Предисловие

Практика переучивания пилотов на самолет А320 и пролеты в качестве командира ВС и пилота-инструктора показывают, что для надежного выполнения взлета самолета и ухода на второй круг необходимы знания по работе автоматики на этих этапах полета. Именно этому посвящена представленная работа.

Вступление

У пилотов знакомых с управлением самолета А320 уже заглавие может вызвать определенный скепсис. Что значит пилотировать самолет А320 в режиме SRS? Следуй показаниям директорных планок (FD’s) или пусть автопилот сам это делает. Какие здесь могут быть особенности пилотирования? И можно ли вообще называть пилотированием простое следование FD’s? Но все эти вопросы немедленно пропадают, когда самолет, следуя за FD’s ведет себя не так, как по нашему мнению должен в данной ситуации. И встает перед пилотом альтернатива: следовать за показаниями FD’s в ручном или автоматическом режиме или отключать эти самые FD’s и в соответствии с рекомендациям Golden Rules немедленно брать управление на себя. Второй не менее важный вопрос: Когда и как выходить из режима SRS? Еще вопрос: Почему в режиме SRS часто не выдерживается расчетная скорость? Не менее интересно: Какие ограничения существуют в режиме SRS. Так же желательно знать: Почему при выходе из сдвига ветра резко растет скорость? Еще хотелось бы знать, как ведет себя автомат тяги в режиме SRS на разных этапах? Так же представляет интерес ответ на вопрос, как выйти из режима SRS и как в него не попасть непреднамеренно?

Если у Вас есть ответы на все вопросы, то явно приведенный, ниже материал не для Вас?

То же самое можно сказать и тому, кого ответы на приведенные вопросы не интересуют.

Со всеми остальными мы можем приступить к разговору о пилотировании самолета А320 в режиме SRS.

Что представляет собой режим SRS? На этапах полета, когда возникает необходимость использования безопасной траектории отхода от земной поверхности во взлетной конфигурации (на взлете) и, даже, в посадочной конфигурации (при уходе на второй круг) включается режим SRS (Speed Reference System). Уже только это говорит об особом статусе этого режима. Как работает это режим, какие у него ограничения? Попытаемся рассмотреть это на примере этапа взлета. Всем очень хорошо известно, что основным критерием режима SRS есть скорость V2+10 при всех работающих двигателях (All Engine Operative - AEO) или фактическая скорость в момент отказа двигателя (One Engine Inoperative - OEI), но она не должна выходить из диапазона от (V2) до (V2+15).

Здесь необходимо однозначное понимание двух нюансов:

Первое: Скорость V2 это не аналог привычной для нас скорости «ВЭ ДВА», которая является минимально допустимой скоростью, так как имеет запас 1,2 от скорости Vs (скорость «сваливания»). Аналогом привычной для нас скорости «ВЭ ДВА» является скорость V2min или Vls. А скорость V2 определяются JAR/FAR 225.107(с) следующим образом: «V2 в выражении индикаторной воздушной скорости должна устанавливаться эксплуатантом с целью обеспечения, как минимум, градиента набора высоты, предписываемого JAR 25.121(b), но не может быть меньше чем: • V2мин; и • VR плюс приращение скорости, располагаемое до достижения высоты 35 футов над поверхностью взлета». 

Второе: При всех работающих двигателях (AEO) в режиме SRS постоянная скорость выдерживается только в том случает, когда текущая скорость равна V2+10. Если текущая скорость больше или меньше V2+10, то FD’s будут направлять самолет по траектории, обеспечивающей достижение скорости V2+10. Одна из главных причин, почему скорость в режиме SRS может кратковременно снижаться до значений меньше V2 - инерция.

Если, например, включить автопилот на скорости значительно превышающей значение V2+10, то автоматика будет стремиться обеспечить выдерживание скорости V2+10 увеличением тангажа. Когда превышение скорости в момент включения автопилота значительное, то и текущее значение тангажа будет сильно отличаться от требуемого для снижения скорости до заданной. В этом случае режимом SRS будет установлен больший тангаж (вплоть до 18°) для снижения скорости и за счет инерции возможна просадка скорости ниже, чем V2+10 и даже ниже, чем V2. Для уменьшения раскачки по тангажу, система допускает девиации скорости в диапазоне V2+10 до V2+15, и только при дальнейшем росте будет производить коррекцию.

Рассмотрим другое ограничение в режиме SRS.

