Rejected Takeoff (RTO) — 波音737-800非正常程序
从决策速度到安全停机的完整程序解析
Boeing 737-800 | 非正常程序理解中断起飞的核心概念,掌握V1速度的物理意义和决策逻辑
中断起飞(Rejected Takeoff, RTO)是指在起飞滑跑过程中,机组成员决定中止起飞并使飞机在可用跑道长度内安全停住的程序。RTO是航空运输中最关键的非正常程序之一,因为它发生在飞机速度最高、能量最大的地面阶段。在高速状态下执行RTO,飞机的动能巨大,需要在极短的距离内将这些动能转化为热能(刹车)和空气阻力(减速板/反推),对机组的决策速度和执行精度提出了极高要求。
波音737-800的最大起飞重量可达79吨,在V1速度(约130-150节)时,飞机的动能相当于一辆重型卡车以高速公路速度行驶的数十倍。因此,RTO程序的设计原则是:宁可继续起飞处理空中问题,也不要在跑道尽头冲出跑道。这一原则基于大量事故统计数据——高速RTO失败导致的冲出跑道事故,其后果往往比空中单发起飞更为严重。
V1(Takeoff Decision Speed)是起飞滑跑中最重要的速度参数,它标志着飞行员"继续起飞"或"中断起飞"的最后决策点。V1的速度值由飞行管理系统(FMC)根据以下因素自动计算:
关键原则:当速度达到V1时,机组成员必须执行"继续起飞"的决定。在V1之后做出中断起飞的决定,极有可能导致飞机冲出跑道。V1不是"刹车速度",而是"决策速度"——在V1之前,飞行员可以选择中断或继续;在V1及之后,唯一的正确选择是继续起飞。
80节(80 knots)是起飞滑跑中的一个重要参考检查点。波音737-800的标准操作程序(SOP)要求在达到80节时进行以下交叉检查:
80节检查的意义在于:在较低速度下发现异常,中断起飞所需的距离短、风险低。如果在80节时发现发动机参数异常、空速指示不一致等问题,应立即中断起飞。80节之前的中断起飞几乎不会对飞机和乘客造成任何风险,因为速度低、剩余跑道长度充足。
PM:"Eighty knots"
PF(确认正常):"Check" 或 "Crosscheck"
若发现异常,PM应立即喊出:"Airspeed(左/右)" 或 "Engine(左/右)"
误解1:V1是"刹车速度"——实际上V1是决策速度,在V1时开始中断起飞,飞机仍需滑行相当长的距离才能停下。
误解2:V1之后绝对不能中断——严格来说,V1之后只有在极端危及安全的情况下(如飞机结构破坏、火灾等)才考虑中断,且成功概率极低。
误解3:V1是固定值——实际上每次飞行的V1都可能不同,取决于当天的具体条件。
明确在不同速度阶段可以执行中断起飞的具体条件,避免不必要的RTO或遗漏必要的RTO
根据QRH手册(MAN.1.2页),80节之前,出现下列任一情况,中断起飞:
起飞过程中,机组成员发现非正常情况,应立即清晰准确地喊出。80节前的RTO决策门槛较低,"有疑即停"是安全原则。
根据QRH手册(MAN.1.2页),大于80节且在V1前,出现以下任一情况,中断起飞:
80节后至V1前,中断条件非常严格,仅有上述四种情况才应执行中断起飞。其他非关键故障应在空中处理,继续起飞更为安全。飞行员需要在极短时间(通常1-3秒)内做出决策。
当速度达到V1后,必须继续起飞。这是航空安全中最核心的纪律之一。在V1之后执行中断起飞,飞机几乎必然冲出跑道,因为:
唯一例外:机长判断飞机在空中无法安全飞行(如机翼严重损坏、多发失效导致完全失去推力)。但即便在这种极端情况下,V1后RTO的成功概率也极低。正确的做法是继续起飞,在空中处理问题或执行紧急返航/备降。
RTO记忆项目是飞行员必须无条件执行的核心动作,必须在训练中形成肌肉记忆
根据QRH手册(MAN.1.3页),中断起飞完全由机长决定。以下为QRH中机长需迅速完成的动作和副驾驶需证实的动作:
| 顺序 | 动作 | 执行者 | 关键要点 |
|---|---|---|---|
| 1 | 收光推力手柄,同时断开自动油门,使用最大人工刹车或确认RTO自动刹车工作正常 | PF | 推力手柄收光,自动油门断开,最大刹车 |
