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文檔簡介
1、低空風(fēng)切變對飛行的影響及對策學(xué)生:權(quán)志揚(yáng) 指導(dǎo)教師:王永忠摘 要:本文首先介紹了低空風(fēng)切變的定義、表現(xiàn)形式,通過對事例的分析闡述產(chǎn)生風(fēng)切變的天氣背景。從飛行動力學(xué)的觀點(diǎn)入手研究低空風(fēng)切變對飛行的影響,揭示了風(fēng)切、。關(guān)鍵詞:風(fēng)切變;飛行;航空;安全;管制指揮influence and countermeasure of low-level windshear in flight student: quan zhiyang tutor: wang yongzhongabstract: this paper introduces the definition and expression of lo
2、w-level windshear. the author explicated the weather which would procreate low-level windshear by analysising some examples. after discussing the influence of low-level windshear, reveal its physical essence. the author especially discussed how to judge and avoid it at atc s viewpoint. in the end, t
3、he author has given some advices on how to improve the ability of ensuring flying safety.keywords: windshear;flight ;aviation;safety;traffic control 引 言在航空器起飛和進(jìn)近著陸過程中,低空風(fēng)切變對飛行安全的危害極大。它可以使飛機(jī)突然間掉高度,防范不及就會產(chǎn)生及其嚴(yán)重的后果。比如:1975年6月24日15時05分(地方時),美國肯尼迪國際機(jī)場受到一條弱冷鋒影響,沿鋒面有雷暴、陣雨。15時04分美國東方航空公司66號航班進(jìn)場著陸,在150米高度上遇到
4、大雨。在120米高度上可以看到著陸燈,飛機(jī)在7秒鐘內(nèi)空速由256千米/小時減小到227千米/小時,在100米高度附近,由原來的逆風(fēng)突然變成下降氣流,飛機(jī)隨即進(jìn)入微下?lián)舯┝鞯闹行模?0米高度上遇到6.7米/秒的下降氣流,飛機(jī)急劇失速,以致于無法復(fù)飛。15是05分,在離跑道730米處左機(jī)翼撞到著陸燈上,飛機(jī)繼續(xù)前沖380米后摔裂,造成機(jī)上112人死亡,12人受傷的慘劇。1983年4月4日,中國南海石油聯(lián)合服務(wù)總公司民航直升機(jī)公司空中國王-200型飛機(jī),起飛過程中遇到低空風(fēng)切變,失速墜地。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)場進(jìn)場中遇到雷暴云,受微下?lián)舯┝饔绊憠嫷厥隆?jù)美國國
5、家運(yùn)輸安全委員會(ntsb)確認(rèn),自1975年以來,在美國發(fā)的惡性空難中,由50%以上由天氣原因造成,而低空風(fēng)切變所占的比例約為40%,為最高。另據(jù)不完全統(tǒng)計,在19701985年16年間,在國際定期和非定期航班飛行以及一些任務(wù)飛行過程中,至少發(fā)生過28次與風(fēng)切變有關(guān)的飛行事故??梢姷涂诊L(fēng)切變對于飛行安全的威脅是何等的大,并且由于它具有時間短,尺度小,強(qiáng)度大的特點(diǎn),被人們稱為“隱形殺手”。為了加深對這一現(xiàn)象及危害的認(rèn)識,本文就低空風(fēng)切變的成因和對飛行安全的影響,以及對遭遇風(fēng)切變的飛機(jī)的管制指揮作一些初步的探討,為確保飛行安全提供一些有利的啟示。1 風(fēng)切變的定義及表現(xiàn)形式1.1 風(fēng)切變的定義眾所
6、周知,風(fēng)即是指空氣的流動,它是一個既有方向又有大小的矢量。因此我們可以用風(fēng)場來描述風(fēng)。風(fēng)切變即是指風(fēng)在空間任意兩點(diǎn)之間的矢量差。所謂的低空風(fēng)切變就是指發(fā)生在600米以下的風(fēng)的切變。飛行事故調(diào)查學(xué)通過研究得出如下結(jié)論:航空器的起飛和進(jìn)近著陸階段是事故的高發(fā)段,所以低空風(fēng)切變也就成了在近地面對航空器飛行安全最具威脅的殺手。由于風(fēng)的矢量性,故而風(fēng)向風(fēng)速二者其一或全部發(fā)生了變化就會產(chǎn)生風(fēng)切變。而風(fēng)切變也因為風(fēng)場的空間結(jié)構(gòu)的不同也表現(xiàn)為以下的三種形式:垂直風(fēng)切變、 水平風(fēng)切變、 垂直風(fēng)的切變。1.2 風(fēng)切變的表現(xiàn)形式根據(jù)飛機(jī)相對于風(fēng)矢量及其變化的各種情況,按航跡可以把風(fēng)切變分為下列四種表現(xiàn)形式:1.2.