Что будет делать пилот, если на втором участке (после уборки шасси, но до уборки механизации) уменьшается вертикальная скорость, допустим, из-за попадания самолета в нисходящий поток? До определенного минимального значения вертикальной скорости пилот стремится выдерживать заданную воздушную скорость. Но только до определенного значения. То есть когда возникает необходимость выбирать между выдерживанием скорости V2+10 и переводом самолета на снижение пилот выберет приоритетом выдерживание небольшой положительной вертикальной скорости. Тем более мы знаем, что V2 практически всегда значительно больше чем Vls (V2min). Значит, у нас есть некоторый запас по скорости и выбор выдерживания положительной вертикальной скорости оправдан. Это есть второе ограничение режима SRS – минимальная вертикальная скорость 120 футов в минуту, которое имеет более высокий приоритет перед выдерживанием воздушной скорости. Алгоритм работы автоматики в режиме SRS обеспечивает выдерживание или воздушной скорости V2+10 или вертикальной скорости V/Y=120 футов в минуту, если вертикальная скорость падает. Исходя из этого, мы видим еще одну причину, почему возможно падение скорости ниже, чем V2+10 и даже ниже, чем V2 при пилотировании самолета в режиме SRS.

Но если нисходящий поток будет достаточно мощным и продолжительным это потребует значительного увеличения тангажа для увеличения угла атаки. А мы знаем, что ресурс по увеличению угла атаки строго ограничен критическим углом атаки. Поэтому возникает следующее ограничение в режиме SRS – ограничение по тангажу. Максимальный тангаж ограничен 18°, если нет сдвига ветра. Если оказывается, что даже при тангаже 18° не обеспечивается вертикальная скорость 120 футов в минуту, это определяется как сдвиг ветра, а при определении сдвига ветра и максимальный тангаж равен 22,5°. В случае усугубления ситуации, когда для удержания вертикальной скорости угол атаки продолжает расти и доходит до значения ALFA prot, срабатывает защита по углу атаки, имеющая высший приоритет над удержанием вертикальной скорости для того, чтобы не допустить дальнейшего роста угла атаки и сваливания.

Подведем итог:

В режиме SRS выдерживаются следующие параметры: 

 — Скорость V2+10 (AEO) или скорость в момент отказа двигателя, но не менее V2 и не более V2+15 (OEI); 

 — Вертикальная скорость V/Y больше или равна 120 футов в минуту; 

 — Максимальный тангаж 18° или 22,5° в условиях сдвига ветра; 

 — Максимальная скорость в режиме SRS ограничена V2+15.

Особенности пилотирования в режиме SRS на взлете

Любое пилотирование, и пилотирование в режиме SRS в том числе, есть компромисс между двумя противоположенными отклонениями, представляющими одинаковую опасность. Режим SRS включается на взлете при установке рычагов управления двигателями (TL’s) в положение TOGA или FLX. При этом управление осуществляется по закону прямого управления (DIRECT LAW) от начала разбега до: тангажа 8 плюс 0,5 сек. по крену и тангажа 8 плюс 5 сек по тангажу. И, несмотря на то, что выдерживание в полном объеме параметров SRS описанных в предыдущем разделе возможно только после высоты 100 футов (ограничение по включению автопилота) подъем передней стойки (ROTATION) оказывает важное влияние на дальнейшее поведение самолета. Скорость подъема передней стойки должна быть 3 градуса в секунду, что обеспечивает достаточный запас от касания хвостом ВПП (TAIL STRIKE) и достижение скорости V2 к 35 футам и скорости V2+10 к 100 футам, когда можно включать автопилот. Если подъем передней стойки осуществлять с большим темпом это может привести к TAIL STRIKE. Но медленный ROTATION приводит к тому, что на высоте 100 футов скорость значительно превышает (на 20-30KT) значение V2+10. Включение автопилота на такой скорости приведет к резкому увеличению тангажа по команде SRS для достижения заданной скорости с возможной «просадкой» скорости до значений ниже V2 за счет инерционности процесса. Если же мы принудительно будем выдерживать повышенную скорость («полет ниже FD’s»), то мы будем находиться, ниже расчетной траектории, что не только не желательно, но и опасно поскольку не обеспечиваются минимально допустимые безопасные интервалы над препятствиями. Возможное падение скорости после включения автопилота на повышенной скорости приводит к тому, что пилоты это включение часто выполняют выше высоты ALT ACC, когда включается режим CLIMB и самолет начинает ускоряться до заданной скорости набора высоты (по умолчанию это 250 КТ до высоты 10000 футов). В связи с этим следует отметить, что позднее включение автопилота приводит к излишней и ненужной рабочей нагрузке особенно на непилотирующего пилота. Особенно это нежелательно в аэропортах где необходимо выполнять противошумовую процедуру А или NADP 1, когда режим CLIMB включается на высоте 3000 футов над превышением ВПП (AGL). К тому же после перехода в режим CLB в случае полета с выключенным автопилотом мы обязаны следовать показаниям FD's, иначе нас ожидает некорректная работа A/THR (FCOM Bulletin 810/1 p 1.2).