| 2 | 提起减速板手柄 | PF | 确认减速板升起;如选择了RTO自动刹车,监控系统工作情况 |
| 3 | 使用与条件相符的最大反推 | PF | 当两个反推(REV)指示均显示绿色时报告"反推正常" |
RTO执行程序的时间敏感性极高。在典型场景下,从PF喊出"Reject"到飞机完全停止,整个过程通常只有15-30秒。时间分配如下:
在湿跑道或污染跑道上,减速时间可能延长至35-45秒。在高温高原条件下,由于空气密度降低导致反推效率下降,减速时间也会相应延长。每延迟1秒执行记忆项目,飞机将多滑行约30-50米(取决于当时速度),这在跑道余量紧张时可能是决定性的。
波音737-800配备了自动RTO(Auto-RTO)刹车系统,该系统在以下条件下自动激活:
当上述三个条件同时满足时,自动RTO系统将自动施加最大刹车压力(RTO刹车模式),无需飞行员持续踩住刹车踏板。这大大减轻了飞行员的工作负荷,使其能够专注于方向控制和反推操作。
自动RTO系统仅在RTO刹车模式(BRK SOURCE选择RTO)时可用。在正常起飞中,刹车源应选择NORMAL。起飞前简令中应确认刹车源设置正确。
在模拟机训练中,RTO记忆项目的评估标准是"流畅且果断"。飞行员应在做出中断决定后,不假思索地执行记忆项目:收光推力手柄同时断开自动油门、使用最大刹车或确认RTO自动刹车、提起减速板手柄、使用最大反推。任何犹豫、回头确认、或动作顺序错误都会被记录为不合格。推荐的训练方法是口令配合动作:PF喊出"Reject!"的同时,双手已经开始执行记忆项目。
RTO过程中操纵飞行员(PF)和监控飞行员(PM)的详细职责分工
| 阶段 | 时间 | PF(操纵飞行员)动作 | PM(监控飞行员)动作 |
|---|---|---|---|
| 决策 | 0秒 | 做出中断决定,大声喊出:"Reject! Reject!" | 确认PF的决定,准备执行PM职责 |
| 记忆 | 1-3秒 | 收光推力手柄,同时断开自动油门 使用最大人工刹车或确认RTO自动刹车工作正常 提起减速板手柄 使用与条件相符的最大反推 |
推力手柄收光。 自动油门断开。 使用了最大刹车。 证实减速板手柄在上卡位,报告"减速板升起"。 使用了反推。当两个反推(REV)指示均显示绿色时,报告"反推正常"。 |
| 方向 | 3-10秒 | 使用方向舵和前轮转向保持跑道中线 根据侧风修正方向 |
监控跑道方向 必要时口头提醒方向偏差 "Left/Right of centerline" |
| 通信 | 5-15秒 | 保持方向控制 持续监控减速状态 |
联系ATC: "[Callsign] Rejecting takeoff runway [XX]" 报告飞机位置和状态 |
| 停止 | 15-30秒 | 飞机完全停止后: 保持刹车 确认飞机位置 |
确认飞机已完全停止 设置停留刹车(如安全) 执行NNC检查单 |
| 评估 | 30秒后 | 评估飞机状态 决定是否需要撤离 指挥后续行动 |
执行相关NNC(非正常检查单) 通知客舱乘务组 协助评估 |
PF在RTO中的首要职责是方向控制。在高速减速过程中,尤其是在不对称减速(如一侧主轮爆胎、一侧反推未展开)的情况下,保持飞机在跑道中线是最大的挑战。PF需要:
PM在RTO中的首要职责是通信与监控。PM需要在飞机减速过程中完成以下关键任务:
飞机停止后的评估和处置程序,包括ATC通信、系统评估和撤离决策
飞机完全停止后,PF首先确认飞机位置(是否在跑道上、是否偏离跑道中线、是否接近跑道边缘)。如果飞机仍在跑道上,应尽快评估是否能够自行滑出。如果刹车系统过热或轮胎损坏,不应尝试滑行。
确认飞机完全停止且位置安全后,设置停留刹车。如果存在刹车过热风险(如长时间最大刹车),应保持刹车释放状态让刹车冷却,但需确保飞机不会意外移动。
PM应向ATC报告:飞机已停止、当前跑道位置、是否需要紧急服务(消防、救护)、是否需要撤离协助。如果飞机仍在跑道上,ATC需要立即停止其他起降活动。