7、1 順風(fēng)切變(tail windshear) 飛機(jī)從小的順風(fēng)區(qū)進(jìn)入大的順風(fēng)區(qū)或從逆風(fēng)區(qū)進(jìn)入順風(fēng)區(qū)以及從大的逆風(fēng)區(qū)進(jìn)入小的逆風(fēng)區(qū)等情形,它會使飛機(jī)空速減小,是一種比較危險的風(fēng)切變形勢。(如圖1a)1.2.2逆風(fēng)切變(head windshear) 圖1風(fēng)切變示意圖指飛機(jī)從小的逆風(fēng)區(qū)進(jìn)入大的逆風(fēng)區(qū),或從順風(fēng)區(qū)進(jìn)入無風(fēng)區(qū)以及從大順風(fēng)區(qū)進(jìn)入小順風(fēng)區(qū)等情形,它使飛機(jī)空速增加、升力增大,它比順風(fēng)切變相對危害要輕點(diǎn)。(如圖1 a) 1.2.3垂直風(fēng)切變(vertical windshear)指飛機(jī)從無明顯升降氣流區(qū)進(jìn)入強(qiáng)烈升降氣流區(qū)的情形,特別是強(qiáng)烈的下?lián)舯┝?,具有猝發(fā)性,使飛機(jī)突然下沉損失高度,危害最大。
8、(如圖1b)1.2.4側(cè)風(fēng)切變(cross wind shear)指飛機(jī)從一種側(cè)風(fēng)或無側(cè)風(fēng)狀態(tài),進(jìn)入另一種明顯不同的側(cè)風(fēng)狀態(tài),分為左側(cè)風(fēng)切變和右側(cè)風(fēng)切變,它使飛機(jī)發(fā)生偏航、側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。側(cè)風(fēng)切變較大時對飛行安全影響也較大。(如圖1c)1.3 風(fēng)切變的強(qiáng)度劃分 風(fēng)切變的強(qiáng)度是以單位距離內(nèi)的風(fēng)速變化值來表示,例如在1000米內(nèi)風(fēng)速改變量為10米/秒,這個水平風(fēng)切變強(qiáng)度為0.001m/s/m。1.3.1水平風(fēng)垂直切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國際民航組織所建議采用的水平風(fēng)垂直切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),如表1所示,這里用的空氣層垂直厚度應(yīng)取30米。用于計算的風(fēng)資料應(yīng)取2分鐘左右的平均值為宜。一般認(rèn)為0.1(1/秒)以上的垂
9、直切變就會對噴氣運(yùn)輸機(jī)帶來威脅。為此國際民航組織對水平風(fēng)切變隨高度變化強(qiáng)度作了規(guī)定,分為輕度、中度、強(qiáng)烈和嚴(yán)重四個等級。(如表1所示) 表1 水平風(fēng)垂直切變強(qiáng)度數(shù) 值風(fēng)切變強(qiáng)度(低空)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)(米/秒)/30米1/秒(海里/小時)/30米輕 度02.000.0704中 度2.14.00.080.1358強(qiáng) 烈4.16.00.140.20912嚴(yán) 重6.00.20121.3.2水平風(fēng)的水平切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)這里介紹的是美國在機(jī)場的低空風(fēng)切變報警系統(tǒng)中所采用的報警標(biāo)準(zhǔn),該系統(tǒng)在機(jī)場平面有六個測風(fēng)站,即中央站和五個分站。各分站距中央站平均約為3公里左右。系統(tǒng)規(guī)定任意分站與中央站的風(fēng)向風(fēng)速向量差達(dá)到7.7米
10、/秒以上時即發(fā)出報警信號。所以,上述情況中相當(dāng)?shù)乃斤L(fēng)水平切變值2.6(米/秒)/30米,可作為能對飛行構(gòu)成危害的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。1.3.3垂直風(fēng)的切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)垂直風(fēng)的切變強(qiáng)度,在相同的空間距離內(nèi)主要是由垂直風(fēng)本身的大小來決定。對飛行安全危害最大的是強(qiáng)下降氣流。根據(jù)藤田和拜爾斯(1978年)的建議,提出一種稱之為下沖氣流(亦有譯為下?lián)舯┝鳎┑臄?shù)值標(biāo)準(zhǔn),它從下降氣流速度和到達(dá)地區(qū)的輻散值來確定。表2列出了下降氣流和下沖氣流的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。后來對于下沖氣流又分為微下沖氣流和宏下沖氣流兩類。其中微下沖氣流的空間尺度更為小些(小于4千米),下降氣流速度更大些,但并沒有給出一個具體的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 表2下降氣流和下
11、沖氣流的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)下降氣流下沖氣流91米高度以上的下降速度小于3.6米/秒大于等于3.6米/秒800米直徑內(nèi)的輻散值小于144/時大于等于144/時2 產(chǎn)生風(fēng)切變的天氣背景及時空尺度特征根據(jù)前面提到的,風(fēng)切變可以簡單地理解為局部范圍內(nèi)風(fēng)矢量的變化。因此只要空氣塊在相互之間有相對運(yùn)動(速度差),就可以形成風(fēng)切變。對于這種空氣相對運(yùn)動的型式,人們可以通過天氣背景和環(huán)境條件來掌握它。因此有人把這些天氣背景和環(huán)境條件稱之為風(fēng)切變的源,在大氣邊界層內(nèi)一般來說,有以下四種低空風(fēng)切變源,即:雷暴、鋒面系統(tǒng)、輻射逆溫和地形地物。2.1 雷暴(thunderstorm)圖2 雷暴產(chǎn)生的風(fēng)切變區(qū)2.1.1 雷暴產(chǎn)生
