Approach to Stall & Stall Recovery In-Depth Analysis
Boeing 737-800失速是航空中最危险的飞行状态之一。深入理解失速的物理原理是正确执行改出程序的基础。
失速(Stall)是指飞机迎角(Angle of Attack, AOA)超过临界迎角(Critical AOA),导致机翼上表面的气流发生分离,升力急剧下降、阻力急剧增加的气动现象。失速与空速没有直接关系——飞机在任何速度下都可能失速,关键在于迎角是否超过临界值。失速速度(Vs)是指飞机在1G水平飞行条件下,对应临界迎角的最小稳定飞行速度。
1G失速是最基本的失速类型,发生在飞机以1G载荷(平飞或匀速直线飞行)逐渐减速至失速速度时:
加速失速发生在载荷因子(G力)增大时,此时失速速度会显著提高:
迎角(AOA)是机翼弦线与来流方向之间的夹角。B737-800的临界迎角约为17度(具体数值取决于襟翼构型)。当迎角超过此值时:
- 机翼上表面气流从层流状态转为湍流,形成大面积气流分离区
- 升力系数急剧下降(通常从最大值下降25%-30%)
- 阻力系数急剧增大(可能增加2-3倍)
- 飞机出现明显的抖振、机头下俯趋势
- 若不及时改出,可能进入过失速(Deep Stall)状态
B737-800配备了多层级的失速警告系统,为机组提供渐进式的失速预警。理解每个警告系统的工作原理对于及时识别和应对失速至关重要。
抖杆器是B737-800最主要的失速警告装置,也是机组必须立即响应的警告信号。
抖杆器触发意味着飞机已经非常接近失速。机组必须立即采取改出动作,不得延迟。抖杆器不是"建议",而是"警告"。
低速警告是抖杆器之前的早期预警信号,提醒机组空速正在接近不安全的范围。
失速识别系统(Stall Protection System)是B737-800的辅助保护系统:
失速警告系统依赖多个传感器输入来准确判断失速风险:
正确识别失速或接近失速的状态是及时执行改出程序的前提。以下是从多个维度判断失速状态的依据。
这是最直接、最可靠的失速警告信号。
气流分离产生的机身振动是失速的前兆:
语音警告提醒速度偏低:
空速趋势是判断失速风险的重要指标:
飞机在接近失速时会出现明显的操控特性变化:
当空速表不可靠时(如皮托管结冰堵塞),机组不能依赖空速指示来判断失速。此时应重点依赖:
1. 抖杆器 — 这是基于迎角的警告,不依赖空速管
2. 起始抖振 — 机体振动是直接的物理反馈
3. 姿态指示器 — 异常的俯仰姿态可能预示失速
4. 推力与姿态关系 — 正常推力下持续掉高度说明可能失速
5. 执行不可靠空速检查单 — 按照记忆项目行动
失速改出的核心原则非常简单但至关重要。理解这些原则背后的物理逻辑,有助于在高压环境下正确执行改出动作。
| 核心原则 |
|---|
| 减小迎角是失速改出的第一优先事项 |
| REDUCE ANGLE OF ATTACK — 这是改出失速的唯一根本方法 |
失速的根本原因是迎角过大。因此,改出失速的唯一根本方法就是减小迎角:
在失速状态下拉杆增加俯仰是最常见的致命错误:
以下是B737-800标准的失速改出程序。机组必须通过反复训练将这些步骤内化为自动反应。
| 步骤 | 动作 | 关键要点 |
|---|---|---|
| 1 | 减小俯仰 | 立即向前推杆,低于抖杆触发姿态 |
| 2 | 增加推力 | 平缓增加至TO/GA |
| 3 | 逐步减小俯仰 | 逐步恢复,避免过度下俯 |
| 4 | 加速 | 加速至正常机动速度 |
| 5 | 恢复平飞 | 确认速度稳定后恢复平飞 |
这是最关键的一步,必须在抖杆器触发后立即执行。
在低高度(特别是进近阶段),推杆减小俯仰意味着高度损失。但在失速状态下,不推杆会导致更大的高度损失和更严重的后果。记住:短暂的高度损失是为了恢复升力,避免更严重的坠毁。
在减小迎角的同时增加推力,加速脱离失速状态。
在确认脱离失速状态后,逐步恢复飞行姿态。
速度恢复后,评估飞机状态并恢复正常飞行。
失速改出是模拟机训练的核心科目。建议机组:
1. 在每次模拟机复训中认真练习失速改出
2. 特别关注"本能拉杆"的克服训练
3. 练习在不同构型(光洁、进近构型)下的改出
4. 练习在低高度(进近阶段)的失速改出
5. 练习在加速失速条件下的改出
6. 与PM进行标准化的沟通练习
失速改出中,操纵飞机的飞行员(PF)和监控飞行员(PM)有明确的职责分工。良好的协调配合是成功改出的关键。
| 角色 | 职责 | 具体动作 | 标准用语 |
|---|---|---|---|
| PF (操纵飞行员) |
执行失速改出 |
- 立即向前推杆减小俯仰 - 平缓增加推力至TO/GA - 逐步减小俯仰姿态 - 加速至正常速度 - 恢复平飞 |
- "Stall!"(识别失速) - 口头确认每个关键动作 |
| PM (监控飞行员) |
监控与辅助 |
- 监控空速和姿态指示 - 确认推力设置 - 监控高度和地形 - 确认脱离失速状态 - 通知PF脱离失速 |
- "Stall!"(辅助识别) - "Stall recovery complete" - "Speed increasing" - "Altitude [xxx]" |
PF:"Stall!"(识别失速)
