試論風(fēng)對(duì)飛機(jī)航線飛行與起飛著陸的影響

摘要：風(fēng)是影響飛機(jī)航線飛行與起飛著陸的主要?dú)庀笠蛩刂弧Ｊ紫龋L(fēng)對(duì)飛機(jī)航線飛行的影響主要有：一是順風(fēng)和逆風(fēng)對(duì)起航線飛行的影響，二是風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的影響。其次，風(fēng)對(duì)飛機(jī)起飛著陸的影響主要有：一是順風(fēng)和逆風(fēng)對(duì)起飛滑跑距離的影響，二是側(cè)風(fēng)對(duì)起飛著陸方向的影響，三是風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng) 航線飛行 起飛著陸 氣象因素

乘坐飛機(jī)旅行，可以享受快捷、舒適和便利，因而受到人們的青睞。但許多旅客不知道，航班飛行與天氣的關(guān)系十分密切，航班是受天氣條件影響最大的一種交通工具。正如輪船的航行離不開海洋，火車前進(jìn)離不開鐵軌，汽車運(yùn)輸離不開公路，飛機(jī)的飛行則離不開大氣層的存在。因此，大氣層中發(fā)生的各種變化，首當(dāng)其沖、不可避免地直接影響航空運(yùn)輸?shù)恼Ｅc安全。風(fēng)對(duì)飛機(jī)起飛、著陸以及對(duì)航行都有很大影響。據(jù)1951-1991年統(tǒng)計(jì)資料，大風(fēng)或側(cè)風(fēng)造成飛行事故2起。

一、 風(fēng)對(duì)航線飛行的影響

風(fēng)對(duì)航線飛行的影響主要有兩個(gè)方面，一是順風(fēng)和逆風(fēng)對(duì)起航線飛行的影響，二是風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的影響。

（一）順風(fēng)和逆風(fēng)對(duì)起航線飛行的影響

航線飛行，逆風(fēng)飛行可增加載重量，但要消耗較多燃料；順風(fēng)飛行需減少載重量，但可節(jié)省燃料，并能增大航程和速度，減少時(shí)間，但易造成飛行事故的是風(fēng)場(chǎng)變，因?yàn)橛娠L(fēng)切變?cè)斐傻膭?dòng)力湍流，有許許多多大小不一的渦旋，風(fēng)切變?cè)酱螅牧髟綇?qiáng)。在低谷由強(qiáng)風(fēng)切變形成的湍流，對(duì)飛機(jī)除了造成顛簸外，還嚴(yán)重影響飛機(jī)起降安全，據(jù)統(tǒng)計(jì)占航空事故的20%左右。

與逆風(fēng)起飛、著陸不同的是順風(fēng)對(duì)航行則更加有利，飛機(jī)在航行過(guò)程中要受到風(fēng)的影響，所以飛機(jī)相對(duì)于地面的速度是由飛機(jī)的空速與空中風(fēng)速二者共同決定的。當(dāng)一架時(shí)速為800公里/小時(shí)的噴氣客機(jī)，在風(fēng)速為100公里/小時(shí)的條件下航行，我們可以假設(shè)航線完全與風(fēng)向平行，那么就可以很容易地算出，飛機(jī)每小時(shí)的飛行距離，順風(fēng)時(shí)比逆風(fēng)時(shí)要多出200公里。

當(dāng)然，這也只是一種假設(shè)，實(shí)際情況要復(fù)雜得多。因?yàn)槿魏螘r(shí)候風(fēng)向都是不可能與航向完全一致的，但這并不妨礙我們得出一個(gè)正確的結(jié)論：當(dāng)風(fēng)速一定時(shí)，順風(fēng)可使航程加大，逆風(fēng)使航程減小。

（二）風(fēng)切變對(duì)飛行的影響

風(fēng)切變表現(xiàn)為氣流運(yùn)動(dòng)速度和方向的突然變化。飛機(jī)在這種環(huán)境中飛行，相應(yīng)地就要發(fā)生突然性的空速變化，空速變化引起了升力變化，升力的變化又引起了飛行高度的變化。如果遇到的是空速突然減小，而飛行員由未能立即采取措施，飛機(jī)就要掉高度，以至發(fā)生事故。

1983年4月4日，中國(guó)南海石油聯(lián)合服務(wù)總公司民航直升機(jī)公司空中國(guó)王-200型飛機(jī)，起飛過(guò)程中遇到低空風(fēng)切變，失速墜地。

1991年4月25日，南方航空公司B757/2801號(hào)飛機(jī)在昆明機(jī)場(chǎng)進(jìn)近中遇到中度風(fēng)切變，飛機(jī)重著陸受損。

