全发动机熄火后的发动机重新点火

Safety first | December 2024

全发动机熄火是飞行机组最为紧急的情况之一，机组需要迅速重启发动机。如果发动机重新点火程序执行不当，可能会导致点火延迟或失败。

本文描述了一起事件，其中机组遭遇了这一情况。文章回顾了 QRH 中ALL ENG FAIL（全发动机失效）程序的各个步骤，并重点介绍了针对 A300、A310、A320 系列、A330、A340、A350 和 A380 机型的操作程序改进。

一架安装 CFM56-5B 发动机的 A320 飞机在接近目的地机场时，因天气状况恶劣，机组决定改航至备降机场。飞机于当地时间 18:40 在备降机场安全着陆。在停留三个小时后，飞机于当地时间 21:51 从备降机场起飞，继续前往原定目的地。

在夜间飞行过程中，航路持续存在恶劣天气。

① 机组在气象雷达上探测到雷暴单体后，请求向北偏航以避开雷暴。

② 当时飞机正在 FL240巡航，自动驾驶和自动推力均处于接通状态。机组随后执行了一个 90° 左转，向最终目的地飞行。

③ 在转后不久，飞机遭遇强烈湍流和冰雹袭击。 机组听到剧烈撞击声，左右风挡均受损。多个 ECAM 警告被触发，包括 ANTI ICE R WINDSHIELD（右风挡防冰故障）、ANTI ICE L WINDSHIELD（左风挡防冰故障）、ENG 1 STALL（发动机 1 失速）、NAV RA 2 FAULT（无线电高度表 2 故障）。

④ 自动驾驶和自动推力随即断开，一秒之内驾驶舱陷入黑暗。 由于飞机进入紧急电气形态，飞行记录器在接下来的 2 分 46 秒内没有数据。

⑤ 在此期间，机组将油门杆推至 TOGA位置。

两台发动机均熄火，同时空速指示不可靠。 机组立即启动 APU。

⑥ 当 APU 启动后，电力系统恢复，飞机姿态为俯仰角 -3.5°，符合QRH中推荐的风转重新点火速度（windmill relight speed）要求。

空速指示（虽不可靠）在机长的 PFD（主飞行显示器）上显示为 232 kt，飞机高度降至 18100 英尺（从巡航高度下降 5900 英尺）。此时，飞机处于备用法则模式，油门杆仍维持在 TOGA 位置。

⑦ 一次发动机 2 的风转重新点火尝试被记录，随后，

⑧ 机组打开 APU BLEED，并同时尝试对两台发动机进行启动机辅助点火，但油门杆仍保持在 TOGA 位置。

⑨ 最终，机组将油门杆置于 IDLE（慢车），同时关闭两台发动机的 Master 开关。随后，机组成功使用启动机辅助点火重新启动发动机 1，并保持发动机 2 处于关闭状态。 当时飞机高度 9100 英尺，从巡航高度共下降 14900 英尺。随后，机组两次尝试重新启动发动机 2，但均未成功。

飞机最终飞出雷暴区域，并继续飞往目的地机场。

⑩ 机组在仅一台发动机工作的情况下，依靠备用法则，在空速指示不可靠、风挡严重受损、能见度受限的情况下，成功安全降落。

(图 1) 事件期间飞机的飞行轨迹

严重受损的飞机

当飞机停稳后，机组检查了飞机的损坏情况，包括已损毁的雷达罩。

(图 2) 事件发生后受损风挡和雷达罩的照片（图片来源：调查委员会）

此次冰雹、雷暴的强度远超发动机的设计与认证标准。雷暴中的水/冰含量大约是发动机设计和认证标准的两倍。这解释了发动机受损及熄火的原因。

雷达罩受损导致气流干扰空速探测传感器，进而引发空速指示不可靠，并使飞机进入备用法则。

在七次重新点火尝试过程中，油门杆始终保持在 TOGA 位置。而 ALL ENG FAIL（全发动机失效）QRH 程序要求在尝试重新点火前，应将油门杆置于 IDLE。