12、風(fēng)切變的原因雷暴是產(chǎn)生低空風(fēng)切變的重要天氣。有關(guān)強(qiáng)烈雷暴形成的有利條件包括:1)深厚而不穩(wěn)定的氣層;2)低層為潮濕空氣,有充沛的水氣;3)存在一些動力或熱力的觸發(fā)機(jī)制,有足夠的沖擊力。雷暴單體下放的下曳氣流在相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),可造成由下?lián)舯┝骱屠妆┩饬鹘M成的兩種不同的風(fēng)切變。(如圖2)一種是發(fā)生在雷暴單體下面,由下?lián)舯┝髟斐傻娘L(fēng)切變。(如圖3)這種風(fēng)切變的特點(diǎn)示范圍小、壽命短、強(qiáng)度大。飛機(jī)在起飛后首先遇到逆風(fēng),且其性能增強(qiáng)(1);隨后相繼遇到逆風(fēng)分量減?。?);下沉氣流(3);最后是強(qiáng)烈的順風(fēng)(4)。圖中(2)至(5)全 都使飛機(jī)性能下降,位置(5)代表剛要撞地前的極端情形。 圖3飛機(jī)遭遇強(qiáng)下?lián)舯?/p>
13、流示意圖在雷雨天氣情況下,發(fā)生微下?lián)舯┝鞯目赡苄杂?0%70%。另一種是雷雨中的下沖氣流到達(dá)地面后,形成強(qiáng)烈的冷性氣流向四處傳播,這股氣流可傳到離雷暴1525公里以外,并使暖濕空氣入流抬升形成陣風(fēng)鋒(gust front),在雷暴下大范圍內(nèi)引起180度的風(fēng)向變化,表現(xiàn)為強(qiáng)順風(fēng)切變和強(qiáng)逆風(fēng)切變。并且由于有一部分強(qiáng)風(fēng)切變區(qū)遠(yuǎn)離雷暴主體,不伴隨其他天氣現(xiàn)象不易察覺,所以往往對飛行安全威脅很大。2.1.2微下?lián)舯┝饕鸬娘w行事故分析表3飛機(jī)事故與微下?lián)舯┝鞯臍庀髼l件時間1956.6.231975.6.241975.6.241975.8.71976.6.231977.6.31979.8.22標(biāo)準(zhǔn)時5:2
14、3pm2:57pm3:05pm4:11pm4:12pm12:59pm2:12pm機(jī)場kanojfkjfkdenverphiladhiatucsonatlanta班機(jī)號boac252ea902ea66co426al121co63ea693飛行狀態(tài)起飛降落降落起飛降落起飛降落傷/亡7/32盤旋12/11215/0106/0返航盤旋微下?lián)舯┝髦睆?.5km2.2m4.8km3.0m4.1km2.5m5.0km3.1m2.8km1.8m3.1km1.9m2.5km1.5m 逆風(fēng)切變20kt逆風(fēng)轉(zhuǎn)強(qiáng)順風(fēng)11kt逆風(fēng)轉(zhuǎn)4kt順風(fēng)16kt逆風(fēng)到4kt逆風(fēng)10kt逆風(fēng)轉(zhuǎn)50kt順風(fēng)65kt逆風(fēng)轉(zhuǎn)靜風(fēng)30kt逆
15、風(fēng)轉(zhuǎn)30kt順風(fēng)2kt逆風(fēng)到55kt逆風(fēng)下降氣流速度20fps25fps3fps15fps3到5fps60fps距地面高度200ft250ft70ft260ft100ft700ft2.1.3雷暴引起的典型事故分析2000年6月22日武漢航空公司y7/b3479號飛機(jī)執(zhí)行恩施武漢(漢口)航班任務(wù)。13時37分恩施起飛。因遇雷雨天氣,飛機(jī)在漢口機(jī)場第一次降落不成功,復(fù)飛拉升,而后于14時54分失去聯(lián)系。16時左右接到報告,該機(jī)在武漢市漢陽區(qū)永豐鄉(xiāng)四臺村附近墜毀失事,機(jī)組4人,乘客38人全部遇難。這次武航 3479號飛機(jī)在漢口機(jī)場進(jìn)近飛行過程中,因繞飛雷雨在低高度、低速度的情況下,遇到了強(qiáng)低空風(fēng)切變
16、。據(jù)現(xiàn)場物象考察,并結(jié)合氣象資料初步分析認(rèn)為,此處是風(fēng)力最強(qiáng)之地,最大風(fēng)速達(dá)25m/s以上。(附圖4飛機(jī)下墜過程)圖4飛機(jī)墜毀前40秒高度曲線圖2.2 鋒面(front)2.2.1 鋒面產(chǎn)生風(fēng)切變的原因鋒面是產(chǎn)生風(fēng)切變的重要天氣條件。鋒面兩側(cè)的氣象條件有很大差異,鋒面過渡區(qū)的垂直結(jié)構(gòu),是產(chǎn)生風(fēng)切變的重要條件。一般鋒面兩側(cè)的溫差大于等于5攝氏度,鋒面移動的速度大于等于15米/秒時,都會在鋒面附近產(chǎn)生對飛行有影響的低空風(fēng)切變。冷鋒經(jīng)過機(jī)場時,低空切變隨鋒面一起或稍后出現(xiàn)。因冷鋒移動較快所以這種風(fēng)切變持續(xù)時間較短,但冷鋒及強(qiáng)冷鋒后面風(fēng)區(qū)往往存在嚴(yán)重的低空風(fēng)切變。暖鋒伴隨的低空風(fēng)切變,由于暖鋒移動較慢
17、,它在機(jī)場上空持續(xù)時間相對較長,也可出現(xiàn)在距風(fēng)區(qū)較遠(yuǎn)的地方。2.2.1鋒面產(chǎn)生風(fēng)切變事故經(jīng)過及天氣形勢分析 1994年5月17日15時50分(北京時)2121號飛機(jī)由溫州起飛,預(yù)計18時14分到達(dá)沈陽桃仙機(jī)場。17時40分與塔臺聯(lián)系,塔臺通報地面風(fēng)300、4米/秒,指揮由56向236方向落地,18時飛機(jī)進(jìn)入五邊,邊下降邊減速,過渡為450500m放襟翼40,表速為136海里/小時,此時塔臺通報風(fēng)速增加 為9m/s,機(jī)組立即增速到140海里/小時,當(dāng)高度為200m距跑道大約2km時,飛機(jī)油門1.46表速 圖5 飛機(jī)遭遇風(fēng)切變掉高度示意圖140海里/小時,此時飛機(jī)顛簸、有響聲,表速減到120海里/
18、小時,掉高度100多米,操縱困難,這是距地面有80多米,機(jī)長馬上判斷到低空風(fēng)切變,高喊“風(fēng)切變”,立即加大油門,增加速度,油門加到2.0,表速指示140海里/小時,當(dāng)距跑道1km飛機(jī)才逐漸平穩(wěn),馬力恢復(fù)正常,此時表速為140海里/小時,航向236,按正常操作于18時14分安全降落于桃仙機(jī)場。由于機(jī)長發(fā)現(xiàn)及時,判斷正確,采取措施得當(dāng),避免了一次可能發(fā)生的事故。圖5顯示了2121號飛機(jī)遭遇低空風(fēng)切變時的掉高度示意圖。根據(jù)現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)航空氣象記載:鋒面移動速度大于55km/小時時,鋒面附近會產(chǎn)生較強(qiáng)風(fēng)切變,實(shí)際情況正是這樣。20時,在沈陽附近有一條明顯的切變線,切變線前為南-西南風(fēng),風(fēng)速1016m/s
