激活
  • 雷达罩/蒙皮破损 — 破坏皮托管/静压口气流→1~2个PFD或备用空速指示错误

ℹ️ 特征

低空易发、突发性、伴随撞击声、空速一般趋于减小甚至为零。如果起飞滑跑中听到"砰"的一声后空速异常,高度怀疑鸟击。

❄️
二、污染物/结冰覆盖

典型场景:寒冷季节停场结冰、云中飞行积冰

  • 静压孔及周围蒙皮结冰 — 静压孔无加温!除冰液残留也可能结冰→空速偏差、高度表异常
  • 皮托管入口+排水口同时冻住 — 系统内部压力无规律变化:爬升时空速增加,下降时减小,巡航时不可预测
  • 仅冲压入口堵塞 — 探头压力从排水口释放→空速缓慢降至零
  • 加温性能衰减 — AMM仅检查PITOT灯灭=正常,不测电阻丝阻值→功率不足隐患

⚠️ 特征

结冰条件下起飞/云中飞行易发,不具备突然性,起始差异小,逐渐增大。滑跑80kt检查、爬升/云中飞行时空速交叉检查至关重要。

🔧
三、机械原因

典型场景:管路安装错误、管路破损

  • 管路安装位置错误 — 引起滞留水分甚至结冰,类似空速管堵塞,空速减小
  • 管道破损 — 罕见但危险:高高度大压差时空速持续上涨

偶发性质,但管道破损导致的空速持续上涨极具欺骗性——飞行员可能误以为飞机加速而减速,实际已接近失速。

📐
四、迎角(AOA)探测器故障

737NG特有:AOA探头向ADIRU提供修正静压数据

关键影响:AOA受损侧PFD空速指示错误——即使皮托管/静压系统完全正常!

伴随症状(极具误导性):

  • 受影响侧持续/间歇抖杆
  • 受影响侧出现最小速度条(红黑相间)
  • 增加机头下俯操纵力
  • 无法接通自动驾驶 / 自动驾驶自动脱开
  • IAS DISAGREE / ALT DISAGREE / AOA DISAGREE
  • FEEL DIFF PRESS灯亮

⚠️ 特征

突发性、故障显示误导性极强——同时触发多种指示故障,容易导致机组判断混乱。但AOA对空速计算的影响基本在20节以内,可通过不可靠空速表格确认可靠源。

📊
不同堵塞类型对空速/高度指示的影响
堵塞类型爬升时空速下降时空速巡航时高度影响
仅冲压入口堵降至零降至零降至零
入口+排水口均堵增加减小不可预测
静压口堵偏低偏高仅在堵塞高度准确停留在堵塞高度
皮托管+静压全堵不可预测不可预测不可预测不可预测

🎯 识别方法

在不同飞行阶段如何及时发现空速不可靠

🛫
起飞阶段识别
  • 80节交叉检查 — PF执行80kt喊话,PM对比空速与地速判断是否合理
  • 异常对比 — 对比备用空速、地速辅助判断
  • 抬轮阶段AOA故障特征 — 前轮离地时受损AOA激活抖杆、起飞形态指示灯亮、音响报警

✅ 关键动作

滑跑阶段80kt交叉检查是最后一道防线!如果PM发现异常必须立即喊话。鸟击通常在此时发生——听到"砰"声后空速异常,立即执行空速不可靠程序。

✈️
爬升/巡航/下降/进近识别
  • IAS DISAGREE报警 — 机长与副驾空速差≥5节且持续5秒
  • 单侧抖杆 — 仅一侧出现低速/失速警告
  • 单侧空速低 — 一侧空速明显偏低
  • PLI异常 — 单侧俯仰限制指示异常
  • 三块表对比 — 主空速与备用空速对比(注意:三者都可能错误!)
  • 姿态推力不匹配 — 设定的俯仰/推力与当前飞行状态明显不匹配
  • AOA DISAGREE — 新程序新增触发条件
  • ALT DISAGREE — 需同步执行空速不可靠检查单
不受空速错误影响的可靠参考指示
📐
姿态
俯仰/横滚
⚙️
N1
两侧均可靠
📡
地速
GPS来源
📶
无线电高度
低于2500ft

姿态 + 推力 = 性能 —— 空速不可靠时的生存公式

📋 标准处置程序(NNC流程)

空速不可靠非正常检查单的完整执行逻辑

🗺️
处置程序全景流程
1
断开自动控制
AP+A/T+FD关
2
记忆俯仰推力
襟翼出:10°/80%
襟翼收:4°/75%
3
检查探头加温
PROBE HEAT ON
4
确定可靠空速源
三块表+表格
5
后续飞行限制
禁A/T+高度管理
🔴
步骤1-3:初始控制动作(记忆项目)
  1. 断开自动驾驶(AP) — 自动驾驶可能依据错误空速做出危险响应
  2. 断开自动油门(A/T) — 自动油门接收ADIRU静压/AOA数据,可能不可靠
  3. 关闭两个飞行指引开关 — 避免FD基于错误数据给出错误指引
  4. 设置记忆俯仰和推力 — 立即稳定飞行包线
  5. 检查PROBE HEAT在ON位 — 即使有AUTO位也需确认两个开关均ON
🟢
步骤4:确定可靠空速源

