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哪一刻让飞机飞行如临大敌?风切变告诉你答案

 vu米 2017-02-27


坐飞机的朋友们一定都有这种体会,飞机在飞行过程中,尤其是下降时,特别容易发生颠簸,这时机舱内会响起语音提示:“飞机遇到气流发生颠簸,请乘客们坐回座位不要在过道停留”。说到气流颠簸,有些是正常现象,有些却是非常危险,今天小编要讲的风切变就是一种对于飞行来说比较危险的气流运动,下面就一起来了解一下吧。


雷暴天气飞机遭遇气流颠簸

 

01
什么是风切变?


风切变是一种大气现象,是大气空间任意两点之间风的矢量(风向和风速)的变化,可分为水平风切变和垂直风切变。垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成破坏,发生在低空的风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素,被人们称为“无形杀手”。


风切变现象示意图

 

02
风切变的形成原因


产生风切变的原因主要有两大类:一类是大气运动本身的变化所造成的;另一类则是地理、环境因素所造成的。有时是两者综合而成。


强对流天气。通常只有雷暴、积雨云等天气。在这种天气条件影响下的一定空间范围内,均可产生较强的风切变。尤其是在雷暴云体中的强烈下降气流区和积雨云的前缘阵风风区更为严重。对于特别强的下降细流称为微下冲气流,是对飞行危害最大的一种。它是以垂直风为主要特征的综合风切变区。


强对流天气


锋面天气。无论是冷锋、暖锋或锢囚锋均可产生低空风切变。不过其强度和区域范围不尽相同。这种天气的风切变多以水平风的水平和垂直切变为主。一般来说其危害程度不如强对流天气的风切变。


锋面天气示意图


辐射逆温型的低空急流天气。秋冬季晴空的夜间,由于强烈的地面辐射降温而形成的低空逆温层的存在,逆温层上面风速较大形成急流,而逆温层下面风速较小,近地面往往是静风,故有逆温风切变产生。该类风切变强度通常更小些,但它容易被人忽视,一旦遭遇若处置不当也会发生危险。


低空急流天气示意图


地理、环境因素引起的风切变。山地地形、水陆界面、高大建筑物、成片树林与其他自然的和人为的因素都会造成风切变。一般而言,山地高差大、水域面积大、建筑物高大,不仅容易产生风切变,而且其强度也较大。


高山与风切变

 

03
风切变对飞行的危害


对飞机起飞和着陆安全威胁最大的是低空风切变,即发生在着陆进场或起飞爬升阶段的风切变。它不仅能使飞机航迹偏离,而且可能使飞机失去稳定。如果驾驶员判断失误和处置不当,则常会产生严重后果。


风切变对飞行影响原理图


由于在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度,也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧,就产生了特别强的下降气流,被称为微下冲气流。这个强烈的下降气流存在一个有限的区域内,并且与地面撞击后转向与地面平行而变成为水平风,风向以撞击点为圆心四面发散,所以在一个更大一些的区域内,又形成了水平风切变。


飞机穿越风切变区域


当飞机着陆时,下滑通道正好通过微下冲气流,那么飞机会突然的非正常下降,偏离原有的下滑轨迹,有可能高度过低造成危险。当飞机飞出微下冲气流后,又进入了顺风气流,使飞机与气流的相对速度突然降低,由于飞机在着陆过程中本来就在不断减速,我们知道飞机的飞行速度必须大于最小速度才能不失速,突然的减速就很可能使飞机进入失速状态,飞行姿态不可控,而在如此低的高度和速度下,根本不可能留给飞行员空间和时间来恢复控制,从而造成飞行事故。


飞机着陆时遭遇低空风切变


风切变导致飞行事故

 

01
判断与防范


1)目视判别法

雷暴冷性外流气流前缘的强劲气流吹起的尘云随气流移动,通常紧跟在尘云之后就是强烈的风切变;雷暴云体下垂的雨幡是有强烈下冲气流的重要征兆,雨幡下垂高度越低、个体形状越大,色泽越暗,预示着风切变下击暴流越强;在冷峰性雷暴中,强冷性外流气流会有涡旋运动结构,并伴有低空滚轴状云,这种云的出现,预示着强低空风切变的存在。


雷暴云体下垂的雨幡


2)座舱仪表判别法

空速表是飞机遭遇风切变时,反映最灵敏的仪表之一,一旦出现异常指示,即应警惕风切变的危害。波音公司规定空速表指示突然改变15-20海里/小时,应视为风切变,不作进近着陆,在地面时,则应中止起飞。


空速表


高度表指示的正常下滑高度是飞机进近着陆的重要数据。在下滑过程中,高度表短时间大幅偏离正常值时,必须立即采取措施复飞。


飞机高度表


升降速率表与高度表关系密切,在遭遇风切变时反应明显。波音公司建议在下降速度短时间内改变值达500Ft/m,即认为遇到强风切变。驾驶员应当采取相应措施。


升降速率表


俯仰角是飞机起飞、着陆时飞行员掌握的重要参数。遭遇风切变时,俯仰姿态指示器上俯仰角指示迅速发生变化,改变突然超过5度时,即认为遭遇到风切变,飞行员应中止进近。


俯仰姿态指示器

 

3)防范措施

飞行中遭遇风切变是一个极为困难和复杂的问题。能给飞行员做出反应,采取措施,控制飞行轨迹直到改出的时间非常短促,因此为了迅速而准确地作出反应,飞行员应认真了解天气预报,对风切变可能出现的位置、高度、强度要有心理上的准备;注意收听地面气象报告和别的飞机在起飞,进近过程中的报告,了解风切变的存在及其性质,对自己所驾飞机能否通过风切变进行风险评估,做出正确的决断。


风切变预报


加强机组协同,充分利用驾驶舱资源,起飞、进近中各种口令要清晰到位,机组人员应不间断地扫视仪表,密切注意有无异常现象,对跑道环境,风向风速,复飞程序等要了如指掌,做到一旦有异常情况就能及时发现,立即采取对策。


机组人员密切配合


不要有意识地作穿越严重风切变或强下降气流区域的尝试,特别是在山区,低高度,或一发失效时更是如此;要与雷暴的强下击气流区保持距离,雷暴的外流气流可超越雷暴之前20-30公里,不要侥幸抢飞这一区域。


禁止抢飞风切变区域


在最后进近阶段如遇到风切变时,只要无法重建稳定着陆剖面,就应立即采取有关程序,脱离切变区进行复飞,加入等待或到备降场着陆;飞机遭遇风切变时,在完成脱离程序后,应立即将风切变出现的区域、高度、空速变化范围等报告飞行管制部门,以避免其他飞机误入其中。


起飞遭遇风切变应立即停止

 


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