发动机重新点火尝试失败

飞行记录器的数据使得各次发动机重新点火尝试的顺序得以分析：

① 机组将发动机 2（ENG 2）主开关（Master switch）关闭（OFF），2 秒后重新打开（ON）。

② 随后，机组关闭发动机 1（ENG 1）主开关（OFF），并在不久后打开 APU BLEED 。

6 秒后，机组重新打开发动机 1 主开关（ON）。

10 秒后，

③ 机组再次将发动机 1 主开关关闭（OFF）后重新打开（ON）。

25 秒后，机组同时关闭并重新打开发动机 1和发动机 2主开关。

随后，

⑥ 机组再次循环操作发动机 1 主开关，紧接着

⑦ 循环操作发动机 2 主开关。

所有重新点火尝试均未成功，且油门杆始终保持在 TOGA 位置。

(图 3) 事件期间未成功的重新点火尝试序列

这些同时进行的启动机辅助重新点火尝试失败的原因是：APU 引气仅能提供足够的气压来启动一台发动机。此外，观察发现每次重新点火尝试之间均未进行 30 秒的冷转 。

发动机 1成功重新点火

⑧ 随后，机组将油门杆置于 IDLE（慢车），

⑨ 关闭两台发动机的主开关。

之后，机组重新打开发动机 1主开关，同时短暂打开发动机 2主开关后又关闭。

在 1 分 45 秒 内，发动机 1 的 N2 和 EGT 开始上升，

⑩ 发动机 1成功重新启动。

在此过程中，发动机 2主开关保持关闭，从而确保足够的引气压力供应至发动机 1启动机，最终实现成功重新点火。

(图 4) 发动机 1成功重新点火

发动机 2受损

⑪ 机组随后尝试了两次发动机 2重新点火，但均未成功。 详细检查发现，发动机 2 受损严重，导致其无法在空中成功重新启动。

重新点火时间长且高度损失严重

发动机 1在全发动机熄火后 8 分 26 秒才成功重新启动。

此时，飞机高度降至 9100 英尺，相较于最初的 24000 英尺巡航高度，已下降 14900 英尺。

在 ALL ENG FAIL（全发动机失效）QRH程序（适用于 A300、A310、A320 系列、A330 和 A340 机型）以及 ENG ALL ENGINES FAILURE ECAM（电子中央飞行显示）警告程序（适用于 A350 和 A380 机型）中，严格执行风转启动（Windmill Relight）和启动机辅助启动（Starter-Assisted Relight）程序，对确保发动机在空中成功重新启动至关重要。

