飛機在濕跑道和積水跑道上著陸時,經(jīng)常發(fā)生滑水事故。從1983年2月20日-1992年4月23日,美國各種飛機共發(fā)生滑水事故32起。過去,人們常常把滑水事故歸因于駕駛員操作錯誤和輪胎面深度,但真正的罪魁禍首往往是跑道面本身。美國國家航空航天局進行的跑道滑水試驗表明,跑道面結構是造成飛機滑水事故的主要原因。實際上除特殊情況之外,飛機在正常著陸中發(fā)生的滑水事故大部分是因跑道面結構不好或跑道設計錯誤造成的。
誰之過
美國10多年發(fā)生的32起飛機滑水事故中,只有2起飛機滑水事故發(fā)生在混凝土跑道上,其余30起滑水事故都發(fā)生在濕瀝青跑道上。令人難以置信的是,美國發(fā)生的所有32起飛機滑水事故中,僅有2起定期航班飛機滑水事故和1起公司噴氣機滑水事故是駕駛員錯誤造成的,而絕大多數(shù)飛機滑水事故都是跑道不符合標準造成的。
——一架執(zhí)行貨運飛行任務的比奇58飛機在底特律市機場一條5090英尺的濕瀝青跑道上高接地著陸時出現(xiàn)滑水現(xiàn)象,飛機滑出跑道并撞在著陸航向信標發(fā)射天線上。這架飛機的駕駛員說:“感到飛機好象在冰上滑行一樣。”
——一架DC-8飛機在弗吉尼亞州諾??藱C場正常著陸后發(fā)生滑水事故。雖然跑道上有排水設備和正刮著風,但跑道面上仍然有積水。機長在飛機滑行期間一直沒能獲得有效剎車,飛機沖出跑道,穿過護欄和公路,最后沖入一塊沼澤地停下。
——一架賽斯納172飛機在一條長度為3200英尺的瀝青跑道上快速著陸后發(fā)生滑水現(xiàn)象,飛機隨后滑出跑道,沖入一條水溝并拿大頂。
——一架獎狀Ⅱ飛機在一條長5800英尺的濕瀝青跑道上著陸時發(fā)生滑水事故,飛機沖出跑道并撞在筑堤上。這次的滑水事故報告說:“對跑道面的檢查證明,瀝青跑道面上有滑水痕跡?!迸艿辣砻孑喬チ粝碌陌咨珓x車痕跡說明這是一次橡膠復原滑水事故。
——一架利爾噴氣35飛機在一條長9000英尺的濕跑道上正常著陸后出現(xiàn)滑水現(xiàn)象,當時機場跑道有每小時9海里的左側風。飛機駕駛員在報告剎車不起作用時已感到出現(xiàn)輪胎滑水現(xiàn)象。飛機右偏沖出跑道后撞在照明燈座上,飛機實質性損壞。雖然幾小時前已停止下雨,但跑道低洼處仍有積水。
雖然發(fā)生滑水事故的32架飛機機型種類各不相同,發(fā)生滑水事故的飛機駕駛員從飛行時間很短的私人飛機駕駛員到已飛行數(shù)千小時的航空公司機長都有,但也存在下列共同因素。除兩起滑水事故外,其他30起飛機滑水事故都發(fā)生在瀝青跑道上。跑道上一般都有積水,這說明跑道修建的不符合標準。有些飛機滑水事故發(fā)生時天正下雨或雷雨剛過。從駕駛員方面看,飛機高速接地和高接地著陸都是滑水事故的促成因素。
像在濕冰上滑行
美國國家運輸安全委員會進行的跑道面摩擦力試驗表明,如果跑道修建的好,不但干跑道可供飛機安全著陸,濕跑道也可以供飛機安全著陸。一般情況下,飛機在濕跑道和干跑道上剎車停住飛機的距離比是2:1,但飛機在跑道面被橡膠污染的濕跑道和干跑道上剎車停住飛機的距離比可達6:1,這和飛機在濕冰跑道上的剎車距離相同。
美國聯(lián)邦航空局用裝有專門儀表的一架波音727飛機和一架DC-9飛機對跑道面摩擦力進行了測量。聯(lián)邦航空局對跑道面摩擦力測量的結果表明,有些濕跑道的剎車附著力很好,而有些濕跑道剎車則像濕冰一樣滑。調查發(fā)現(xiàn),有些承包商在修建跑道時用廉價的混合料作為瀝青拌合物,造成濕后的跑道面非常滑,因為性能不好的混合料遇水之后,本身就會變得很滑。
一架波音747飛機在美國邁阿密國際機場發(fā)生滑水事故后,聯(lián)邦航空局對那條重新鋪設道面的跑道進行了試驗。他們把跑道弄濕1500英尺,清除了飛機接地區(qū)的橡膠沉積物,然后用和飛機剎車距離相差不到10%的對角剎車車(DBV)進行了試驗。DBV以每小時60英里的速度進入弄濕的跑道并剎住車輪,但車還是以每小時35英里的速度滑出弄濕的跑道。這條新的瀝青跑道弄濕后象濕水一樣光滑。機場當局馬上對新跑道進行了開槽處理,此后,這條跑道再也沒有發(fā)生飛機滑水事故。