19、,切變線后為西北風(fēng),風(fēng)速410m/s,從周圍實(shí)際情況看,17時到19時在沈陽附近有明顯的切變線,17時沈陽是西風(fēng)3m/s,18時西北風(fēng)4m/s,19時為西南風(fēng)3m/s,從高空風(fēng)看15時10分沈陽高空風(fēng):200m為3003m/s,400m為3105m/s,600m為3203m/s,這反映在鋒面附近有很強(qiáng)的湍流,其表現(xiàn)在風(fēng)速的陣性上,實(shí)測400m高度上風(fēng)為3105m/s,而飛機(jī)進(jìn)入五邊后突然增大到14m/s,說明在機(jī)場300400米高度上存在較強(qiáng)的湍流。從地面到高空,在沈陽附近都存在著鋒面系統(tǒng)引起的湍流和低空風(fēng)切變。2.3 輻射逆溫層和地形地物晴夜,伴隨低層的輻射逆溫,在逆溫層頂部常出現(xiàn)低空風(fēng)切變
20、。其原因在于逆溫層阻擋了上層風(fēng)的動量下傳,使地面風(fēng)很弱,行成風(fēng)的垂直切變。單純輻射逆溫引起的低空風(fēng)切變的強(qiáng)度較雷暴和鋒面引起的風(fēng)切變?nèi)醯亩?,也比超低空急流引起的風(fēng)切變稍弱。這種風(fēng)切變有很強(qiáng)的規(guī)律性,一般秋冬季節(jié)比較多。此外當(dāng)機(jī)場周圍的環(huán)境比較復(fù)雜時,也會產(chǎn)生對飛機(jī)的起飛、著陸有影響的低空風(fēng)切變,如地形波、較大的水陸界面等,一般山地的高差大,水域面積大,機(jī)場附近高大建筑物群等易產(chǎn)生風(fēng)切變,尤其在較強(qiáng)陣風(fēng)條件下。2.4 各類風(fēng)切變時空尺度特征表4 各類風(fēng)切變時空尺度特征風(fēng)切變類型空間(水平)尺度時間尺度危害程度微下沖氣流4千米幾分鐘至十幾分鐘大宏下沖氣流4千米幾十分鐘大雷暴陣風(fēng)鋒幾十千米幾小時大冷
21、鋒幾百千米幾十分鐘中暖鋒幾百千米幾十分鐘中輻射逆溫幾百米至幾千米幾小時中地形風(fēng)切變幾百米至幾十千米幾小時中水陸界面風(fēng)切變幾至幾十千米幾小時小障礙物風(fēng)切變幾百米至十幾千米幾分鐘至幾小時小由表4我們可以看出微下沖氣流和宏下沖氣流的水平尺度和時間尺度均不大,但因其具有很強(qiáng)的猝發(fā)性,而且強(qiáng)度極大,可以使飛機(jī)突然下沉,危害極大;雷暴陣風(fēng)鋒具有尺度大,時間長,危害大等特點(diǎn),在飛行過程中需要特別注意;由鋒面引起的風(fēng)切變,盡管尺度很大,作用的時間也很長,但鋒區(qū)風(fēng)切變在整個鋒線上的分布是不均勻的,其上可能有更小時空尺度的風(fēng)切變存在,因而其危害不是很大;輻射逆溫產(chǎn)生的風(fēng)切變的尺度不大,作用時間不長,影響很有限。至
22、于地形、水陸界面和障礙物風(fēng)切變。它們的時空尺度分布有很大的不均勻性,主要與盛行風(fēng)、地形尺度形狀、水域和障礙物的大小有關(guān),對飛行安全的影響不大。3低空風(fēng)切變對飛行安全的影響我們簡單地分析一下在風(fēng)切變條件下,在空中飛行的飛機(jī)所受到各種力的情況。假定飛機(jī)開始是頂風(fēng)飛行的,這時空速、地速和流過機(jī)翼表面的氣流和產(chǎn)生的升力都是恒定的。地速等于空速減去頂風(fēng)分量。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入風(fēng)切變后,如果原有的逆風(fēng)突然降為零,空速就要降低,降低值與逆風(fēng)分量變化相同。這時如果飛機(jī)迎角不變,升力也就隨之要降低。升力降低的結(jié)果使飛機(jī)向不平橫諸力的合力方向加速。當(dāng)飛機(jī)的總重量變化不大時,由于升力不再與總重量平衡,飛機(jī)就要掉高度。顯然,
23、這時飛機(jī)要保持原有的升力,就必須增大推力,使飛機(jī)加速,如果飛機(jī)能在一瞬間就加到所需的速度,風(fēng)切變就不會造成影響,然而問題在于飛機(jī)改變速度需要時間,這個時間主要是:飛行員的反應(yīng)時間、發(fā)動機(jī)增加(或降低)功率的時間、飛行員操縱飛機(jī)改變飛行狀態(tài)(增大或減小迎角、保持合適的升降速度等)的時間等等。美國曾計算過某大型噴氣飛機(jī)在風(fēng)切變條件下改變空速需用的時間。假設(shè)飛機(jī)在風(fēng)速為36公里/小時(10m/s)的頂風(fēng)中飛行,空速為180公里/小時,地速為144公里/小時,突然進(jìn)入風(fēng)速為零的區(qū)域,空速降低到144公里/小時,在這種情況下,增加地速,使飛機(jī)空速恢復(fù)到180公里/小時,最少也要176秒鐘,而飛機(jī)穿過風(fēng)切
24、變時間只需幾秒鐘。如果飛行員不能在這幾秒鐘之內(nèi)操縱飛機(jī)使其高度不致降低過多以便完成增速的話,飛機(jī)就有墜毀的危險。下面以危害性最大的微下沖氣流為例,它是以垂直風(fēng)切變?yōu)橹饕卣鞯木C合風(fēng)切變區(qū)。由于在水平方向垂直運(yùn)動的氣流存在很大的速度梯度,也就是說垂直運(yùn)動的風(fēng)速會出現(xiàn)突然的加劇,就產(chǎn)生了特別強(qiáng)的下降氣流,被稱為微下沖氣流。這個強(qiáng)烈的下降氣流存在一個有限的區(qū)域內(nèi),并且與地面撞擊后轉(zhuǎn)向與地面平行而變成為水平風(fēng),風(fēng)向以撞擊點(diǎn)為圓心四面發(fā)散,所以在一個更大一些的區(qū)域內(nèi),又形成了水平風(fēng)切變。如果飛機(jī)在起飛和降落階段進(jìn)入這個區(qū)域,就有可能造成失事。比如,當(dāng)飛機(jī)著陸時,下滑通道正好通過微下沖氣流,那么飛機(jī)會突然
25、的非正常下降,偏離原有的下滑軌跡,有可能高度過低造成危險。當(dāng)飛機(jī)飛出微下沖氣流后,又進(jìn)入了順風(fēng)氣流,使飛機(jī)與氣流的相對速度突然降低,由于飛機(jī)在著陸過程中本來就在不斷減速,我們知道飛機(jī)的飛行速度必須大于最小速度才能不失速,突然的減速就很可能使飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài),飛行姿態(tài)不可控,而在如此低的高度和速度下,根本不可能留給飛行員空間和時間來恢復(fù)控制,從而造成飛行事故。低空風(fēng)切變對飛行的影響很復(fù)雜,會使空速、迎角發(fā)生變化,使飛機(jī)升降,并伴隨著上仰、下府、左右搖擺。順風(fēng)切變會使空速減小,逆風(fēng)切變會使空速增加,側(cè)風(fēng)切變會使飛機(jī)產(chǎn)生側(cè)滑和傾斜,垂直風(fēng)切變會使飛機(jī)迎角變化,從而使飛機(jī)的升力、阻力、過載和飛行軌跡、
