Propulsion Controlled Aircraft（PCA）是推力控制飛機，是飛機的一種備用操縱系統。
基本介紹
- 中文名：推力控制飛機
- 外文名：Propulsion Cntrolled Aircraft
- 縮寫：PCA
- 屬於：一種備用操縱系統
定義,PCA發明前後,日航悲劇,蘇城空難,PCA系統,PCA工作原理,測試,擱置,DHL貨機巴格達遇襲事件,成功,事件之後,PCA再次被重視,今天,
定義
Propulsion Controlled Aircraft（PCA）即推力控制飛機，是一種備用操縱系統，用於控制失去液壓的飛機，配備有這個系統的飛機能夠在完全不靠液壓控制飛航介面（方向舵、升降舵、襟翼、副翼）的情況下，利用電腦精密地控制飛機引擎的推力，而達到改變飛行姿勢的目的甚至還能靠這個系統安全降落。
PCA發明前後
失去液壓
現代飛機對機翼的控制全部依賴於機上的三條液壓管線，分別控制襟翼、副翼、方向舵、升降舵等。那么，如果飛機失去所有管線的液壓，飛行員只剩下對引擎的控制，怎么辦？
日航悲劇
日本航空123號班機（JA8119）是日航一架波音747-100客機，1985年8月12日搭載509名乘客及15 名機組人員，從日本東京的羽田機場，飛往大阪伊丹機場。飛機剛起飛不久，飛機機尾的壓力壁因為7年前一次維修失誤而突然爆開，機艙內湧出的加壓空氣扯斷了一大塊垂直尾翼，同時破壞了所有的四條液壓管線（波音747的設計是4套液壓系統），飛機開始不規律的起伏動作（Phugoid motion）－－在這種狀態下飛機的機首會因為空氣阻力的關係自然地開始上揚導致飛機爬升，直到角度過大後因為推力不足速度逐漸降低，最後導致機翼升力不足接近失速，機首突然劇烈地向下開始俯衝，並在俯衝的過程中增加空速；直到速度增加到一個程度機翼能夠產生足夠的上浮力之後，才有辦法將下墜的飛機拉回，並開始進入下一次的上揚爬升階段，重複循環。飛行員依靠僅剩的4具引擎前後推節流閥努力地維持了30分鐘的飛行，但飛機此時已經盤旋進入山區，安全降落已不可能。最終，123航班在關東地區群馬縣御巢鷹山區附近的高天原山（距離東京約100公里）墜毀，機上的524人僅有4人生還。
失去了尾翼的123航班——截自《空中浩劫》
失去了尾翼的123航班——截自《空中浩劫》蘇城空難
聯合航空232號班機（UA/UAL232）是聯合航空的定期班機。在1989年7月19日，飛行此班次的道格 拉斯DC-10-10三引擎客機之二號引擎（位於尾翼基部）因為扇葉片製造的瑕疵，運轉時葉片炸裂損壞了機上所有的三套液壓系統，導致各翼面的控制功能失效。在無舵面工作的情況下，機組人員在原本坐在後艙中的一位非值勤飛行員的協助下，靠著控制僅存的2具引擎調整飛行方向，嘗試讓班機在愛荷華州蘇城（Sioux City，Iowa）緊急迫降，而常被稱為蘇城空難。這一次，機組差一點就成功迫降，經歷了千難萬險終於堅持到機場跑道的聯航232號班機在迫降時還是不幸發生機身翻覆的情況，造成285名乘客中110人喪生，11名乘務人員中1人喪生的悲劇，但若不是機組人員的拯救得當，原本傷亡應更加慘重。
232航班撞擊跑道——截自《重返危機現場》
232航班撞擊跑道——截自《重返危機現場》PCA系統
由於連續兩架客機因為失去所有液壓而墜毀，奪走六百多條人命，人們急於尋求一種方法能解救陷入這種絕境的客機。
1989年，美國太空總署研發出軟體，能夠通過引擎動力控制失去液壓的客機，這個軟體就是PCA。
PCA是專門用來解救陷入失去所有液壓這種絕境的客機的飛行操縱系統，依靠這套系統，飛行員只需要向電腦發出指令，系統會自動根據命令精確地控制引擎推力使飛機轉向，升降，達到安全降落的目的。
PCA工作原理
升降
當飛行員向後拉操縱桿，升降舵向下轉動，機首就會上揚，飛機就能爬升。
推力升降
推力升降而PCA系統則是通過增加引擎的推力，使飛機速度加快，產生更大的升力，機首向上，飛機就會爬升；反之，減少引擎的推力，減慢速度，升力減小，機首就會朝下，使飛機下降。
轉向
當飛行員踩下轉向踏板，方向舵擺動，飛機就能轉向。
PCA系統通過精準地增加一邊引擎的推力，使飛機轉向。
推力轉向測試
在愛德華空軍基地進行PCA降落測試的MD-11擱置
但是在這種系統成功研發之後，相關方面就因為客機失去所有液壓的事情發生幾率太小，以及在客機上安裝PCA系統不符合經濟效益而將PCA系統擱置下來，PCA系統也沒有安裝到任何客機上。
∞
DHL貨機巴格達遇襲事件