Примечание:

После включения автопилота пилотирующий пилот обязан убедиться, что на FMA появилась индикация AP1(2) и подтвердить «AP 1(2)».

Вывод: правильным пилотированием может считаться нормальный темп (3 градуса в секунду) подъема передней стойки (ROTATION) и включение автопилота при условии: 

 — директорные планки (FD’s) «в центре»; 

 — отсутствую большие (более 5 КТ) тренды; 

 — скорость V2+10.

Необходимо включать автопилот как можно раньше примерно на 300-500 (но не ниже 100) футов для уменьшения рабочей нагрузки на каждого члена экипажа.  

Как добиться соблюдения указанных параметров?

Для этого существует установленная техника взлета:

 — на расчетной скорости начинаем поднимать переднюю стойку, для чего сайдстик плавно отклоняется на 1/3 или 1/2 полного хода. Через 2 секунды при темпе подъема передней стойки 3 градуса в секунду на PFD мы можем увидеть тангаж более 5 и менее 7,5. В это время мы должны услышать команду непилотирующего пилота: «POSITIVE CLIMB». В этом случае мы можем, не останавливаясь, прежним темпом продолжать увеличение тангажа. Если к этому моменту такая команда не поступила, необходимо прекратить ROTATION, задержав сайдстик в текущем положении и, после того как убедимся в безопасном отделении самолета от ВПП, можно продолжить ROTATION.

     Примечание: Ни в коем случае не отдавать сайдстик от себя для предотвращения OVER ROTATION.

Отдача сайдстика не исправляет, а напротив значительно усугубляет ситуацию – ввиду того, что это действие изменяет в первую очередь траекторию движения, тангаж же изменяется гораздо медленнее, самолет сначала проседает с возможным ударом о ВПП и, только затем, уменьшает тангаж.

Пилотирование самолета в режиме SRS при уходе на второй круг (GO-AROUND)

Для определения особенностей пилотирования самолета в режиме SRS при уходе на второй круг рассмотрим, чем отличается этот режим от режима SRS на взлете. Инициируется режим переводом РУД (TL) как минимум одного двигателя в положение TOGA. При этом по боковому каналу включается режим GA TRK, а по вертикальному каналу включается режим SRS. Режим GA TRK означает, что будет выдерживаться курс в момент установки РУД (TL) в положение TOGA. Для выполнения подготовленной схемы ухода на второй круг достаточно будет нажать кнопку HDG (HEADING MANAGE) на FCU.

Примечание: Армирование режима NAV будет возможным только в том случае, если TO WPT на FMGS соответствует реальному положению самолета (Flight plan is sequenced). То есть, только при условии, что все «лишние» точки удалены из FPL. По вертикальному каналу режим SRS при уходе на второй круг не сильно отличается от аналогичного режима при взлете. Скорость будет выдерживаться равной большему из двух значений: текущая скорость в момент установки режима TOGA или Vapr, при том, что максимальное значение скорости ограничено Vls+25 при всех работающих двигателях и Vls+15 при одном неработающем двигателе. Скорость выдерживается до выхода из режима SRS. После выхода из режима SRS заданная скорость становиться равной GREEN DOT. Автоматический выход из режима SRS происходит или на высоте ALT ACC (только при всех работающих двигателях) или при переходе в режим ALT*. Принудительно самолет выводится из режима SRS при включении любого режима по вертикальному каналу. Пилотирование в режиме SRS в условиях сдвига ветра Попадание в условия сдвига ветра определяется при помощи FAC, который получает информацию из различных источников, что позволяет ему определить воздушную, путевую и вертикальную скорости, скорость и градиент ветра, фактическую траекторию движения самолета. В результате определяется необходимый угол атаки, который сравнивается с максимально допустимым. Все это позволяет своевременно определить условия сдвига ветра. Кроме того условия сдвига ветра могут быть определены и пилотом.