26、飛機(jī)姿態(tài)發(fā)生變化。下面就從飛行原理方面介紹一下對風(fēng)切變對飛行的影響。3.1 風(fēng)切變對飛機(jī)性能的影響圖6飛機(jī)受力和力矩示意圖在討論低空風(fēng)切變對飛機(jī)性能影響前先,介紹一些氣動力、氣動力矩和角的概念。如圖6所示,表示作用在一架飛機(jī)上的各種力和力矩的圖形。(升力、阻力、迎角的概念圖形)垂直于相對氣流方向的氣動力叫做升力,用y表示。并行于相對氣流方向的氣動力叫做阻力,用x表示。相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角,用表示升力公式: y=1/2 cyv2s阻力公式: x=1/2 cxv2s 式中 空氣密度公斤秒2/米4 圖7升力隨迎角變化圖 v 飛行速度米/秒; cy 升力系數(shù);cx 阻力系數(shù);s 機(jī)翼面積
27、;在恒定的空速條件下,前面提到的各種氣動力都隨迎角的變化而變化,在正常的迎角范圍里,在恒定的空速下,作用于飛機(jī)上的升力和迎角成正比。如圖7所示在恒定空速條件下,升力是迎角和襟翼偏轉(zhuǎn)的函數(shù)。(如圖7) 風(fēng)切變能夠使空速和迎角兩者迅速發(fā)生變化,從而使氣動力發(fā)生較大變化。氣動升力是平衡重力的主要成分,升力可以使飛機(jī)持久的保持飛行。所以在定常平衡條件下,當(dāng)其他力都比不變時,升力的損失也將導(dǎo)致航跡的惡化。(圖7)描述了順風(fēng)切變和下降氣流切變時航跡惡化的情形。風(fēng)切變從兩方面是氣動升力變化:1)風(fēng)速沿航跡變化,對升力產(chǎn)生直接影響,并與空速變化的平方成比例。2)垂直風(fēng)切變使迎角發(fā)生變化,從而影響升力。它起初沒
28、有影響空速,如圖所示(附圖8)描述了垂直風(fēng)切變對迎角的影響。上升氣流的增加使迎角增加,導(dǎo)致氣動升力增加。 圖8 垂直風(fēng)切變對迎角影響反之,下降氣流的增加使迎角減小,導(dǎo)致氣動升力的減小。風(fēng)切變使空速或迎角減小,近而使氣動升力減小,導(dǎo)致航跡惡化。 風(fēng)切變使得飛機(jī)的氣動升力變化,除了會使航跡發(fā)生變化外,還會使得飛機(jī)的載荷也發(fā)生變化。飛機(jī)載荷是指除飛機(jī)自身重量之外的其他作用力,(發(fā)動機(jī)推力和氣動力)的總和。其大小經(jīng)常用載荷因素(簡稱過載)即飛機(jī)載荷與重力的比值來表示。由于發(fā)動機(jī)推力在立軸方向上的分量很小,所以過載就是升力和飛機(jī)重力之比。即:ny=l/w(l為升力,w為重力)。飛機(jī)遇到垂直風(fēng)切變時,迎角
29、和過載將發(fā)生較大變化,如圖8所示。如飛機(jī)在巡航過程中,重量較重、速度較大,遇到較強(qiáng)的上升氣流會使飛機(jī)的升力猛然增大,使得ny=l/w過大,可能會超過飛機(jī)的最大使用過載,造成飛機(jī)局部變形或損壞,對飛行安全構(gòu)成威脅。3.2風(fēng)切變的描述及飛機(jī)風(fēng)速變化方程風(fēng)和風(fēng)切變可用不同的坐標(biāo)系來描述。氣象學(xué)中描述空間風(fēng)場的完整方法是使用地面直角坐標(biāo)系,研究風(fēng)切變對飛行的影響,則采用飛行力學(xué)坐標(biāo)系。在地面坐標(biāo)系中風(fēng)速矢量vwg可以表示成 (1)式中為水平風(fēng)速分量,順風(fēng)為正;側(cè)風(fēng)分量,向左為正;垂直風(fēng)速分量,下降氣流為正。變化風(fēng)場特性與時間、地點(diǎn)有關(guān),一般可寫成。 (2) 則風(fēng)的變化表示成: (3)等式右邊第一項為局
30、地導(dǎo)數(shù)項,表示在一個固定地點(diǎn)上風(fēng)速隨時間的變化;右邊第二項為相對導(dǎo)數(shù)項,表示由于觀測地點(diǎn)所看到的風(fēng)速隨時間變化。相對于飛機(jī)飛行速度而言,風(fēng)場的移動速度要慢得多。而且在一個固定地點(diǎn)上,風(fēng)速的變化也較飛機(jī)位置的變化慢得多。在這樣的前提下,可以把空間風(fēng)場視為地點(diǎn)固定,并且風(fēng)速不隨時間變化的所謂“凍結(jié)場”。則由(3)式可知,風(fēng)的變化只是由飛機(jī)位置變化引起的。若飛機(jī)位置變化表示為: (4) 則飛機(jī)位置變化引起的風(fēng)速變化為: (5)式中為風(fēng)場的梯度矢量,為飛機(jī)飛行時的航跡速度矢量。對于在飛機(jī)所在區(qū)域內(nèi)的三維風(fēng)場,風(fēng)場的梯度矢量可以表示為: (6)飛機(jī)飛行時的航跡速度矢量在地坐標(biāo)系上的分量表達(dá)式為: (7)
31、式中為飛機(jī)相對地面的運(yùn)動速度,r為飛機(jī)的航跡傾角。則飛機(jī)位置變化引起的風(fēng)速變化矢量形式為= (8)飛機(jī)風(fēng)速變化方程(8)式中的分別表示飛機(jī)上的順風(fēng)、側(cè)風(fēng)和垂直風(fēng)的變化,其變化主要取決于實(shí)際風(fēng)場的風(fēng)速梯度即順風(fēng)切變、側(cè)風(fēng)切變和垂直風(fēng)切變,飛機(jī)相對于地面的運(yùn)動速度和飛機(jī)的航跡傾角。由上式我們可以定性的描述低空風(fēng)切變對飛行的影響:在飛機(jī)相對于地面的運(yùn)動速度和飛機(jī)的航跡傾角變化不大時,飛機(jī)風(fēng)速變化主要取決于實(shí)際風(fēng)場的風(fēng)速切變即順風(fēng)切變、側(cè)風(fēng)切變和垂直風(fēng)切變。(1)飛機(jī)的順風(fēng)或者逆風(fēng)分量 的變化主要取決于空間順風(fēng)或者逆風(fēng)切變、飛機(jī)相對于地面的運(yùn)動速度和航跡傾角。當(dāng)空間水平風(fēng)速的垂直切變和水平切變較大時,