動力滑水現(xiàn)象
“動力滑水現(xiàn)象”是指飛機在積水的跑道上滑跑時,機輪在水霧上,而不是在跑道面上滑跑的一種現(xiàn)象。飛機滑水事故記錄表明,目前許多機場仍存在著跑道積水問題。跑道積水說明跑道不符合標準,危害飛行安全。國家航空航天局已經(jīng)公布發(fā)生動力滑水現(xiàn)象的速度公式。如果飛機接地時機輪加速旋轉不夠,動力滑水速度大約是每平方英尺輪胎壓力的7.7倍。飛機在中斷起飛時,如果機輪在旋轉中遇到了水霧,動力滑水速度大約是每平方英尺輪胎壓力的9倍。
為了防止發(fā)生滑水現(xiàn)象,有些駕駛員試圖把剎車時間推遲到飛機滑跑速度低于計算出的最低滑水速度時才開始剎車。這是一種危險的程序,推遲剎車時間容易造成滑水事故。飛機滑行到跑道中段時,剎車附著力常常處于最佳狀態(tài),因為跑道中段沒有橡膠沉積物污染。如果飛機滑跑超過跑道中段或進入最后1500英尺才開始剎車,跑道后段的橡膠污染將導致剎車附著力嚴重損失,飛機很可能沖出跑道。
駕駛員預測剎車附著力損失是不實用的,因為影響輪胎附著力的因素很多。輪胎面磨損程度是輪胎附著力的重要因素,因此舊輪胎比新輪胎滑水快。美國聯(lián)邦航空局的試驗證明,如果飛機輕載,高壓力輪胎出現(xiàn)滑水現(xiàn)象就早。飛機在磨光或舊的混疑土跑道面上用什么速度著陸都滑,不加混合料或混合料很少的瀝青跑道也很滑。國家航空航天局的結論是,跑道面結構是造成滑水現(xiàn)象的關鍵問題。因此,跑道面不符合標準是造成滑水事故的直接原因。
壓低機頭
飛機在濕跑道上著陸時,任何機型的飛機駕駛員都應該首先壓低機頭,以便使飛機前起落架輪胎獲得垂直負載。壓機頭可因迎角降低而減少剩余升力和穩(wěn)定飛機滑跑。飛機前起落架輪胎壓力比主起落架輪胎壓力小很多,因此前輪出現(xiàn)滑水現(xiàn)象比主起落架輪出現(xiàn)滑水現(xiàn)象要早。正因為如此,提前增加前輪附著力非常重要。
飛機著陸時迅速放下阻流片不但可以降低飛機升力,而且可以增加輪胎接地面積。用地面自動阻流片和全開度富勒襟翼可以大幅度增加空氣動力阻力,飛機剎車距離縮短25%。像“馬鞘”60等簡單襟翼型飛機,著陸接地時立刻收起襟翼可增加輪胎接地面積三分之二,這就能保證輪胎加快旋轉和提高輪胎附著力。收襟翼降低空氣動力阻力的同時,放下減速板可以增加足夠的阻力,使飛機的剎車距離降低大約6%。
盡管反推裝置是跑道光滑時停住飛機的重要工具,但剎車裝置仍然是保證停住飛機的主要工具。駕駛員使用無調節(jié)防拖胎剎車裝置時,最重要的是在輪胎加快旋轉之前防拖胎裝置不起作用。飛機接地時,輪胎接地越重,輪胎加快旋轉越迅速,因此,飛機著陸接地時要穩(wěn)定著陸。
“輪胎粘性滑水現(xiàn)象”的發(fā)生不需要跑道上有積水,只要大露水或陣雨剛給跑道面上了潤滑劑,就可能發(fā)生粘性滑水現(xiàn)象。飛機在特別光滑的跑道上著陸時,用任何速度接地或滑跑都可能發(fā)生粘性滑水現(xiàn)象。
水蒸氣球
“橡膠復原打滑”是粘性打滑的副產(chǎn)品。橡膠復原打滑是指輪胎在跑道表面滑行而產(chǎn)生的摩擦熱把起潤滑作用的水變成水蒸氣球,然后水蒸氣球又把輪胎和跑道面分開,飛機好象是在用增加剎車踏板的力量加速。像粘性打滑一樣,橡膠復原打滑將一直困擾著飛機駕駛員,直到飛機停止打滑或松開剎車,使機輪加快旋轉。危害飛行安全的橡膠復原打滑現(xiàn)象將在跑道上留下白色輪胎打滑痕跡。