根据情况决定是否关闭发动机。如果存在火灾风险或发动机严重损坏,应立即执行发动机关车程序(燃油控制手柄CUTOFF)。如果发动机状态正常且需要空调/电力,可保持发动机运转。
根据导致RTO的原因,执行相应的非正常检查单。例如:发动机火警NNC、发动机失效NNC等。PM应主导检查单的执行,PF确认每一步。
机长根据以下因素决定是否需要撤离:是否存在火灾/烟雾、飞机结构完整性、乘客和机组安全状况、外部救援是否到达。撤离决策应在停止后2分钟内做出。
RTO距离计算的关键因素和不同道面条件下的性能表现
加速停止距离(Accelerate-Stop Distance Available, ASDA)是指飞机从静止开始加速滑跑至V1速度,然后在V1点做出中断起飞决定,使用最大刹车和减速措施使飞机完全停止所需的距离。波音737-800在典型起飞重量下的ASDA计算包含以下组成部分:
ASDA = 加速距离 + 反应距离 + 制动距离
RTO过程中,飞机的动能需要通过刹车系统转化为热能。理解刹车能量计算有助于飞行员评估刹车系统的承受能力和潜在的过热风险。
刹车能量 = 飞机动能 = ½mv²
其中:m = 飞机质量(kg),v = 飞机速度(m/s)
动能与速度的平方成正比,因此高速RTO产生的刹车能量远大于低速RTO。
| 速度 (kt) | 速度 (m/s) | 动能 (MJ) - 70吨 | 动能 (MJ) - 75吨 | 动能 (MJ) - 79吨 | 刹车温度预估 |
|---|---|---|---|---|---|
| 80 | 41.2 | ~59 | ~63 | ~67 | 正常 |
| 100 | 51.4 | ~92 | ~99 | ~105 | 正常 |
| 120 | 61.7 | ~133 | ~142 | ~150 | 中等 |
| 130 | 66.9 | ~156 | ~167 | ~176 | 偏高 |
| 140 | 72.0 | ~182 | ~195 | ~205 | 高温警告 |
| 150 | 77.2 | ~210 | ~225 | ~238 | 严重过热 |
波音737-800的刹车系统设计最大能量吸收能力约为230-250 MJ。超过此限制可能导致刹车熔化、轮胎爆裂或起火。高速RTO后,机组应等待刹车冷却后再尝试移动飞机,避免刹车系统二次损伤。
跑道条件对RTO距离有显著影响。以下表格展示了波音737-800在典型起飞重量(70吨)下,不同跑道条件对应的RTO距离估算值:
| 跑道条件 | 摩擦系数 | V1 (kt) | 加速距离 (m) | 制动距离 (m) | 总RTO距离 (m) | 距离增加比例 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 干跑道 | 0.70-0.80 | 145 | ~1800 | ~450 | ~2250 | 基准 |
| 湿跑道 | 0.40-0.50 | 140 | ~1650 | ~650 | ~2300 | +2% |
| 积水(3mm) | 0.30-0.40 | 135 | ~1500 | ~850 | ~2350 | +4% |
| 积水(6mm) | 0.20-0.30 | 130 | ~1400 | ~1100 | ~2500 | +11% |
| 雪/冰覆盖 | 0.10-0.20 | 125 | ~1300 | ~1500 | ~2800 | +24% |
| 橡胶污染区 | 0.25-0.35 | 138 | ~1580 | ~920 | ~2500 | +11% |
在污染跑道条件下,V1会被降低以补偿制动距离的增加。但V1降低意味着"继续起飞"的决策窗口缩短,飞行员需要更加果断地做出决策。起飞前简令中必须明确当天的跑道条件和对应的V1值。
V1速度的计算涉及多个变量的综合平衡。理解V1的决策逻辑有助于飞行员在起飞前做出更准确的性能评估。
| 决策变量 | 对V1的影响 | 物理原理 | 实际意义 |
|---|---|---|---|