32、將直接改變飛機(jī)的空速,增加或減少飛機(jī)的升力以及改變飛機(jī)的航跡,如果不加修正,使飛機(jī)在跑道外接地或沖出跑道。(2)飛機(jī)的側(cè)風(fēng)分量= 變化主要取決于空間側(cè)風(fēng)切變、飛機(jī)相對于地面的運(yùn)動速度和航跡傾角。當(dāng)空間側(cè)風(fēng)速的垂直切變和水平切變較大時,飛機(jī)在起飛和著陸時,影響飛機(jī)對準(zhǔn)跑道,如果不加修正,飛機(jī)將產(chǎn)生橫向偏移,沖出跑道的左側(cè)或者右側(cè)。(3)飛機(jī)的垂直風(fēng)分量= 化主要取決于空間的上升氣流和下降氣流的變化、飛機(jī)相對于地面的運(yùn)動速度和航跡傾角。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入上升氣流或下降氣流時,飛機(jī)的空速、升力以及航跡將發(fā)生變化,如果風(fēng)切變嚴(yán)重,飛機(jī)在起飛和著陸時,升力變化影響飛機(jī)距地面的高度,可能會造成很嚴(yán)重的后果。4 低
33、空風(fēng)切變的判定的方法由于低空風(fēng)切變對飛行安全的影響及危害較大,所以及時正確的判斷低空風(fēng)切變的存在,類型和強(qiáng)度,是減輕和避免低空風(fēng)切變危害,確保飛機(jī)起飛和著陸安全的重要措施。判斷低空風(fēng)切變的方法目前主要有以下三種。4.1目視判別方法一旦前方出現(xiàn)低空風(fēng)切變,常有可見征兆,所以目視判別方法是一種較為直觀的判別方法。4.1.1雷暴冷性外流的沙暴堤(沙暴前緣呈一堵又寬又高的沙壁)雷暴冷性外流前緣的強(qiáng)勁氣流會把地面的塵土吹起相當(dāng)?shù)母叨炔㈦S氣流移動。它能顯現(xiàn)出外流氣流的范圍和高度,其高度越高,強(qiáng)度越大。一旦見到這種沙暴堤出現(xiàn)就應(yīng)高度警惕,立即采取避讓措施,千萬不能穿越它,因為它后就是強(qiáng)烈的風(fēng)切變。4.1.2
34、雷暴云體下的雨幡雷暴云體下的雨幡是有強(qiáng)烈下降氣流的重要征兆。雨幡的形狀,顏色深淺,離地高度等都同風(fēng)切變的強(qiáng)度有關(guān)。通常雨幡下垂高度越低,個體形狀越大,色澤越暗,預(yù)示著風(fēng)切變和下?lián)舯┝鲝?qiáng)度越大。由于雨幡四周相當(dāng)范圍(12km)內(nèi)的風(fēng)場都比較復(fù)雜,常有強(qiáng)的風(fēng)切變。所以,一旦遇到雨幡,不僅不能穿越它,而且還要保持一定的距離。4.1.3滾軸狀云在雷暴型和強(qiáng)冷鋒型風(fēng)切變中,強(qiáng)的冷性外流往往有明顯的渦旋運(yùn)動結(jié)構(gòu),并伴有低空滾軸狀云。從遠(yuǎn)處看,它猶如貼地滾滾而來的一堵云墻,其顏色多為烏黑灰暗,伴有沙塵暴的多為黃褐色。云底高一般在幾百米以下,這種云的出現(xiàn),預(yù)示著強(qiáng)烈的地面風(fēng)和低空風(fēng)切變。目視判別方法比較直觀、
35、簡便,但也存在很大局限性,它只能為飛行員提供粗略的形態(tài)特征,缺乏確切的定量概念,只能識別較嚴(yán)重的風(fēng)切變。對于一些無目視征兆的風(fēng)切變,如逆溫型風(fēng)切變,它是一種晴好天氣的風(fēng)切變,而且地面風(fēng)速不大,易使人造成錯覺,又如強(qiáng)烈雷暴的遠(yuǎn)程外流區(qū)上下的風(fēng)切變,幾乎無征兆,需要機(jī)載或地面設(shè)備來檢測。4.2 座艙儀表判別法在正常的起飛和著陸過程中,駕駛艙各種儀表有一定的變化范圍。飛機(jī)一旦遭遇風(fēng)切變,首先會反映到座艙儀表上來,使儀表出現(xiàn)異常指示。下面來介紹幾種主要飛行儀表在遭遇風(fēng)切變時的反應(yīng)。4.2.1空速表空速表示飛機(jī)遇到風(fēng)切變時反應(yīng)最靈敏的儀表之一,飛機(jī)遭遇風(fēng)切變時空速表指示一般都會發(fā)生劇烈變化。所以一旦出現(xiàn)
36、這種異常指示,即應(yīng)警惕風(fēng)切變的危害。美國波音公司規(guī)定,當(dāng)空速指示值突然改變2837km/h,應(yīng)終止起飛或不作進(jìn)近著陸。在穿越下?lián)舯┝鲿r,往往先是逆風(fēng)切變使空速增大,緊接著就是順風(fēng)切變使空速減小,而真正的危害發(fā)生在空速迅速下降的時刻,所以不要被短時的增速所迷惑。4.2.2高度表高度表指示的正常下滑高度是飛機(jī)進(jìn)近著陸的重要依據(jù)。如果飛機(jī)下滑過程中高度表出現(xiàn)異常指示,大幅度偏離正常指示時,必須立即采取措施,及時拉起。當(dāng)然也應(yīng)注意到遭遇微下?lián)舯┝鲿r,會出現(xiàn)因遇強(qiáng)風(fēng)而短暫的飛機(jī)高于正常下滑道高度的現(xiàn)象,緊接著就會發(fā)生危險的掉高度。所以,不要做出錯誤判斷。4.2.3升降速率表升降速率表與高度表密切相關(guān),在
37、遭遇風(fēng)切變時反應(yīng)很明顯。如果見到升降速率表指示異常,特別是下沉率明顯增加時,必須立即采取措施及處理防止飛機(jī)掉高度。美國波音公司建議在下降速度短時內(nèi)改變值達(dá)152.4m/min(500ft/min)時,即認(rèn)為遇到強(qiáng)飛切變,飛行員應(yīng)采取復(fù)飛等相應(yīng)措施。4.2.4俯仰姿態(tài)指示器俯仰角是飛機(jī)起飛、下滑時飛行員必須掌握的重要數(shù)據(jù)。例如許多噴氣運(yùn)輸機(jī)都采用3下滑,6或10起飛,在起落過程中控制該值保持其基本不變。一旦遇到風(fēng)切變,俯仰角度指示將變化,變化越快、越大,則危害越大。美國波音公司規(guī)定,俯仰角度指示器突然變化超過5時,即認(rèn)為遭遇強(qiáng)風(fēng)切變,應(yīng)中止進(jìn)近而復(fù)飛。4.3 機(jī)載設(shè)備探測低空風(fēng)切變的方法目前機(jī)載
38、探測設(shè)備主要有兩種類型,反應(yīng)式風(fēng)切變報警系統(tǒng)和預(yù)報式風(fēng)切變報警系統(tǒng)。4.3.1反應(yīng)式風(fēng)切報警系統(tǒng)一般要求飛機(jī)遇到中等強(qiáng)度的風(fēng)切變時,反應(yīng)式風(fēng)切變報警系統(tǒng)在10s內(nèi)發(fā)出報警信號,遇到嚴(yán)重風(fēng)切變時,反應(yīng)式風(fēng)切變報警系統(tǒng)在5s內(nèi)發(fā)出“wind shear!”警報聲。機(jī)組應(yīng)當(dāng)立即做出反應(yīng),采取改出措施,將高度損失減小到最小程度。4.3.2預(yù)報式風(fēng)切變警報系統(tǒng)它是一種具有前視探測功能的機(jī)載x波段脈沖雷達(dá),能夠在飛機(jī)遭遇風(fēng)切變之前15s左右發(fā)出風(fēng)切變警報,并將微下?lián)舯┝黠@示在雷達(dá)屏幕上,甚至當(dāng)飛機(jī)開始起飛滑跑時,即能把空中走廊中的微下?lián)舯┝黠@示給飛行員,使之可以有時間采取高飛或其他適當(dāng)?shù)拇胧3浞诛@示出預(yù)