方法一:直接判断

  • 对比机长/副驾/备用三个空速指示
  • 结合可靠参考(姿态、N1、地速)判断
  • 若能确定可靠源→使用该源,进入步骤11

方法二:不可靠空速飞行表格

  • 按当前形态、气压高度、重量查表获取目标俯仰和推力
  • 飞机配平稳定后,对比三块表空速与表格空速
  • 差值>20节或0.03马赫 → 该侧不可靠
  • 差异在阈值内 → 可作为可靠源
  • 仍无法确定 → 全程按表格飞行
🔒
步骤5:后续飞行限制
可靠空速源飞行指引自动驾驶自动油门特殊限制
机长或副驾PFD可靠可用(可靠侧)可用(可靠侧)禁用抖杆连续5分钟→AP无法接通/自动断开
仅备用空速可靠禁用禁用禁用全程人工飞行
无法确定禁用禁用禁用全程按表格飞行

⚠️ 自动油门全程禁用!

即使确定可靠空速源,剩余飞行也不得使用自动油门。原因:737自动油门默认使用左ADIRU大气数据(静压+AOA),不随AP侧别切换。即使右侧空速可靠,A/T仍可能使用左侧错误数据。左ADIRU电汇流条无效时A/T切至右ADIRU,但仍存在数据错误风险。

🧠 记忆项目详解

空速不可靠时必须立即执行的记忆俯仰和推力设置

🧠 记忆项目:俯仰姿态和推力设置

该设置适用于所有重量和高度,保证飞机在Vmo/Mmo以下、抖杆以上,不用于保持高度。

襟翼形态俯仰姿态推力(N1)
襟翼放出10°80%
襟翼收上75%

💡 为什么这两组设置能救命?

波音工程验证:10°/80%N1(襟翼出)和4°/75%N1(襟翼收)在任何重量、高度条件下,均能保证飞机处于安全飞行包线内——不低于抖杆速度、不超过Vmo/Mmo。飞行员只需执行记忆项目,飞机就安全了。这是空速不可靠程序的生命线

🛫
起飞阶段空速不可靠

波音特别指出:10°俯仰 + 80%N1 确保安全起飞。

  • 如果抬轮后空速异常→立即执行记忆项目
  • 保持10°俯仰、80%N1爬升
  • 不要试图"判断哪个空速对"——先稳定飞机
  • 稳定后再执行排故和可靠源判断
🔄
复飞时空速不可靠

复飞是最具挑战性的场景:

  • 参考不可靠空速复飞表获取目标俯仰姿态
  • 推力参考N1游标(绿色)
  • 若两侧ADIRU计算的TAS差>25节→N1游标和FMC N1限制值消失!需提前参考复飞%N1表
  • 仅备用空速可靠时→不得使用TO/GA
  • 可靠侧可用时→按TO/GA后,不可靠侧FD会弹出错误俯仰引导1-2秒后移除

并发症与陷阱

空速不可靠常伴随多重故障显示,极易导致判断混乱

空速不可靠的"并发症"——737的特别挑战

737飞机上空速不可靠往往伴有多重显示类或操纵类故障,增加机组操纵难度:

📉
高度不可靠
ALT DISAGREE
EEC转备用
推力管理受影响
⚠️
同时抖杆+超速
最危险的矛盾
📳
FEEL DIFF PRESS
操纵力异常
🔧
襟翼卸载
仅用机长侧空速
🆘
最危险并发症:同时抖杆+超速警告

当一侧空速偏低(触发抖杆/低速警告),另一侧空速偏高(触发超速警告)时:

⚠️ 致命陷阱

面对矛盾警告,飞行员本能反应是"服从"某个警告——如果服从了错误的那个,后果可能是失速或超速解体。记忆项目是唯一正确答案

📐
襟翼卸载陷阱

737NG襟翼卸载功能仅使用机长侧空速

选择襟翼卸载后实际参考Vref
3025Vref30
4030Vref40
📶
高度指示异常处置
高度指示状态应答机设置RVSM合规TCAS能力
两侧高度均不可靠ALT RPTG OFF不满足受限
仅一侧可靠选择可靠侧可能不满足仅TA模式(无RA)

✅ 管制高度参考

随着ADS-B等系统推进,管制提供的高度信息更加精确可靠。高度不可靠时,可请求管制提供高度参考辅助判断。

📊 典型案例分析

从真实事件中理解空速不可靠的致命危险

🔴 案例1:法航AF447空难(2009年6月1日)——皮托管结冰

航班
AF447 里约→巴黎
机型
空客A330-203
遇难
228人
原因
皮托管结冰+机组失误
02:10

飞越热带辐合带,高空冰晶堵塞皮托管→空速指示不可靠→自动驾驶/自动油门断开

02:10:05

副驾驶(PF)向后拉杆——与正确程序相反!飞机从FL350开始爬升,速度持续减小

02:11:40

抖杆激活——飞机已失速!但副驾驶仍持续拉杆,机长未能有效纠正

02:14:28

飞机从FL380坠入大西洋——228人全部遇难

核心教训:

🔴 案例2:狮航JT610空难(2018年10月29日)——AOA传感器故障

航班
JT610 雅加达
机型
B737 MAX 8
遇难
189人
原因
AOA故障+MCAS

起飞后左侧AOA传感器读数错误(约21°偏差),触发一系列连锁反应:

737NG关联教训:虽然MCAS是MAX特有系统,但AOA故障导致的空速不可靠在737NG上同样会发生——同样会触发IAS DISAGREE、抖杆、FEEL DIFF PRESS等。737NG的空速不可靠程序正是应对此类场景的关键防线。

🔴 案例3:Transavia France B737-800 连续两天AOA故障(2018年2月)

机型
B737-800 F-GZHO
地点
Norwich / Paris-Orly
原因
AOA探测器故障
结果
安全着陆/返航

同一架飞机连续两天出现AOA探测器故障:

正面案例!机组正确执行空速不可靠程序,依靠姿态+推力安全飞行,体现了程序训练的重要性。

案例原因机组反应结果核心教训
AF447皮托管结冰拉杆(错误)228人遇难记忆项目=生命线
JT610AOA故障未识别/未执行程序189人遇难AOA故障→空速不可靠
TransaviaAOA故障正确执行程序安全着陆程序训练有效

🎓 训练要点与场景

基于波音FOTB 737-13-2 R1推荐的四类训练场景

1️⃣
场景1(推荐):下降阶段空速管-静压故障
阶段下降(10000-15000ft)
触发雷暴/结冰/颠簸→皮托管-静压故障
训练重点低工作负荷下排故、记忆俯仰推力使用、NNC执行、人工下降进近着陆
2️⃣
场景2:V1后抬轮空速管-静压失效
阶段起飞(V1后抬轮)
触发恶劣天气→皮托管-静压失效
训练重点高工作负荷下程序执行、CRM、人工起落航线飞行
3️⃣
场景3:抬轮后AOA探头损坏
阶段起飞(抬轮后)
触发AOA探头损坏→抖杆持续+多重DISAGREE
训练重点快速确定可靠空速源(无需用表格)、返航决策
4️⃣
场景4:高空巡航空速管-静压失效
阶段巡航(最佳-最大巡航高度间)
触发恶劣天气→初始空速稳定,后续关联故障显现
训练重点RVSM通报ATC、高速/低速抖振边界识别、空中性能表使用
📝
训练注意事项

📝 总结

空速不可靠预防与处置的核心要点

🔑
核心原则:断、记、查、定
🔌

断开AP、A/T、关FD。自动系统会"忠实"地执行错误指令——必须断开它们。

🧠

记忆俯仰推力:襟翼出10°/80%,襟翼收4°/75%。此设置保命——先稳后判。

🔍

检查探头加温ON,对比三块表+表格判断。20节阈值定可靠源。

🎯

确定可靠源后按限制飞行。全程禁A/T!仅备用可靠则全程人工。

⚠️
必须牢记的关键认知
常见误区正确认知
备用空速一定可靠三个空速源全部可能出错,备用空速也可能不可靠
空速不可靠时仍可使用A/T全程禁用A/T——737 A/T默认用左ADIRU数据,不随AP切换
抖杆=必须推杆抖杆可能基于错误空速触发!先执行记忆项目稳定飞机,再判断
同时抖杆+超速应选一个服从两个都可能错!记忆项目保证在安全包线内——既不失速也不超速
确定可靠源后可恢复全部自动可靠侧可接通AP/FD,但A/T始终禁用,且仅备用可靠时AP/FD也禁用
空速异常时先判断哪个对先稳定飞机(记忆项目),再排故——AF447的教训:先判后稳=致命
静压孔有加温保护静压孔及周围蒙皮没有加温!结冰条件需特别警惕
AOA故障只影响迎角显示737NG中AOA向ADIRU提供修正静压数据→AOA故障直接影响空速计算

✈️ 最终寄语

空速不可靠是民航飞行中最具挑战性的非正常情况之一。它剥夺了飞行员最核心的飞行参数,同时往往伴随多重矛盾警告——抖杆与超速同时响起、三个空速表各不相同、高度指示也不可靠……

AF447用228条生命告诉世界:面对空速不可靠,先稳后判是唯一的生存法则。记忆项目不是"参考"——它是生命线。10°/80%或4°/75%,在任何重量、任何高度,都能保证飞机在安全包线内。

波音FOTB 737-13-2 R1技术通告完善了空速不可靠程序的每一个细节——从识别到处置,从AOA DISAGREE到襟翼卸载,从复飞专用表到高度管理。每一位737飞行员都应将这些程序内化为肌肉记忆。

断、记、查、定——四个字,在空速消失的时刻,守住生命线。