淺析低空風(fēng)切變和飛行安全

桑會(huì)文

摘要:本文簡單介紹了低空風(fēng)切變的基本知識(shí)和其產(chǎn)生的天氣條件,分析了在飛機(jī)起飛著陸中幾種低空風(fēng)切變的影響,并淺析了飛行中遇到低空風(fēng)切變的避讓方法和措施,列舉出現(xiàn)代飛機(jī)上的幾種雷達(dá)探測(cè)裝置,結(jié)合一些實(shí)例加以說明,給出對(duì)付風(fēng)切變的方法。

關(guān)鍵詞:低空風(fēng)切變高度空速雷暴下沖氣流

中圖分類號(hào):V22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0239-01

在我們?nèi)粘５娘w行活動(dòng)中,影響飛行安全的因素很多,航空氣象便是其中一個(gè)重要的因素,而其中的低空風(fēng)切變?cè)陲w機(jī)的低空狀態(tài)安全的影響尤為重要。低空風(fēng)切變是在飛機(jī)起飛著陸階段威脅飛行安全的危險(xiǎn)因素。飛行中要求飛行人員能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)它,盡量避免它,以確保飛行安全。

1 風(fēng)切變的基本知識(shí)

1.1 風(fēng)切變的定義描述

風(fēng)切變,即空間兩點(diǎn)距離的風(fēng)矢量差,是風(fēng)空間變化率的一個(gè)特性。在氣象辭典上解釋為“某一方向上任何分量和風(fēng)矢量的局地變化”,它是向量值,反映了所研究的兩點(diǎn)之間的風(fēng)速和風(fēng)向的變化,即在同一高度或不同高度短距離內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向的變化。

1.2 低空風(fēng)切變的基本形式

低空風(fēng)切變的表現(xiàn)形式可由飛機(jī)的相對(duì)于風(fēng)矢量之間的各種不同情況,大致分為四種形式。

1.2.1 順風(fēng)切變

指的是飛機(jī)從小的順風(fēng)進(jìn)入大的順風(fēng)區(qū),或從逆風(fēng)進(jìn)入無風(fēng)或順風(fēng)區(qū),以及大逆風(fēng)進(jìn)入小逆風(fēng)的情況,它使飛機(jī)空速減小,升力降低,飛機(jī)下沉,危害極大。

1.2.2 逆風(fēng)切變

指的是飛機(jī)從小逆風(fēng)進(jìn)入大逆風(fēng)區(qū),或從順風(fēng)進(jìn)入無風(fēng)或逆風(fēng)區(qū),以及大順風(fēng)進(jìn)入小順風(fēng)區(qū)或無風(fēng)區(qū)等情況,它使飛機(jī)的空速增大,升力增加,飛機(jī)上升,危害相對(duì)順風(fēng)切變較輕。

1.2.3 側(cè)風(fēng)切變

指的是飛機(jī)從一種側(cè)風(fēng)或者無側(cè)風(fēng)狀態(tài)進(jìn)入另一種明顯不同的側(cè)風(fēng)狀態(tài)。它使飛機(jī)發(fā)生側(cè)滑,滾轉(zhuǎn)或偏離航道,強(qiáng)烈時(shí)副翼的操作失效,無法修正。在最后進(jìn)近階段和起飛狀態(tài)時(shí)對(duì)飛行的危害也很大。

1.2.4 垂直風(fēng)切變

指的是飛機(jī)從無明顯升降氣流進(jìn)入強(qiáng)烈的升降氣流區(qū)的情形。特別是當(dāng)強(qiáng)烈的下降氣流存在時(shí),往往具有明顯的猝發(fā)性,強(qiáng)度很強(qiáng),令飛機(jī)突然下沉,高度損失劇烈,危害極大。當(dāng)飛機(jī)在低高度的情形下時(shí)是特別危險(xiǎn)的,它是幾種切變里對(duì)飛行影響最大的一個(gè)。

1.3 風(fēng)切變產(chǎn)生的條件

風(fēng)切變也有其產(chǎn)生的原因,并非憑空而出,它常與不穩(wěn)定天氣相連。對(duì)于影響風(fēng)切變的天氣主要有三種:1)雷暴2）鋒面3）輻射逆溫型的低空急流。

1.3.1 雷暴產(chǎn)生風(fēng)切變

發(fā)展強(qiáng)烈的雷暴其下部充滿下降氣流,到達(dá)地面后輻散,形成的強(qiáng)冷性外流可達(dá)到

離雷暴體外20km處,因?yàn)槠潆x開了雷暴主體而無其他可見的天氣特征,所以較難發(fā)現(xiàn),對(duì)飛行的威脅較大。

可以看出無論從哪個(gè)方向進(jìn)入都是先遇到逆風(fēng)切變使飛機(jī)性能變好,然后由于垂直風(fēng)切變和順風(fēng)切變的影響飛機(jī)性能急劇變壞,危及飛行的安全。

1.3.2 鋒面產(chǎn)生風(fēng)切變

由于鋒面兩側(cè)溫差和其他氣象要素相差甚大,鋒面中的過渡區(qū)便是低空風(fēng)切切變形成的重要條件。當(dāng)鋒面溫差≥5℃或移動(dòng)速度≥55km/h時(shí),都有可能產(chǎn)生較強(qiáng)的風(fēng)切變,以急性冷鋒為例

1.3.3 輻射逆溫型低空急流產(chǎn)生低空風(fēng)切變

輻射逆溫型低空急流產(chǎn)生的原因是由于晴夜產(chǎn)生的低空強(qiáng)輻射逆溫時(shí),逆溫層擋住下面的空氣流動(dòng),上面的風(fēng)速較大而下面的地面風(fēng)很弱,且風(fēng)向多變,因而穿越時(shí)會(huì)形成較大的風(fēng)切變。