在三種情況下使用無調節(jié)防拖胎剎車裝置可能會發(fā)生橡膠復原滑水現(xiàn)象。第一是,在沒有開槽的濕跑道上著陸時用腳踏板剎車。腳踏板剎車將阻止機輪加速旋轉,直接導致橡膠復原打滑。第二是,飛機正好在跑道條紋或跑道數(shù)字上著陸時,在機輪加速旋轉之前就剎車。跑道條紋或跑道數(shù)字可能像濕水一樣滑,而且能阻止機輪加速旋轉,隨后的機輪鎖定將導致橡膠復原打滑。駕駛員可以感到剎車踏板力,但完全不能減速。橡膠復原打滑除在跑道上留下白色打滑痕跡外,輪胎呈嚴重燙傷狀,橡膠恢復到原狀。第三是,駕駛員理解錯誤。駕駛員在飛機沒有明顯減速之前就關閉了防拖胎剎車系統(tǒng)。由此導致的橡膠復原打滑或輪胎爆炸將造成飛機損壞。白色打滑痕跡將勾畫出飛機滑出跑道的軌跡。
用全調節(jié)防拖胎剎車系統(tǒng)可以有效地防止飛機接地和滑行時機輪鎖住,這樣就不會發(fā)生粘性滑水或橡膠復原滑水現(xiàn)象。防拖胎剎車系統(tǒng)的人工速度傳感器能在飛機接地后使剎車系統(tǒng)保持松開狀態(tài)幾秒鐘,保證機輪能加速旋轉。飛機滑行時,探測機輪鎖住狀態(tài)的防拖胎基準號能有效防止機輪鎖住。使用全調節(jié)防拖胎剎車系統(tǒng)的駕駛員為了獲得更大的剎附著力而關閉防拖胎裝置后,有可能發(fā)生粘性滑水或橡膠復原滑水現(xiàn)象,并常常造成一個或多個輪胎爆炸事故。
輕型飛機的雙重危險
輕型飛機駕駛員在飛機著陸時面臨著雙重危險。他們的飛機沒有防拖胎剎車系統(tǒng),他們使用的通用航空機場也沒有規(guī)定跑道面粗糙度最低標準。輕型飛機可能要在沒有摻混合材料的光滑的瀝青跑道上著陸。鑒于輕型飛機經(jīng)常發(fā)生滑水事故,美國聯(lián)邦航空局規(guī)定機場跑道長度不準低于4000英尺。美國許多長度在4000-6000英尺的跑道將鋪多孔摩擦層道面。
美國的定期航班機場跑道面都要開槽或鋪多孔摩擦層。沒有開槽的跑道或沒鋪多孔摩擦層的跑道,飛機降落時滑跑距離要多一倍。飛機起飛則是另外一個問題,飛機中斷起飛距離是指飛機在干跑道面上中斷起飛時實際需要的跑道長度。飛機在濕跑道上中斷起飛需要的跑道長度很難確定。輪胎行駛面小于1×16英尺或剎車裝置磨損到極限的90%時,中斷起飛將使你陷入困境。嚴重磨損的輪胎象禿頭一樣光滑,很容易發(fā)生打滑現(xiàn)象。接近報廢的剎車裝置缺乏足夠的能量耗散能力。由于以上多種原因,使飛機在濕跑道上中斷起飛的剎車距離成了未知數(shù)。
國家航空航天局的試驗表明,開槽或多孔摩擦層跑道能縮短飛機中斷起飛需要的跑道長度。間隔1.25英寸的跑道槽能使干跑道的附著力達到95%。
駕駛員的選擇
駕駛員怎樣才能在濕跑道上保持安全起飛或著陸呢?
第一, 要避免側風條件下在沒有開槽或鋪多孔摩擦層的跑道上起飛或降落,因為側風條件下沒有開槽或鋪多孔摩擦層的跑道上起降容易造成飛機偏離跑道,起落架毀壞。
第二, 所有小型飛機駕駛員都要以聯(lián)邦航空條例135部399條款為指導,確定著陸跑道的最短長度。小型活塞發(fā)動機飛機和渦輪螺旋槳飛機要遵守聯(lián)邦航空條件135部385條款(在型飛機和噴氣機使用的條款),飛機著陸滑跑需要的跑道長度不準超過可用跑道長度的60%。如果飛機在濕跑道上著陸,則應該把飛機在干跑道上需要使用的著陸滑跑長度乘1.15,得出的數(shù)就是飛機在濕跑上需要的滑跑距離。
飛機在濕跑道上中斷起飛需要的距離雖難以確定,但肯定要比在干跑道上中斷起飛需要的距離要長許多。駕駛員在濕跑道上起飛的最好方法是調低起飛決斷速度和在調低的決斷速度加速起飛。機場跑道寬度是駕駛員需要考慮的另一個問題。飛機在大側風氣象條件下,在窄而光滑的濕跑道上著陸時很容易發(fā)生偏離跑道事故。美國通用航空機場許多跑道的寬度是40-50英尺,側風容易造成飛機偏離跑道,造成起落架毀壞和人員傷亡。
美國國家運輸安全委員會在飛機滑水事故調查中發(fā)現(xiàn),輪胎滑水事故和飛機駕駛員的操作水平有關。駕駛員及時修正操作錯誤可以防止發(fā)生滑水事故。駕駛員不能對飛機保持操縱或副駕駛操縱飛機復飛是造成飛機滑水事故的可能原因。機場地勤人員對跑道維護不好也容易造成飛機滑水。
為了每個駕駛員自己的切身利益,駕駛員一定要向機場當局和地方聯(lián)邦航空飛行安全辦公室書