风转启动（Windmill Relight）

在全发动机熄火的情况下，风转启动可在较高高度进行，而启动机辅助启动仅可在 FL200以下进行。此外，风转启动允许机组同时尝试两台发动机的重新点火。

① 保持最佳重新点火速度

保持飞机的最佳重新点火速度，可提供足够的气流，使发动机达到足够的旋转速度，从而在压气机和燃烧室内产生足够的空气压缩，以确保发动机成功重新点火。

最佳重新点火速度可在以下程序和警告信息中找到：

•A320 系列、A330 和 A340 机型：ENG ALL ENGINES FAILURE ECAM 警告及 QRH ALL ENG FAIL 程序

•A350 和 A380 机型：ENG ALL ENGINES FAILURE ECAM 警告

•A300 和 A310 机型：ALL ENG FAIL QRH

② 将油门杆置于 IDLE

将油门杆置于 IDLE 位置可以确保稳定的怠速重新启动，并减少因立即加速至高推力而导致发动机喘振的风险。

③ 将发动机模式选择器（ENG mode selector）设为 IGN

将 ENG mode selector 设为 IGN，以激活燃烧室点火器，确保重新点火顺利进行。

(图 5) 风转启动流程的初始步骤

④ 将所有发动机主开关置于 OFF 并保持 30 秒

此步骤可使燃烧室通风，清除残余燃油，以确保首次重新点火尝试前及每次重新点火尝试之间的燃烧室清洁。

如果未进行燃烧室通风，可能会导致发动机喘振、EGT 超限、尾喷管起火或重新点火失败。

⑤ 将所有发动机主开关置于 ON

在风转启动尝试中，可以同时将所有发动机主开关置于 ON。

⑥ 监控发动机参数至少 30 秒

监视 EGT 和 N2（对于劳斯莱斯（Rolls Royce）发动机，则监视 N3）至少 30 秒，以检查重新点火的迹象。

如果 N2/N3 转速和 EGT 温度上升，则继续执行点火程序。

成功的风转重新点火可能需要长达 2 分钟。

⑦ 若未成功启动，则重复尝试

如果 30 秒内未出现重新点火迹象，则：

•将所有发动机主开关置于 OFF 并保持 30 秒，以通风发动机；

•重复重新点火尝试，直至成功或下降至 FL200，在该高度可尝试 启动机辅助点火。

(图 6) 风转启动流程（同时进行重新点火尝试）

启动机辅助重新点火（Starter-Assisted Relight，FL200 以下）

ALL ENG FAIL QRH 程序要求在低于 APU 电池启动包线的上限时启动 APU，以恢复电力供应并使用 APU 引气。

在 FL200以下，如果 风转重新点火失败，且 APU 可用，机组可尝试启动机辅助重新点火。

在进行 启动机辅助点火 时，一次只能点燃一台发动机（A380 机型可同时点燃两台发动机）。

油门杆置于 IDLE

在程序的第一部分中，油门杆应已置于 IDLE。

发动机模式选择器（ENG mode selector）设为 IGN

ENG mode selector 应已设为 IGN，以激活燃烧室点火器。

① 将发动机主开关置于 OFF

在尝试重新点火前，必须先关闭发动机，以通风燃烧室并清除残余燃油。

执行以下两步所需的时间确保发动机获得足够的通风（接近 30 秒）。

② 将速度降低至 Green Dot 速度

将速度降低至 Green Dot 速度，以减少飞机的下降率。

③ APU 引气设为 ON

将 APU BLEED 设为 ON，以提供足够的气流用于启动发动机。

(图 7) 启动机辅助重新点火流程的初始步骤

④ 仅开启一台发动机主开关（A380 可同时点燃两台发动机）

在 A300、A310、A320、A330、A340 和 A350 机型上，机组在进行启动机辅助重新点火时，一次只能尝试点燃一台发动机。

这是因为 APU 无法提供足够的引气压力，无法同时点燃两台（或四台）发动机。

对于 A380 机型，可以同时尝试点燃两台发动机。

⑤ 监控发动机参数

观察EGT 和 N2（劳斯莱斯发动机为 N3） 是否有上升迹象，监控至少 30 秒。

如果 N2/N3 和 EGT 出现上升，则继续执行重新点火程序。

成功的飞行中启动机辅助点火可能需要长达 2 分钟。

⑥ 若 30 秒内无重新点火迹象，则关闭所有发动机主开关

如果 30 秒内未观察到重新点火迹象，机组应将发动机主开关切回 OFF 以冷转发动机。

然后，有两种可能的选择：

⑦ 立即尝试点燃另一台发动机

由于在尝试点燃第一台发动机的过程中，另一台发动机已经完成冷转，因此机组可以立即尝试重新点燃另一台发动机。

或者

⑦ 对同一台发动机进行重新点火尝试（需等待 30 秒冷转）

如果机组怀疑另一台发动机已损坏，而只能尝试重新点燃同一台发动机，则必须先等待 30 秒，保持发动机主开关 OFF，以确保发动机获得充分冷转后，再进行下一次重新点火尝试。

上述事件促使空客改进其手册，以防止飞行员对 “所有发动机失效”程序中的启动机辅助重新点火过程产生误解。

改进适用于 A300、A300-600、A310、A320 系列、A330、A340、A350 和 A380 机型。

更新内容包括：

•在QRH/ FCOM 中修订 A300、A310、A320、A330 和 A340 机型的 ALL ENG FAIL 过程。

•在ECAM/ FCOM 中修订 A350 和 A380 机型的 ALL ENG FAIL 过程。

•在FCTM中更新所有发动机失效程序，以与上述改动保持一致。

该改进将在以下版本的运行手册修订中发布：

•A320 系列、A330 和 A340 机型：2024 年 11 月

•A300、A300-600 和 A310 机型：2025 年 3 月

•A350 机型：2025 年年中

•A380 机型：2026 年

(图 9) A320 系列飞机程序更新示例

A350 和 A380 飞机的飞行警告系统更新正在研究中，以改进 ECAM 程序。

全发动机熄火是一种非常紧急的状态，需要机组立即采取精准行动，严格执行发动机重新点火程序。

30 秒的发动机冷转可在首次点火尝试前以及后续失败的尝试之间清除燃烧室中的残留燃油，从而防止发动机喘振、EGT超限、尾喷管起火或点火失败的风险。

风转点火可在较高高度同时尝试重启所有发动机。

起动机辅助点火受 APU 引气限制，每次只能重启一台发动机（仅 A380 机型可同时重启两台发动机），且只能在 FL200 以下进行。

机组应在至少 30 秒内监控 EGT 和 N2（罗尔斯·罗伊斯发动机则监控 N3）是否有点火迹象。如果在 30 秒内出现点火迹象，则继续当前发动机重启尝试。成功的空中重新点火可能需要长达 2 分钟。如果 30 秒内无点火迹象，则将所有发动机主电门设为 OFF，并重新尝试点火。

本文描述的事件也说明了在紧急情况下保持良好情景意识的重要性，并强调在极端高负荷情境下正确执行 QRH 程序的必要性。