39、報式風(fēng)切變報警系統(tǒng)比反應(yīng)式風(fēng)切變報警系統(tǒng)的優(yōu)越性。另外機(jī)載紅外輻射系統(tǒng),可分別檢測前方1020km和側(cè)方200m范圍內(nèi)的溫度值加以比較,根據(jù)兩者的溫差,確定雷暴外氣流的陣風(fēng)鋒。5 風(fēng)切變情況下的管制5.1防止飛機(jī)進(jìn)入有低空風(fēng)切變的區(qū)域由于低空風(fēng)切變 對飛行的危害性,因此,對于在低空風(fēng)切變條件下的管制指揮過程中要以防止飛機(jī)進(jìn)入有低空風(fēng)切變的區(qū)域為工作重點(diǎn),要做到這一點(diǎn),我們必須注意以下幾點(diǎn):(1)制訂機(jī)場使用細(xì)則時,要考慮到機(jī)場周圍地形環(huán)境所容易形成的風(fēng)切變對飛行的影響,要規(guī)定出什么情況下可能存在風(fēng)切變、怎樣確定、如何避讓,如有風(fēng)切變,要根據(jù)風(fēng)切變的強(qiáng)度、飛機(jī)的性能和當(dāng)時的天氣情況,提醒并指揮飛
40、行員或正常著陸、或空中等待、或飛往備降場。(2) 提高管制員對低空風(fēng)切變知識和認(rèn)識水平,特別是低空風(fēng)切變的分類,特性以及對飛機(jī)的危害,飛行員改出的方法以及產(chǎn)生低空風(fēng)切變的天氣背景等知識和認(rèn)識,具備了這些知識和認(rèn)識,當(dāng)遇到低空風(fēng)切變時管制員才能及時分析判斷進(jìn)而實(shí)施正確果斷的指揮。(3)作為管制員還應(yīng)該了解的是不同機(jī)型的側(cè)風(fēng)、頂風(fēng)限制及機(jī)載預(yù)警系統(tǒng)的裝備情況;其次還應(yīng)該了解本區(qū)域風(fēng)的季節(jié)變化規(guī)律。例如:武漢終端區(qū),處在西風(fēng)帶,高空及平流層常年以西風(fēng)多見;春季在北方強(qiáng)冷空氣南下時,常發(fā)生大風(fēng),并伴有強(qiáng)對流天氣;夏季受到副熱帶高壓控制,下沉氣流明顯,副高南退之際易出現(xiàn)大風(fēng)天氣。積累和掌握本區(qū)域氣象常識
41、對管制員相當(dāng)重要,特別是了解一些不利風(fēng)臨近機(jī)場時明顯的目視征兆,如:雜塵飛揚(yáng),強(qiáng)風(fēng)揚(yáng)沙,塵卷龍卷,黑云壓境,雨幡出現(xiàn)及自動觀測顯示器上的風(fēng)向變化顯著、陣風(fēng)和平均風(fēng)相差甚遠(yuǎn)等,都有可能是風(fēng)切變,及時通知機(jī)組做好準(zhǔn)備,以利于飛行安全。(4)值班管制員要對當(dāng)班期間的天氣形勢有個大體了解。一般情況下機(jī)場周圍有雷雨活動期間或冷鋒過境兩小時左右易產(chǎn)生低空風(fēng)切變。另外高度100200米有低空急流或地形復(fù)雜時也會產(chǎn)生低空風(fēng)切變。5.1.5 配備風(fēng)切變的探測和報警設(shè)備。常規(guī)的氣象儀器對風(fēng)切變的探測能力很低 ,有的甚至是無效的,要配備新的設(shè)備來滿足對風(fēng)切變探測的要求。目前,國外的機(jī)場主要配備的是多普勒氣象雷達(dá)和一
42、種有六個或者十一個測風(fēng)點(diǎn)的低空風(fēng)切變告警系統(tǒng),它們能及時探測出風(fēng)切變的存在。(5) 在指揮過程中要加強(qiáng)與氣象部門的協(xié)同,認(rèn)真研究天氣實(shí)況,對有可能存在風(fēng)切變的天氣要加強(qiáng)對風(fēng)向、風(fēng)速的觀測,并把有關(guān)情況及時通報飛行員,使飛行員能及時判斷出可能存在的風(fēng)切變,采取有利措施,保障飛行安全,嚴(yán)禁飛機(jī)進(jìn)入已知有嚴(yán)重風(fēng)切變的區(qū)域。(6) 多機(jī)飛行中當(dāng)有飛機(jī)報告遭遇風(fēng)切變時,要指揮其它飛機(jī)避讓開已知的風(fēng)切變區(qū)域,但對于高度較高的、對飛行安全影響較小的風(fēng)切變,可以指揮飛機(jī)有準(zhǔn)備地穿越;而對于高度較低、對飛行安全影響較大的風(fēng)切變,要指揮飛機(jī)在安全高度以上等待,待風(fēng)切變消失以后再落地。一般風(fēng)切變存在的時間為10-3
43、0分鐘,如果估計在短時間內(nèi)風(fēng)切變不會消失,可以指揮飛機(jī)飛往備降場著陸。(7) 管制員主要通過天氣預(yù)報和測報以及機(jī)組的報告來獲得低空風(fēng)切變情況,從目前國內(nèi)情況來看,大多數(shù)機(jī)場對低空風(fēng)切變的預(yù)報和測報的準(zhǔn)確度很低或根本就做不出來。實(shí)際管制員只能通過機(jī)組的報告來獲取低空風(fēng)切變的情報,當(dāng)管制員得知機(jī)組報告有低空風(fēng)切變時,要做好詳細(xì)記錄,內(nèi)容包括報告飛機(jī)的呼號、機(jī)型、報告時間、低空風(fēng)切變相對于機(jī)場的方位、高度、強(qiáng)度等,并將此情報按順序通報給有關(guān)的飛機(jī),同時,管制員還應(yīng)該及時將低空風(fēng)切變情報報告給值班預(yù)報員,以便于對天氣情況的監(jiān)視和進(jìn)一步的了解,從而獲得避開低空風(fēng)切變的反饋建議,更加科學(xué)有效的做好指揮預(yù)案