| 飞机重量增加 | V1降低 | 加速更慢,制动距离更长 | 重型飞机需要更早做出决策 |
| 跑道长度增加 | V1提高 | 更多距离用于加速和制动 | 长跑道提供更大决策余量 |
| 温度升高 | V1降低 | 发动机推力下降,空气密度降低 | 高温天气需要更保守的V1 |
| 机场标高升高 | V1降低 | 空气密度降低,发动机推力下降 | 高原机场性能受限 |
| 逆风增加 | V1提高 | 相对空速增加,升力更大 | 逆风有利于起飞性能 |
| 顺风增加 | V1降低 | 相对空速减少,可用距离缩短 | 顺风起飞需要谨慎评估 |
| 跑道坡度(上坡) | V1降低 | 重力分量阻碍加速 | 上坡跑道增加加速距离 |
| 跑道坡度(下坡) | V1提高 | 重力分量辅助加速 | 下坡跑道缩短加速距离 |
| 单发性能降低 | V1降低 | 继续起飞的爬升能力受限 | 发动机老化时需要保守V1 |
| 条件 | V1范围 | 决策原则 |
|---|---|---|
| V1 < Vmca | 不允许 | V1必须大于最小控制速度 |
| V1 < VR | 正常 | 在V1后继续加速至VR抬轮 |
| V1 = VR | 临界 | 性能受限,决策窗口极短 |
| V1 > VR | 不允许 | 违反认证要求,重新计算 |
| 因素 | 影响方向 | 影响程度 |
|---|---|---|
| 飞机重量增加 | 增加 | 显著 |
| 道面湿滑/污染 | 大幅增加 | 极大 |
| 逆风 | 减少 | 中等 |
| 顺风 | 增加 | 中等 |
| 高温/高原 | 增加 | 中等 |
| 道面坡度上坡 | 减少 | 较小 |
| 反推失效 | 增加 | 中等 |
| 自动刹车失效 | 大幅增加 | 极大 |
在湿跑道或污染跑道(积水、积雪、积冰、橡胶沉积等)条件下,RTO距离显著增加,主要原因是:
性能修正:波音737-800的FMC在计算V1和ASDA时会考虑道面状况。在湿跑道上,V1通常会被降低(V1 wet),以补偿制动距离的增加。飞行员在起飞简令中应确认V1 wet值,并在湿跑道条件下使用V1 wet而非V1 dry。
跑道接地区(Touchdown Zone)由于大量飞机着陆时的轮胎摩擦,会积累一层橡胶。在潮湿条件下,橡胶层变得极为湿滑,摩擦系数可能降至干跑道的30-40%。许多机场会定期进行跑道除胶处理。飞行员在了解目的地/出发地跑道状况时,应注意NOTAM中关于跑道橡胶污染的信息。
通过真实案例深入理解RTO程序的重要性和常见失误模式
背景:2000年7月25日,法国航空4590号航班(协和号客机)从巴黎戴高乐机场起飞时发生灾难性事故。飞机在跑道上碾压了一条此前从美国大陆航空DC-10上掉落的金属碎片,导致轮胎爆裂。轮胎碎片击穿油箱,引发大规模火灾。
RTO决策:机长在轮胎爆裂后、达到V1速度时选择了继续起飞,而非中断起飞。事后分析表明,如果机长选择中断起飞,协和号当时仍有足够的剩余跑道长度可以安全停下。然而,机长可能没有意识到轮胎爆裂的严重性,也没有观察到火警指示。
后续发展:飞机起飞后左翼起火,发动机推力下降,无法维持飞行。飞机在起飞后约2分钟坠毁在机场附近的高乃依旅馆,机上109人全部遇难,地面4人遇难。
教训:
背景:1989年9月20日,全美航空5050号航班(波音737-400)从纽约拉瓜迪亚机场起飞时发生RTO冲出跑道事故。飞机在起飞滑跑过程中,方向舵出现异常偏转,导致飞机偏离跑道中线。
经过:机长在约130节时决定中断起飞。虽然速度尚未达到V1,但由于方向舵问题导致方向控制困难,飞机在减速过程中偏离跑道,最终冲入法拉盛湾的浅水区。机上63人中,2人受轻伤。
调查发现:
教训:此案例直接推动了波音737方向舵系统的全面审查和改进,以及CRM训练中强调PM积极监控和沟通的重要性。
事故经过:全美航空1549号航班从纽约拉瓜迪亚机场起飞后约90秒,在约3000英尺高度遭遇大群加拿大雁撞击,导致双发失效。机长Sully在评估无法安全返回机场后,决定将飞机迫降在哈德逊河上。