2000年6月22日，武漢航空公司運(yùn)七飛機(jī)在武漢王家敦機(jī)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)中遇到雷暴云，受微下?lián)舯┝饔绊憠嫷厥隆?/p>

飛機(jī)在整個(gè)航行過(guò)程中，大致可分為兩個(gè)飛行階段，即航站飛行階段和航線飛行階段。航站飛行階段是指飛機(jī)起飛、降落的飛行過(guò)程；而航線飛行階段是指飛機(jī)在高空平飛的飛行過(guò)程。因此，機(jī)組在執(zhí)行航班飛行任務(wù)前必須向航空氣象保障部門索取飛行氣象文件，以了解相關(guān)航站、航線的天氣情況，即起飛、降落機(jī)場(chǎng)、相應(yīng)備降機(jī)場(chǎng)的天氣及航線上飛機(jī)飛行高度層上的天氣變化情況。

二、風(fēng)對(duì)飛機(jī)起飛著陸的影響

風(fēng)對(duì)飛機(jī)起飛著陸的影響主要有三個(gè)方面，一是順風(fēng)和逆風(fēng)對(duì)起飛滑跑距離的影響，二是側(cè)風(fēng)對(duì)起飛著陸方向的影響，三是風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的影響。

（一）順風(fēng)和逆風(fēng)對(duì)起飛著陸的影響

風(fēng)影響飛機(jī)起飛和著陸的滑跑距離和時(shí)間。一般飛機(jī)都逆風(fēng)起降，因?yàn)槟骘L(fēng)能獲得較大的升力和阻力，縮短滑跑距離；起飛時(shí)逆風(fēng)能產(chǎn)生飛機(jī)的附加進(jìn)氣量，因而增大飛機(jī)運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的方向穩(wěn)定性和操縱性。著陸時(shí)逆風(fēng)便于修改航向，對(duì)準(zhǔn)跑道，減小對(duì)地的沖擊力。側(cè)風(fēng)不能過(guò)大，否則無(wú)法起降。

飛機(jī)的起飛與著陸，通常都是在逆風(fēng)條件下進(jìn)行的。因?yàn)槟骘L(fēng)能使離地速度和著陸速度減小，因而也就能縮短飛機(jī)的起飛滑跑距離和著陸滑跑距離。逆風(fēng)起飛由于能產(chǎn)生飛機(jī)的附加進(jìn)氣量，因而增強(qiáng)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的方向穩(wěn)定性和操縱性。順風(fēng)時(shí)則相反，能增大起飛和著陸的滑跑距離，使飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性變差，起飛和著陸變得相對(duì)困難。

根據(jù)簡(jiǎn)單的物理運(yùn)算，一架飛機(jī)以同樣的離地速度起飛，在靜風(fēng)和逆風(fēng)風(fēng)速為10米/秒的不同氣象條件下，后者的滑跑距離不到前者的2／3。逆風(fēng)著陸時(shí)，飛機(jī)滑跑時(shí)間和距離的變化，與起飛時(shí)類似。

著陸時(shí)飛行員更喜歡逆風(fēng)，因?yàn)轫橈L(fēng)不僅影響到飛機(jī)著陸后的滑跑減速，也會(huì)影響飛機(jī)下滑著陸，在順風(fēng)太大時(shí)甚至有可能造成飛機(jī)著陸平飄距離太遠(yuǎn)，而無(wú)法在著陸區(qū)域接地。

（二） 側(cè)風(fēng)對(duì)方向和坡度的影響

側(cè)風(fēng)對(duì)著陸的影響最大。在飛機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)上要求飛機(jī)具有較好的橫航向操縱性和安定性，要求飛機(jī)對(duì)側(cè)風(fēng)不能太敏感。側(cè)風(fēng)著陸對(duì)飛行員的駕駛技術(shù)也提出了很高的要求。修正側(cè)風(fēng)一般采用三種方法，一是坡度修正法，二是航向修正法，三是位置修正法。當(dāng)側(cè)風(fēng)大于10米，就需要兩種以上方法結(jié)合使用，如當(dāng)側(cè)風(fēng)大于14米/秒時(shí)，就必須使用位置修正法來(lái)操縱飛機(jī)，此時(shí)飛機(jī)在下滑進(jìn)場(chǎng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是飛向跑道外的，而且航向也是偏向一側(cè)的，只有當(dāng)飛機(jī)即將進(jìn)入跑道時(shí)飛行員才通過(guò)精確的操縱使飛機(jī)慢慢回歸跑道。著陸技術(shù)是需要通過(guò)大量的飛行實(shí)踐來(lái)積累的。