При попадании в условия сдвига ветра требуются обязательные действия по памяти (MEMORY ITEMS) одним из которых есть вывод режима двигателей на взлетный режим (TOGA), что при выпущенных закрылках инициирует переход в режим SRS. В этом случае пилотирование осуществляется в режиме SRS, однако экстремальные внешние воздействия создают особые условия пилотирования в уже знакомом нам режиме. Сначала обратим внимание на те функции автоматики, которые помогают пилотировать самолет в условиях сдвига ветра.

Это:

 — The alpha floor protection

 — THE SRS AP/FD pitch law

 — The high angle of attack protection.

«ALFA FLOOR PROTECTION» обеспечивает включение автоматом тяги взлетного режима с индикацией на FMA «A FLOOR» зелеными буквами в оранжевой мигающей рамке, если угол атаки превышает установленные для данной конфигурации значения. Однако необходимо обратить внимание на то, что после выхода самолета из условий, при которых инициируется режим ALFA FLOOR PROT автомат тяги остается в режиме TOGA LK. Для отключения этого режима нужно отключить автомат тяги кнопкой на РУД (TL), а затем снова включить кнопкой на FCU. Директорные планки FD’s в режиме SRS облегчают пилоту выдерживание оптимальной траектории движения ВС с учетом скорости, вертикальной скорости и тангажа самолета. А защита по максимальному тангажу (HIGH ANGLE OF ATTACK PROTECTION) позволяет пилоту при необходимости тянуть сайдстик полностью на себя когда это необходимо и обеспечивает автоматическую уборку спойлеров (SPEED BRAKES,) если они были выпущены.

Все сказанное выше позволяет седлать вывод, что пилотирование в режиме SRS в условиях сдвига ветра есть необходимость: 

 — сохранять текущую конфигурацию (закрылки и шасси) самолета до выхода из условий сдвига ветра; 

 — оставлять автопилот включенным, если на момент определения сдвига ветра он был включен и не отключился; 

 — следовать за показаниями FD’s быстро и плавно вплоть до полного взятия на себя, но не «дергать» сайдстик; 

 — не пилотирующему пилоту (PM) тщательно следить за высотой, скоростью, вертикальной скоростью и силой ветра для определения выхода из условий сдвига ветра.

Определение выхода из условий сдвига ветра имеет значение для дальнейшего полета. Как только прекращаются условия сдвига ветра максимальный тангаж уменьшается с 22,5° до 18°, что приводит к подаче команды на уменьшение тангажа. Это усугубляет рост скорости, который появляется из-за прекращения сдвига ветра и работы двигателей на взлетном режиме.

Для предотвращения выхода скорости за пределы Vfe необходимо (приводится один из возможных вариантов действий): 

 — установить РУДы (THRUST LEVERs) в положение CLB; 

 — выключить и включить автомат тяги, если был инициирован режим A.FLOOR; 

 — далее: 

 - если высота выше минимальной для уборки механизации (обычно 800 футов) - вытянуть ALT на FCU и убрать закрылки по расписанию. 

 - если высота ниже допустимой для уборки механизации - вытянуть SPEED на FCU и продолжить нормальное выполнение взлета. 

 — убрать шасси, убедившись, что скорость менее 220 КТ.

Выход из режима SRS

Выход из режима SRS осуществляется автоматически, о чем уже говорилось выше. Но бывают случаи, когда необходимо срочно отключить указанный режим, например непреднамеренное включение режима SRS в полете. В этом случает для выхода из режима SRS нужно включить другой вертикальный режим. Таким режимом может быть OP CLB на заданной скорости набора (если PULL ALT) или на текущей скорости (если PULL SPEED). Не следует пытаться включить режим MANAGE, поскольку по боковому каналу будет задействован режим GA TRK. Выйти из режима GA TRK мы сможем, если подключим другой режим по боковому каналу.

Заключение

Режим SRS это режим, в котором комплексно учитывается и анализируется большое количество параметров напрямую влияющих на безопасное выполнение полета на таком ответственном этапе полета как отход от земли во взлетной или даже посадочной конфигурации. Большое количество параметров, а так же их строгая иерархия делают полет при строгом соблюдении параметров режима SRS самым безопасным по сравнению с другими возможными траекториями. Исходя и вышесказанного, можно сделать вывод, что отклонение от траектории SRS (полет не «по директорам»), а так же раннее отключение режима SRS (кроме случаев некорректной работы автоматики) приводит к снижению уровня надежности полета на этапе взлета или ухода на второй круг.