关键决策点:
教训与启示:
事故经过:西南航空345号航班在拉瓜迪亚机场起飞滑跑过程中,机长在接近V1速度时因"感觉异常"而决定中断起飞。飞机在跑道尽头前停下,前轮滑出跑道边缘。
调查发现:
教训:
事故经过:狮航610号航班起飞后不久,MCAS系统因AOA传感器故障而反复下压机头。机组与系统搏斗数分钟后,飞机失控坠入雅加达海域。
与RTO的关联:
教训:
从以上案例可以看出,RTO相关事故通常不是单一原因导致的,而是多个因素叠加的结果:机械故障 + 人为决策失误 + CRM失效。完善的训练体系应覆盖这三个维度:技术训练(记忆项目执行)、决策训练(RTO/Go判断)、CRM训练(机组协调与沟通)。
了解两代机型在RTO程序上的关键差异,对转换训练至关重要
| 对比项目 | 737-800 (CFM56-7B) | 737-8 MAX (LEAP-1B) | 差异影响 |
|---|---|---|---|
| 刹车系统 | 标准碳刹车 | 增强型碳刹车系统 | MAX刹车性能略优,但操作程序相同 |
| RTO刹车模式 | 自动刹车RTO模式(MAX设置) | 自动刹车RTO模式(MAX设置) | 两代机型RTO自动刹车设置相同 |
| 反推系统 | 标准反推门 | 优化反推门设计 | MAX反推效率略高,程序相同 |
| 减速板 | 自动减速板部署 | 自动减速板部署 | 两代机型减速板程序完全相同 |
| 发动机响应 | CFM56-7B响应时间约5-8秒 | LEAP-1B响应时间约3-5秒 | MAX发动机响应更快,有利于RTO后处置 |
| V1速度计算 | 基于NG性能数据 | 基于MAX性能数据 | MAX性能更好,V1可能略有不同 |
| 跑道性能 | 标准着陆/刹车性能 | 刹车性能略有提升 | MAX在湿滑跑道RTO性能略优 |
| QRH程序 | 标准RTO检查单 | 程序基本相同 | 核心RTO程序两代机型一致 |
RTO决策中的人为因素分析,理解心理压力对决策质量的影响
标准喊话是确保机组沟通清晰、高效的关键。以下是RTO各阶段的标准喊话:
| 阶段 | 情境 | 喊话内容 | 喊话者 |
|---|---|---|---|
| 起飞前 | 起飞简令中确认RTO计划 | "V1 is [XX] knots. Any reject before V1 for engine failure, fire, or unsafe condition." | PF |
| 80节检查 | 到达80节时 | "Eighty knots." | PM |
| 80节确认 | 确认80节检查正常 | "Check" 或 "Crosscheck" | PF |
| 异常发现 | 发现发动机异常 | "Engine [LEFT/RIGHT]!" 或 "Engine fire [LEFT/RIGHT]!" | PM |
| 异常发现 | 发现空速不一致 | "Airspeed disagree!" | PM |
| 中断决策 | 决定中断起飞 | "REJECT! REJECT!" | PF |
| 中断确认 | 确认中断决策 | "Confirming reject." | PM |
| 减速过程 | 监控减速状态 | "Speed [XX] knots, slowing." | PM |
| 方向偏离 | 飞机偏离中线 | "Left/Right of centerline!" | PM |
| 停止确认 | 飞机完全停止 | "Stopped." | PM |
| 后续决策 | 决定是否撤离 | "Evacuate" 或 "No evacuation, remain seated." | PF |
RTO决策是民航飞行中最具压力的决策之一。飞行员在1-3秒内需要判断故障性质、评估速度位置、决定中断或继续,这种时间压力下的决策质量受到多种心理因素影响:
时间压力是RTO决策中最显著的人为因素。在80节到V1之间,飞行员通常只有5-15秒的决策窗口。时间压力会导致:
应对策略:通过反复的模拟机训练将RTO程序转化为"自动反应",减少有意识思考的需求。起飞前简令中预演可能的中断场景,建立心理预期。
有效的机组协调(Crew Coordination)是RTO成功的关键保障。CRM在RTO场景中的要点包括:
以下是RTO全流程中PF和PM的详细沟通示例,展示了标准CRM协作模式:
| 时间 | PF动作与喊话 | PM动作与喊话 |
|---|---|---|
| T=0 | (起飞滑跑中,监控仪表) | "Eighty knots." (交叉检查空速表和发动机参数) |
| T=1 | "Check." | (继续监控,准备V1喊话) |
| T=5 | (继续加速) | "Engine LEFT! N1 dropping, EGT rising!" (发现左发异常) |
| T=6 | "REJECT! REJECT!" (立即做出中断决定) |
"Confirming reject." (确认PF决定) |
| T=7 | (收光推力手柄,同时断开自动油门) (使用最大人工刹车或确认RTO自动刹车) (提起减速板手柄) (使用最大反推) |
"Thrust levers idle, autothrottle disconnected." "Brakes applied (MAX)." "Speedbrakes up." "Reverse deployed, both green." |
| T=10 | (保持方向控制) (使用方向舵修正偏航) |
"Speed 120 knots." "On centerline." |
| T=15 | (持续刹车) (监控减速) |
"Speed 90 knots." (联系ATC)"Tower, [Callsign] rejecting takeoff runway 28." |
| T=20 | (持续刹车) (准备停止) |
"Speed 50 knots." "Reverse to idle." (提醒PF收回反推) |
| T=25 | (飞机停止) (设置停留刹车) |
"Stopped." "Parking brake set." |
| T=30 | "No evacuation. Remain seated." (评估飞机状态) |
(执行发动机失效NNC) (通知客舱乘务组) |
1. PM主动通报:PM应在发现异常的第一时间喊出,不要等待PF询问。
2. PF果断决策:PF在听到异常通报后,应立即做出决策并喊出"Reject"或"Continue"。
3. 闭环确认:PM应确认PF的每个关键动作,确保记忆项目执行完整。
4. 持续更新:PM应持续报告速度和位置信息,帮助PF保持情景意识。
在RTO过程中保持情景意识是确保安全的关键。以下是情景意识维护的具体方法:
以下情况表明情景意识可能正在丧失:
- 只盯着一个仪表,忽略其他信息
- 不知道当前速度或位置
- 对PM的喊话没有反应
- 无法回答"我们现在在哪里"
RTO决策应遵循结构化的风险评估流程:
| 评估步骤 | 评估内容 | 决策导向 |
|---|---|---|
| 1. 识别异常 | 什么故障?严重程度? | 是否需要立即处置? |
| 2. 确认速度 | 当前速度 vs V1 | 中断窗口是否可用? |
| 3. 确认位置 | 剩余跑道长度 | 是否有足够距离停下? |
| 4. 综合判断 | 故障+速度+位置 | 中断还是继续? |
| 5. 执行决策 | 喊话+动作 | 果断执行,不犹豫 |
80节前:主警告系统启动、系统失效、异常声音或振动、轮胎故障、加速异常缓慢、起飞形态警告、失火或火警、发动机失效、预警式风切变警告、侧风挡打开、飞机状态不安全或不能飞行 → 立即中断
80节-V1:失火或火警、发动机失效、预警式风切变警告、飞机状态不安全或不能飞行 → 立即中断
V1后:任何情况 → 继续起飞
RTO相关的CRM训练应重点覆盖以下方面:
⚠️ 免责声明:本模块内容仅供学习参考,具体操作请以航空公司批准的最新版QRH/FCOM为准。