PF:"Reducing pitch, TO/GA power."(减小俯仰,TO/GA推力)
PM:"Stall!"(确认识别)
PM:"Pitch decreasing, speed increasing."(俯仰减小,速度增加)
PM:"Stall recovery complete."(失速改出完成)
PF:"Leveling off, accelerating."(改平,加速中)
PM:"Speed [xxx], altitude [xxx]."(速度xxx,高度xxx)
失速改出过程中有多个关键注意事项。忽视这些要点可能导致改出失败甚至进入更危险的飞行状态。
过度操纵是改出过程中最常见的错误之一:
在低高度失速改出面临特殊挑战:
结冰显著改变失速特性:
成功改出后,必须全面评估飞机状态:
在低高度同时出现失速警告和GPWS地形警告时,失速警告具有更高的优先级。原因:
- 失速状态下飞机失去可控性,任何地形回避动作都无效
- 必须先恢复飞机的飞行能力(改出失速),才能执行地形回避
- 如果先响应GPWS拉杆,会加剧失速状态,导致更严重的后果
- 正确做法:先执行失速改出(推杆),恢复可控性后再处理地形问题
以下两个事故案例深刻揭示了失速改出失败可能带来的灾难性后果,以及正确改出程序的重要性。
航班信息:A330-200,里约热内卢飞往巴黎
事故经过:
1. 持续拉杆是致命的 — PF在整个失速过程中始终拉杆,从未推杆
2. Startle效应 — 突然情况导致PF做出本能反应(拉杆)而非正确动作(推杆)
3. 机组协调失败 — 机长和另一名副驾驶未能有效纠正PF的错误动作
4. 不可靠空速训练不足 — 机组未能正确识别和处理空速不可靠情况
5. 情景意识丧失 — 机组未能意识到飞机已处于失速状态
航班信息:DHC-8-400(冲8),纽瓦克飞往布法罗
事故经过:
1. 结冰条件下的速度管理 — 机组未保持足够的速度裕度
2. 失速识别与改出训练不足 — PF在抖杆器触发后拉杆而非推杆
3. 结冰对失速特性的影响 — 结冰导致失速更加突然和剧烈
4. 机组疲劳 — 调查发现PF在前一天夜间休息不足
5. 此事故推动了全球范围内对飞行员失速改出训练标准的改革
法航447和Colgan 3407两起事故深刻影响了全球民航训练标准:
1. 失速改出训练改革:ICAO和各国民航局要求加强失速改出训练,强调"减小迎角"为第一优先
2. 不可靠空速训练:增加了不可靠空速情况下的处置训练
3. Startle效应管理:将"惊吓效应"管理纳入CRM训练
4. 结冰条件训练:加强了结冰条件下的飞行训练和速度管理要求
5. 机组疲劳管理:强化了飞行员休息和值勤时间的规定
了解两代机型在失速改出程序上的关键差异,特别是MCAS系统的影响,对转换训练至关重要
737-8 MAX配备了机动特性增强系统(MCAS),这是与737-800最大的差异。MCAS设计目的是在特定飞行条件下自动调整安定面,以增强飞机的俯仰稳定性。然而,MCAS系统在两起致命事故(狮航610、埃航302)中发挥了关键作用,促使波音对系统进行了重大修改。
| 对比项目 | 737-800 | 737-8 MAX | 差异影响 |
|---|---|---|---|
| MCAS系统 | 无MCAS系统 | 配备MCAS(已更新软件) | 最大差异 |
| 失速警告系统 | 标准抖杆器系统 | 增强型抖杆器+AOA指示 | MAX失速警告更完善 |
| AOA指示 | 可选AOA指示器 | 标准AOA指示器 | MAX标配AOA指示 |
| AOA不一致警告 | 无此警告 | AOA DISAGREE警告 | MAX可检测AOA传感器故障 |
| 安定面控制 | 纯手动电动配平 | MCAS可自动调整安定面 | MAX有自动安定面调整功能 |
| 失速改出程序 | 标准失速改出程序 | 程序相同,但需注意MCAS | 核心程序相同,但MAX有额外系统 |
| 抖杆器触发 | 基于AOA阈值 | 基于AOA阈值(相同逻辑) | 两代机型抖杆器触发逻辑相同 |
| 临界迎角 | 约17° | 约17°(气动特性相似) | 两代机型气动特性相似 |
如果MAX出现异常俯仰或疑似MCAS异常激活,机组应执行以下程序:
| 步骤 | 动作 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | 保持俯仰控制 | 使用升降舵控制飞机俯仰,必要时用力 |
| 2 | 切断安定面配平 | 使用两个STAB TRIM CUTOUT开关 |
| 3 | 继续飞行 | 使用升降舵和手动配平保持控制 |
| 4 | 避免再次激活 | 保持适当的AOA,避免触发MCAS |
机组资源管理在失速改出中至关重要。良好的CRM实践可以帮助机组克服本能反应,正确执行改出程序。
Startle效应(惊吓效应)是失速改出失败的最大心理障碍:
改出纪律是指在压力下坚持执行正确程序的能力:
| 关键词 | 要点 |
|---|---|
| 本能 | 克服"拉杆"本能,训练"推杆"反应 |
| 优先 | 减小迎角永远是第一优先 |
| 推力 | 平缓增加,不可猛推 |
| 沟通 | PF/PM标准用语,保持信息同步 |
| 训练 | 反复训练,将正确动作内化 |
| 评估 | 改出后全面评估飞机状态 |