规章中关于飘降的那些事？
我记得大学的时候有一门课叫飞机性能工程，课上使用的教材充满了学霸对学渣的恶意，整本书充斥着由各种积分和罗马字母组成的复杂公式，更不巧的是，那时候给我们上这门课的老师正好还是这本书的编者之一。
每次上课，老师游刃有余并且兴高采烈地给我们演示着各种公式的代入、变换和计算，反反复复地碾压我们的智商，那时候真是上一堂课就是渡一次劫。
我印象特别深的是有一次刚上课，老师就说今天的内容不涉及计算，没什么意思。从此，我牢牢地记住了那堂课的内容——飘降。
飘降听起来感觉是个很有技术含量的东西，但实际上它是飞机性能方面相对比较简单的内容，没有特别复杂的计算和逻辑关系。
之所以它给人一种比较复杂的感觉，我认为规章写的太拧巴，让人不好理解也算是一个原因。
飘降主要是指飞机在一台或两台（三发及以上飞机）发动机失效后，由于阻力增大，剩余发动机无法提供足够的推力，导致升力减小无法支撑飞机的重量。此时飞机需要下降到一定的高度，依靠空气密度增加来增加推力，并且随着飞机的一部分势能转换为动能，从而使升力增加来确保能够支撑飞机的重量。
这个升力和重量重新达到平衡的高度就是飞机飘降的改平高度。
飘降在理论上分为两类：一发失效飘降和双发失效飘降，但实际上我们平时见得最多的是一发失效飘降，基本上没见过双发失效飘降。
一发失效后的飘降
对于一发失效后的飘降，主要以双发飞机的性能为基础来计算和评估，因为三发及以上的飞机在一发失效后，性能和改平高度能力通常优于双发飞机，改平高度基本上还能保持在25000英尺以上，基本不存在越障问题，即使需要飘降程序，直接借鉴双发飞机的程序就可以。
关于一发失效后的飘降性能要求，在121部中是这么规定的：
第121.191条涡轮发动机驱动的飞机的航路限制———一台发动机不工作
（a）涡轮发动机驱动的飞机不得超过某一重量起飞,在该重量下,考虑到正常的燃油、滑油消耗和航路上预计的环境温度,根据经批准的该飞机飞行手册确定的一台发动机不工作时的航路净飞行轨迹数据应当能够符合下列两项要求之一:
（1）在预定航迹两侧各25公里(13.5海里)范围内的所有地形和障碍物上空至少300米(1000英尺)的高度上有正梯度,并且,在发动机失效后飞机要着陆的机场上空450米(1500英尺)的高度上有正梯度.
（2）净飞行轨迹允许飞机由巡航高度继续飞到可以按照本规则第121.197条要求进行着陆的机场,能以至少600米(2000英尺)的余度垂直超越预定航迹两侧各25公里(13.5海里)范围内所有地形和障碍物,并且在发动机失效后飞机要着陆的机场上空450米(1500英尺)的高度上有正梯度.
相信很多人看到这两段要求的时候是比较懵逼的：
什么是净飞行轨迹？什么是正梯度？什么时候算有正梯度，什么时候不算？为什么有正梯度的时候超障要求是300米，没有正梯度的要求是600米？
我们先解决净飞行轨迹定义的问题，其实这个在CCAR25部里有明确规定：
第25.123 条 航路飞行航迹
(b)单发停车净飞行航迹数据必须为真实爬升性能数据减去一定数值的爬升梯度，所减去的爬升梯度，对于双发飞机为1.1 ％，对于三发飞机为1.4 ％，对于四发飞机为1.6。
简单来讲，净飞行轨迹就是飞机飘降的实际轨迹减去一定量的梯度之后得到的轨迹，目的是为了评估越障时增加安全裕度。
剩下关于正梯度的一系列问题咱们一起来解答，但是得从头说起。
一般航线的飘降性能评估
大家可能也发现了，航空公司在大部分航线上并没有制作一发失效的飘降程序，这显然不是因为这些航线上不存在一发失效的可能。
没有制作一发失效的飘降程序不代表没有评估飘降性能，实际上，这些航线在开航分析的时候都会评估一发失效后的越障性能。
由于大多数航线途径的地区没有太高的障碍物，这些航线的航路最低安全高度很低。
飞机即便是在一发失效之后，飘降升限，也就是改平高度，仍然远高于航路上的障碍物，无须制作有决策点的飘降程序，机组可以根据备降场的选择自行决定飘降路径。
评估飞机在这些航线上的飘降性能也比较简单，不用分析飘降轨迹，只需要用最大起飞重量在飞机改平性能表格中查出对应的净改平高度即可。通常情况下，这个净改平高度都会高于航路最低安全高度。
这里解释一下，净改平高度跟净飞行轨迹是一个道理，实际的改平高度减去一定余量就是净改平高度。
在改平高度或以下，飞机可以保持平飞甚至爬升，也就是所谓的具有正梯度。
所以，如果飞机的净改平高度高于航路最低安全高度，说明同样也高于航路上（航路两侧各25公里）的障碍物300米，那么在一发失效后就不存在越障问题。
这其实就是121.191（a）条中第（1）项所要求的内容。
所以这项规定也可以理解成飘降性能评估的第一步，通过这一步就可以完成大部分航线的飘降性能评估，这些航线都有一个共同的特点，无须制作有飘降决策点的飘降程序。
高原航线的飘降性能评估