在地面風(fēng)相對(duì)跑道為側(cè)風(fēng)、而風(fēng)速又較大的情況下，飛機(jī)起飛和著陸都會(huì)變得相當(dāng)棘手。側(cè)風(fēng)會(huì)使飛機(jī)兩翼所受風(fēng)的作用力不同，迎風(fēng)一側(cè)升力增加，背風(fēng)一側(cè)升力減小。側(cè)風(fēng)也會(huì)造成側(cè)風(fēng)壓力中心與飛機(jī)重力中心不重合，使得飛機(jī)向逆風(fēng)方向旋轉(zhuǎn)。在側(cè)風(fēng)中，飛機(jī)的著落困難會(huì)更大，如果飛行員修正不當(dāng)，會(huì)造成飛機(jī)場(chǎng)外接地。

當(dāng)有側(cè)風(fēng)條件時(shí)，受機(jī)體影響迎風(fēng)側(cè)機(jī)翼獲得的升力大于順風(fēng)側(cè)機(jī)翼，形成順風(fēng)方向的坡度，我們?yōu)橹浦癸L(fēng)對(duì)飛機(jī)形成坡度的影響，需要向迎風(fēng)方向壓盤，這是迎風(fēng)側(cè)的副翼升起，打破了機(jī)翼的流線性，減少了上下翼面的壓力差，從而減小了升力。反之順風(fēng)側(cè)的副翼下掠，增加了機(jī)翼弧度。增加了壓力差從而增加了升力。以飛機(jī)縱軸為基準(zhǔn)，產(chǎn)生了向迎風(fēng)側(cè)的力矩，從而制止了側(cè)風(fēng)對(duì)飛機(jī)向順風(fēng)側(cè)形成坡度趨勢(shì)。但迎風(fēng)側(cè)機(jī)翼升力的降低，使飛機(jī)迎風(fēng)側(cè)的重量在機(jī)輪上的壓力增加，對(duì)于同樣的機(jī)輪、道面情況下，迎風(fēng)側(cè)機(jī)輪摩擦力大于順風(fēng)側(cè)，飛機(jī)縱軸下產(chǎn)生向迎風(fēng)側(cè)偏轉(zhuǎn)的力矩，需要制止這運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，需向順風(fēng)方向抵舵，因此對(duì)于側(cè)風(fēng)修正，在初學(xué)飛行就有了“上風(fēng)盤、下風(fēng)舵”通俗說(shuō)法。

1999年8月22日臺(tái)灣中華航空CI-642班機(jī)麥道11型客機(jī)，由曼谷飛往香港，當(dāng)日下午6時(shí)45分在香港新機(jī)場(chǎng)降落時(shí)，遭遇強(qiáng)烈側(cè)風(fēng)和雨的影響，發(fā)生側(cè)傾，右翼觸地翻滾起火，墜毀在跑道尾端。300名旅客和15名機(jī)組人員中，2人死亡、212人受傷。（三）風(fēng)切變對(duì)起飛著陸的影響

人們對(duì)于風(fēng)切變的認(rèn)識(shí)也是近幾十年才逐步豐富完善的，早期一些風(fēng)切邊引起的著陸飛行事故往往被定性為人為操縱錯(cuò)誤。沿飛行航向的風(fēng)切變，可能引起飛機(jī)升力的變化從而影響飛機(jī)軌跡，飛機(jī)軌跡的變化又影響到飛機(jī)的迎角，這一系列的變化如果嚴(yán)重就會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的失速，在起飛著陸階段由于高度較低、速度較小，一旦發(fā)生失速飛行員很難處置。當(dāng)然橫向的風(fēng)切變也會(huì)對(duì)飛機(jī)的動(dòng)態(tài)產(chǎn)生影響，2002年7月13日，在殲十飛機(jī)試飛中，就曾發(fā)生過(guò)由于橫側(cè)風(fēng)切變引起的橫航向人機(jī)耦合震蕩，在高度2米的情況下導(dǎo)致飛機(jī)坡度震蕩達(dá)到18度，由于飛行員的正確處置才化險(xiǎn)為夷。

在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，風(fēng)對(duì)飛行的影響也越來(lái)越多地被人們所利用。例如，一些國(guó)際大機(jī)場(chǎng)修建的米字型跑道，就能有效地利用各個(gè)方向的地面風(fēng)。而一些只有一條跑道的機(jī)場(chǎng)，在跑道不同位置安裝的自動(dòng)側(cè)風(fēng)儀器，也會(huì)幫助機(jī)組人員選擇最佳起降方案。在航路上，只要條件允許，一些有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)組人員，都會(huì)按照氣象部門提供的空中風(fēng)的資料，選擇在順風(fēng)的高度上飛行，以增大航程或節(jié)約飛行時(shí)間和燃料。

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