2 低空風(fēng)切變對(duì)飛行的影響

知道了風(fēng)切變的知識(shí),重點(diǎn)在于分析它對(duì)飛行的影響到底怎么樣,才能得到相對(duì)應(yīng)的預(yù)防、修正的方法和措施,下面將逐步分析這些影響。

2.1 順風(fēng)切變的影響

順風(fēng)切變時(shí),飛機(jī)著陸中,空速會(huì)突然減小,導(dǎo)致升力的成倍減小,從而使飛機(jī)不能沿正常下滑線下滑,開始掉高度,嚴(yán)重的順風(fēng)切變,空速減少過多,可能使飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài),掉高度的現(xiàn)象更加的明顯,危機(jī)飛行安全的程度更高。

當(dāng)風(fēng)切變?cè)谙鄬?duì)較高的高度上發(fā)生,飛行員有比較充裕的時(shí)間可以控制飛機(jī),及時(shí)加大油門,增加空速,待空速增加到一定值(先保證飛機(jī)速度在當(dāng)時(shí)形態(tài)下失速的速度以上)后拉桿使飛機(jī)回到正常的下滑線上。當(dāng)飛機(jī)在高度相對(duì)較低的時(shí)候遇到低空風(fēng)切變時(shí),修正動(dòng)作進(jìn)行還不完整,未來得及使飛機(jī)回到正常的下滑線上,飛機(jī)因?yàn)轫橈L(fēng),地速較大接地,有可能造成沖出跑道,當(dāng)風(fēng)切變的高度進(jìn)一步降低時(shí),飛機(jī)無法有充足時(shí)間改出,由于迅速掉高度,未進(jìn)跑道便接地,造成事故。

2.2 逆風(fēng)切變的影響

逆風(fēng)切變時(shí),由于相對(duì)氣流增大,空速增大,產(chǎn)生附加升力,使飛機(jī)在進(jìn)近中高出正常下滑道。飛行員進(jìn)行修正時(shí),由于可能引起的修正過多,使飛機(jī)的空速減小過多的去追求下滑道,反而使飛機(jī)掉到下滑線以下,在高度比較低時(shí)有可能造成進(jìn)場(chǎng)過低,危及飛行安全,嚴(yán)重時(shí)也可能造成跑道外接地。所以在修正時(shí)要加強(qiáng)下滑道,高度和空速表的監(jiān)控檢查。但是也要防止修正不足,以高高度,小地速接地,造成重著陸,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞飛機(jī)結(jié)構(gòu)。

2.3 側(cè)風(fēng)切變的影響

側(cè)風(fēng)切變中,飛機(jī)在起飛和進(jìn)近著陸中會(huì)偏離正常的航道,產(chǎn)生滾轉(zhuǎn),造成升力的損失,方向控制的困難。當(dāng)風(fēng)切變過強(qiáng)時(shí),偏離過多,要立即復(fù)飛。在可以正常修正的范圍內(nèi),修正中低空會(huì)使飛機(jī)帶側(cè)滑坡度,影響著陸的安全,處理不好嚴(yán)重時(shí)可能造成飛機(jī)帶側(cè)接地沖出跑道。此時(shí)的飛行應(yīng)該注意落地的飛機(jī)縱軸方向至少在跑道著陸區(qū)域內(nèi)應(yīng)該和跑道的中心線平行。

2.4 垂直風(fēng)切變的影響

在風(fēng)切變中威脅最大的就是垂直風(fēng)的切變。因?yàn)榇怪狈较蛏系娘L(fēng)切變直接作用在飛機(jī)的機(jī)體上產(chǎn)生直接氣動(dòng)作用力,打破飛機(jī)的平衡狀態(tài),直接影響飛機(jī)的載荷和高度,而且速度快,難改出。垂直風(fēng)切變的下降氣流對(duì)飛機(jī)的著陸、起飛狀態(tài)影響更是巨大,特別是在強(qiáng)雷暴的下面實(shí)施的起飛著陸,飛機(jī)常常遇到嚴(yán)重的下降氣流甚至下沖氣流,而此時(shí)的飛機(jī)速度小,功率小,高度相對(duì)較低,下降氣流的氣動(dòng)力直接作用于飛機(jī)上,在垂直方向上給飛機(jī)施加一個(gè)很大的向下的作用力,使飛機(jī)迅速掉高度,這時(shí)需要比正常值大許多的升力來平衡這個(gè)力,而因?yàn)楦叨鹊?可以給予改出的時(shí)間相對(duì)很短,從而很可能造成飛行事故。飛行中要加強(qiáng)觀察,盡量避免誤入其中。在起飛時(shí),高度低,剩余功率小,遭遇強(qiáng)下降氣流,飛機(jī)的高度急劇降低,可以改出的余地幾乎沒有,飛機(jī)未來得及做改出動(dòng)作的反應(yīng)便撞地,所以在已知有低空風(fēng)切變時(shí),不要起飛。

而對(duì)于垂直向上的風(fēng)切變,它的反映主要是在機(jī)翼的載荷上,大大增大了 機(jī)翼的負(fù)載,當(dāng)突風(fēng)較強(qiáng)烈時(shí)就有可能是機(jī)翼載荷超過最大限制值致使機(jī)翼或機(jī)身受損、破壞,影響飛機(jī)的安全。當(dāng)在這種情況下時(shí)要適當(dāng)?shù)臏p小空速,避免空速過大,使飛機(jī)的速度在適合機(jī)動(dòng)動(dòng)作的范圍內(nèi),同時(shí)避免較大動(dòng)作的飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行,避免機(jī)翼的負(fù)載超過允許值。