高原航线是指航路安全高度在一万英尺以上的航线。
在这些航线上，一发失效之后如果想顺利飘降则需要设置决策点，因为飞机的改平高度会低于障碍物高度，错误的飘降路径会导致无法越障。
如果设置了决策点，就可以充分利用飘降的下降过程来越障，而这个下降过程既会受到第（1）项要求的限制，也会受到第（2）项要求的限制。
接着我们简单了解一下高原航线上一发失效飘降的过程。
当飞机的一台发动机失效后，机组根据飞机相对决策点的位置决定朝哪个方向飘降（继续向前飞还是往回飞），然后把剩余发动机的推力调整到最大连续推力（MCT），并把速度减至最佳升阻比速度（也就是我们常说的绿点速度）后开始飘降。
以最佳升阻比速度飘降是为了让飞机能够以最小的梯度下降，从而在整个飘降过程中都保持尽可能高的高度，让整个飘降轨迹显得又高又飘，这样也有利于制作飘降程序。
上图中红色部分，也就是在下降的过程中，飞机的升力小于重力，无法保持平飞，更不用说爬升了，因此可以理解为此时不具备正梯度。
而绿色的部分，也就是改平之后，在这个高度及以下，飞机的升力等于重力，飞机可以保持平飞，甚还有一点爬升能力，因此具有正梯度。
所以对于这种情况的飘降来说，121.191（a）条中第（1）项要求是用来限制改平后航段（绿色）的，而第（2）项要求是用来限制下降过程的。
至于为什么没有正梯度时超障要求是600米，有正梯度时超障要求是300米，其实也不难理解：
飞机在下降的过程中，由于不具备保持平飞的能力，越障能力不是很可靠，因此越障余度要求大一些；而飞机在改平之后具备了平飞甚至爬升的能力，越障能力相对可靠，越障余度要求也就相应减小了。
这种情况的飘降性能评估也相对复杂一些，不能光通过改平高度来评估，而是需要使用FPPM（飞行计划与性能手册）计算出飞行轨迹，然后结合障碍物高度评估整个轨迹上的越障是否符合要求。
当然，专业的性能工程师一般会直接用性能软件来计算，一方面是为了提高效率，另一方面是因为性能图表通常都有保守余量，而用性能软件能够将飞机性能发挥到最大。
对于飘降程序里下降段的越障能力，不仅像改平段一样受温度和飞机自身重量的影响，另外还受飘降开始时的巡航高度限制，因为起始巡航高度越高，飘降的轨迹就越高，越障能力也就越好。
所以在很多飘降程序中，除了对飞机的重量有要求外，对巡航高度也有要求。
最后说一下对121.191条中“根据经批准的该飞机飞行手册确定的一台发动机不工作时的航路净飞行轨迹数据应当能够符合下列两项要求之一”这句话的理解。
很多人被“符合下列两项要求之一”的说法给误导了，以为一发失效飘降程序只要满足这两项要求的任意一条即可，这种理解其实是不准确的。
如果结合这句话的上下文你就会发现，“符合下列两项要求之一”这个说法针对的是航路净飞行轨迹数据，也就是说，飘降程序上的每一点都要至少满足这两项要求之一。
实际上在一个飘降程序设计过程中，这两项限制都会被使用到，这跟双发失效飘降程序中要求的“符合下列两项要求之一”是不一样的，这个我们在下一部分讲。
双发失效后的飘降
双发失效后的飘降只针对三发及以上的飞机，但是从实际运行情况来看，目前基本上没有双发失效的飘降程序。
这显然不是因为国内没有三发及以上飞机，也不是因为这些飞机不飞高原航线。
究其原因，其实也在规章里：
第121.193条三台或者三台以上涡轮发动机驱动的飞机的航路限制———两台发动机不工作
三台或者三台以上涡轮发动机驱动的飞机沿预定航路运行时,应当符合下列两款要求之一:
(a)预定航迹上任何一点到符合本规则第121.197条要求的机场的飞行时间不超过所有发动机以巡航功率工作飞行90分钟.
(b)根据飞机飞行手册中航路上两台发动机不工作的净飞行轨迹数据,其重量允许该飞机从假定两台发动机同时失效的地点,飞到符合本规则第121.197条要求的某一机场.在这段飞行中,考虑到沿该航路的预计环境温度,其净飞行轨迹在垂直方向上至少高出预定航迹两侧各25公里(13.5海里)范围内所有地形和障碍物600米(2000英尺).
猫腻就出在“应当符合下列两款要求之一”这个说法里，跟一发失效的飘降要求不同，双发失效飘降的两个要求是针对整个航路运行的。
也就是说，如果双发失效的情况满足（a）项要求，确保航路上任意一点到航路备降场距离不超过90分钟，那么就无须再考虑双发失效的飘降越障能力。
实际上，绝大多数公司都是通过满足（a）项要求来规避（b）项的限制。
因为对于三发及以上飞机，如果两台发动机失效，其性能和飘降改平高度能力会大打折扣，在高原航线上很难满足（b）项中要求的的越障能力。
所以很多公司会在涉及飘降的航段上指定几个90分钟内可抵达的备降场，这样就不用管飞机有没有双发失效的飘降能力了。
虽然规章里有双发失效的飘降性能要求，但航空公司基本上没有按这个要求执行过。当然，国内航空公司三发及以上的飞机执行高原航线的时候确实不多。