44、,進(jìn)而實(shí)施正確的指揮。(8) 山區(qū)機(jī)場在冷鋒過境后或有雷雨活動時,要提醒機(jī)長盡可能避開靠近山的背風(fēng)波的一側(cè)進(jìn)近著陸,因為山的背風(fēng)波附近有強(qiáng)的下沉氣流,會給飛機(jī)在進(jìn)近階段的操縱帶來困難。(9)主動提醒機(jī)組采取預(yù)防措施,以防萬一。起飛前,選擇最長且凈空條件最好的跑道供機(jī)組使用,建議機(jī)組使用最大額定起飛推力并增大起飛速度;進(jìn)近著陸時,選擇最長可用跑道,指揮飛機(jī)將五邊拉長,建議機(jī)組適當(dāng)增大進(jìn)場速度,提早穩(wěn)定進(jìn)近,絕不可低于下滑道進(jìn)近;在大側(cè)風(fēng)的情況下,提醒機(jī)組重視,合理修正,避免著陸飛機(jī)與跑道交叉和起飛飛機(jī)修正不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象出現(xiàn);當(dāng)飛機(jī)作目視飛行時,注意提醒機(jī)長注意儀表指示的變化。(10) 管制員在大側(cè)風(fēng)
45、天氣下利用雷達(dá)引導(dǎo)飛機(jī)時,應(yīng)有意識地區(qū)分航向和航跡這兩個不同的概念主動詢問,視情況發(fā)出指令。對于大側(cè)風(fēng)、大逆風(fēng)條件下,應(yīng)注意相互穿越高度的飛機(jī)上升下降率失常的特點(diǎn),掌握好間隔。對于觀察到雷達(dá)顯示器c模式顯示的飛機(jī)高度上下波動時,應(yīng)及時提醒機(jī)組注意升降氣流。(11)當(dāng)飛機(jī)在較低高度,尤其是在高度低于決斷高度或者最低下降高時,遭遇到很強(qiáng)的低空風(fēng)切變來不及改出時,有可能出現(xiàn)提前接地偏離跑道或者沖出跑道等不良后果,塔臺管制員應(yīng)當(dāng)及時通知有關(guān)部門按應(yīng)急救援方案采取措施,將有可能出現(xiàn)的損失降到最低。5.2 對遭遇風(fēng)切變的飛機(jī)實(shí)施及時準(zhǔn)確的指揮5.2.1 如懷疑有風(fēng)切變存在時,應(yīng)事先通知機(jī)組要有心理準(zhǔn)備,著
46、陸時適當(dāng)修正空速,根據(jù)跑道長度選用最小的襟翼位置,調(diào)整下滑角。一旦飛機(jī)遭遇到低空風(fēng)切變,應(yīng)及時指揮起改出,必要時可以提供操作上的建議供機(jī)組參考。比如飛機(jī)出現(xiàn)掉高度,航跡低于預(yù)定下滑道時可提醒機(jī)組加大油門,增大空速,帶桿,減小下滑角等;當(dāng)航跡高于下滑道時,可提醒機(jī)組收油門,利用側(cè)滑,蹬舵等方法來增加阻力,使飛機(jī)空速回降并推桿到預(yù)定的下滑道。這里值得一提的是飛機(jī)的高度越高,改出的成功率就越高,因此主要掌握好時機(jī)。5. 2. 2 由于目前對風(fēng)切變還不能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報,風(fēng)切變的探測系統(tǒng)在我國尚未普及,因此在訓(xùn)練及飛行過程中難免會遇到風(fēng)切變。這時除了需要飛行員及時采取措施外也需要管制員實(shí)施及時準(zhǔn)確的指揮
47、。由于風(fēng)切變對飛行安全的危害主要是在飛機(jī)起飛上升和下滑著陸階段,并且造成嚴(yán)重飛行事故的低空風(fēng)切變主要是逆風(fēng)減小或轉(zhuǎn)順風(fēng)和下沖氣流,因此下面主要針對這三個階段遭遇到此類風(fēng)切變闡述其基本指揮方法。(1) 起飛滑跑階段由于飛機(jī)在跑道上遭遇風(fēng)切變不像在空中有高度變化那樣容易被管制員發(fā)現(xiàn),因此在滑跑前段遭遇風(fēng)切變主要是靠飛行員自行處置,而在后段,當(dāng)管制員發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的滑跑距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常的滑跑距離且飛機(jī)尚未離地,而剩余跑道又較少時,作為管制員要立即提醒飛行員加大油門,使用最大工作狀態(tài)。(2)起飛離地后當(dāng)飛機(jī)離地后遭遇風(fēng)切變,會導(dǎo)致飛機(jī)掉高度。因此發(fā)現(xiàn)飛機(jī)掉高度時及時提醒飛行員:“注意不要掉高度?!比绮荒苤浦?/p>
48、則應(yīng)立即提醒飛行員加大油門把飛機(jī)拉起來,這種提示性的指揮能提醒飛行員操縱飛機(jī)盡可能少的損失高度,增加改出風(fēng)切變的時間余地,同時還要注意飛機(jī)是否帶坡度,并及時提醒飛行員修正。(3)下滑著陸階段 當(dāng)飛機(jī)五邊下滑時遭遇風(fēng)切變,會導(dǎo)致飛機(jī)的下降率增大,因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)五邊飛機(jī)較正常下滑線低時,要及時提醒機(jī)組注意高度不要太低,如繼續(xù)下沉并有可能危及飛行安全時則應(yīng)立即指揮其加滿油門復(fù)飛。因為遭遇強(qiáng)的風(fēng)切變,在飛機(jī)損失高度較多的情況下再指揮其落地,容易造成目視偏差過大,危及飛行安全。5.2.3 管制員指揮避開的方法(1)當(dāng)目前使用的跑道五邊上有 順風(fēng)切變時(飛機(jī)掉高度空速減小等特點(diǎn)),在地面風(fēng)速風(fēng)向允許的情況下,
49、最好使用反向跑道,(這里只討論單跑道,以下同),因使用反向跑道可能會遇到逆風(fēng)切變,這種情況下機(jī)組容易操作,而且相對來說危害性也較小。(2)當(dāng)使用跑道五邊附近有較強(qiáng)的雷暴發(fā)展且使用跑道的地面風(fēng)已經(jīng)超過順風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)(3米/秒)時,應(yīng)當(dāng)指揮飛機(jī)到安全的空域等待(如有充足的備用油量時),或者飛往臨近的機(jī)場備降,不可盲目指揮起落地。結(jié) 論低空風(fēng)切變就是指發(fā)生在600米以下的風(fēng)向風(fēng)速出現(xiàn)水平方向或者垂直方向的突然變化的現(xiàn)象。根據(jù)其表現(xiàn)形式的不同分為順/逆風(fēng)切變、側(cè)風(fēng)切變和垂直風(fēng)切變。產(chǎn)生風(fēng)切變的天氣背景主要有雷暴、鋒面、層逆溫和地形地物。風(fēng)切變對飛行的危害主要是通過影響飛機(jī)的迎角和空速來影響飛機(jī)的升力,進(jìn)而使飛機(jī)無法保持高度,從而威脅飛行安全。目前對風(fēng)切變的探測主要是通過目視和儀表進(jìn)行的。低空風(fēng)切變對飛行安全的危害是不可忽視的,作為空中交通管制員,一定要將避免指
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