2003年11月22日，一架隸屬於歐洲航空運輸公司（European Air Transport，這家比利時的貨運航空 公司是DHL的空運代操作廠商）、編號OO-DLL的空中巴士A300B4-203F型雙引擎貨機，由機長艾瑞克·甘諾特（Eric Gennotte，比利時人）、副機長史提夫·密歇森（Steeve Michielsen，比利時人）與飛航工程師馬利歐·羅菲爾（Mario Rofail，蘇格蘭人）駕駛，在完成了將郵件遞送給駐伊美軍官兵的任務之後，自巴格達國際機場起飛，計畫飛往巴林國際機場。當飛機起飛並爬升到約8,000尺的空中時，一群在地面上的伊拉克民兵發射了一枚俄制SA-14肩射式地對空飛彈（在事件發生後美國軍方原本公布襲擊DHL貨機的是一枚較老舊的SA-7型飛彈，但事後一卷由隨行伊拉克民兵的法國記者所拍攝，由法國《新觀察家雜誌》（Le Nouvel Observateur）所披露的現場影帶，證實民兵所發射的是較先進的改良版本SA-14）。飛彈擊中空中巴士貨機的左翼，將翼身結構撕裂了約5公尺的長度，除了造成左翼油槽漏油失火之外，也連帶破壞了機翼內全部共三條的液壓管線。在飛機剛遭飛彈擊中時，機組人員原本誤以為是飛機的左引擎有異常狀況但所有儀表讀數都保持正常，但在一會兒之後由於液壓油自受損處泄漏整架飛機的液壓突然失靈，而地面人員也在此時通知機組人員，飛機的左翼拖著一條火光與濃煙，才發現事態之嚴重。
DHL貨機遭飛彈擊中——截自《空中浩劫》
DHL貨機遭飛彈擊中——截自《空中浩劫》由於失去液壓，空中巴士貨機上的所有飛行操作介面全部失靈，飛機開始進入和日航123航班一樣的起伏運動（Phugoid motion）狀態。幸運的是，機長想起1989年蘇城空難中，當時聯合航空的駕駛員們就是利用調整控制引擎的推力輸出，而控制住因為意外的故障事件而完全失去液壓的DC-10客機，因此與副駕駛合力利用節流閥的調整穩住了貨機的不穩動態，並嘗試將飛機繞回巴格達國際機場試圖迫降。
根據法國媒體攝得的影帶證實，伊拉克民兵在DHL貨機返回機場途中，曾發射過第二枚飛彈想要擊落該班機但沒有成功。DHL貨機在降落前進行了一次重力拋甩（Gravity drop）將失去液壓無法正常放下的機輪甩出並鎖定，此舉差點造成飛機失速墜毀，但當機組人員掙扎地將飛機的動態拉回之後，卻意外發現起落架已放下的A300貨機，其實比起落架放下之前還好操控。DHL的機組人員原本打算將貨機降落在機場的33號右跑道，但卻因為繞行的圈子太小沒能爭取到足夠的下降距離而被迫放棄，重新繞圈。
第二次他們爭取到更長的距離讓飛機緩緩降落，並且鎖定33號左跑道，在這段期間美國陸軍出動了多架直升機幫忙護航與觀察情況，但受損班機的控制還是只能由機上的三名組員自力完成。當飛機在降低到400尺不到的高度時，遭遇到沙漠地區常見的激烈地面風吹襲而導致偏航，再加上為了保持機首足夠的仰角不致於失速墜毀，機長被迫以比標準降落速度高出許多的300節空速進場，結果導致貨機在接觸到跑道地面之後煞停不及，過高的降落速度造成起落架過度的負荷而在滑行中途斷裂，貨機也偏離跑道中線滑至跑道外的沙地中直到靜止。三名機組人員在飛機停住後成功逃出，但卻被趕來救援的機場消防人員告知飛 機停止的沙地區域有大量的地雷，並且在費了一番功夫之後才將他們安全帶離危險地區。
遭飛彈摧毀的左翼
遭飛彈摧毀的左翼成功
在DHL貨機遭襲一案之前，航空史上最有名的兩起民航機完全失去液壓的意外事件，也就是前面所說的1985年的日本航空123號班機空難，與1989年的蘇城空難，兩起空難共造成了631人死亡。而DHL貨機在遇襲後迫降巴格達成功，則成為有史以來第一個安全降落、沒有任何人員傷亡的無液壓降落事件。
事件之後
由於三名機組人員的英勇表現，飛航安全基金會（Flight Safety Foundation）在2004年11月16日頒給了三人代表航空界最高榮譽之一的專家獎，在事件發生後擁有20年飛行經驗的飛航工程師羅菲爾也帶著完美的職業紀錄申請退休。但是對於此事件並非所有的評價都是正面的，業主DHL在事後受到不少苛責，認為他們不該在未提供給機組人員危險加給的情況下，要求旗下組員飛至被列為危險區的伊拉克境內。受損的A300貨機，則是在經修復後於2005年出售。
三位機組 左至右 副機長、機長、飛航工程師
三位機組 左至右 副機長、機長、飛航工程師PCA再次被重視
DHL貨機遇襲的事件讓各國的航空安全主管單位再度注意到飛機在飛行中失去液壓的危險性。而原本曾經因為此類意外事件發生機率過低、被認為不合乎經濟效益而被擱置的PCA的開發研究也再度受到矚目。除了PCA之外，民航機遭到輕型地對空武器的襲擊也讓各國政府與航空業界意識到恐怖主義對於民航業的威脅無所不在，因此美國國土安全部就已與承包廠商簽約，進行民航機專用的反飛彈自衛系統之發展，嘗試以紅外線或脈衝干擾的方式，破壞輕型對空武器避免自機受到攻擊。目前已經有包括澳洲航空與新加坡航空在內的幾家航空公司，表明會在未來於自家班機上裝設這類防衛性的安全設備。
今天
現今，雖然PCA沒有安裝在任何平民座機上，但是很多政府官員的座機，甚至戰鬥機都裝備了這套系統，包括英國女王的座機，美國總統的空軍一號。
PCA系統有望在將來成為客機的標準配備。
