冬季飛行注意事項.doc

介紹 盡管越來越多的飛機裝有一到兩個飛機氣象雷達，但飛機駛?cè)霃娏曳e雨云的情況仍有發(fā)生，并由此導致了人員傷害或飛機嚴損（圖1）。 圖1 遭遇冰雹后的A320雷達天線屏蔽器此文旨在提供關(guān)于氣象雷達性能和極限的附加信息，希望籍此提高飛行機組對此系統(tǒng)的整體認識并防止此類事件的再次發(fā)生。.2 積雨云（Cb）結(jié)構(gòu)飛行中，由于氣流顛簸和強降雨，積雨云（Cb）結(jié)構(gòu)會是主要的危險源。冰雹 由于冰雹的影響以及氣象雷達不能指示回波性質(zhì)的原因，因此它代表了一種主要的威脅。積雨云中的冰雹隨著高度和風的改變而改變（圖2）： FL100以下，可能會在暴風雨區(qū)域下遭遇冰雹，位置處在云中或在云周圍（至多2海里） FL100 到FL200之間， 60%的遇到冰雹的情況發(fā)生在積雨云內(nèi)，40%在云外，云層之下FL200以上，最有可能在云中遭遇冰雹。通常冰雹在積雨云下風面威脅更大：這是因為濕氣被強氣流抬升，它開始冷卻并轉(zhuǎn)化為冰雹，然后被吹到下風面。如果可能的話，最好是飛在積雨云上風面以避免暴風雨。圖2 不同積雨云位置對應(yīng)的遭遇冰雹的風險 顛簸 顛簸隨同積雨云出現(xiàn)的情況不只局限于云內(nèi)。氣象雷達在晴空中無法 探測到顛簸，因此有必要采取預防性的措施。應(yīng)該與積雨云保持至少5000 英尺的垂直距離和20海里的水平距離，以將遭遇嚴重顛簸的風險降至最低。閃電是存在嚴重顛簸強有力的提示。 注： 決定積雨云頂端的高度的方法在.1段中有所提及。.2氣象雷達原理 為了精確地理解氣象雷達顯示，有必要了解雷達原理。 氣象雷達探測性能 氣象雷達只能探測到降水雨滴（圖3）。探測到多少取決于雨滴的大小，位置和數(shù)量。水粒的反射率是同樣大小冰粒反射率的6倍。圖3 氣象雷達原理雷達能探測到： 降雨 濕冰雹和潮濕的氣流顛簸 冰晶、干冰雹和干雪。然而如下所釋，這三個因素之給出的反射很少。 雷達不能探測到： 云、霧或風（雨滴太小，或是根本沒有降水） 晴空氣流顛簸（無降水）風切變（無降水，程度較輕的除外） 沙塵暴（對雷達波而言，固體顆粒幾乎是透明的） 閃電 衰減 因為氣象雷達顯示基于信號回波，強降水可能隱藏著更強的對流天氣：大部分的信號是由降水的前鋒反射傳回的。后部返回的信號較弱，在氣象雷達上顯示為綠色或黑色區(qū)域。飛行機組可能將此理解為無威脅/威脅較小區(qū)域。現(xiàn)代氣象雷達可以對云層后面信號衰減的情況進行信號修正。這就減少了信號被衰減的現(xiàn)象。盡管如此，還是應(yīng)該將氣象雷達顯示上紅色區(qū)域后面的黑洞視為可能是有強對流天氣的區(qū)域。盡管氣象雷達有了衰減修正功能，但還是不可以用雷達穿越顯示的惡劣天氣區(qū)或靠近惡劣天氣區(qū)繞飛。應(yīng)該只將氣象雷達視作避讓惡劣天氣的工具。圖6 兩個活躍單元后面的信號衰減飛行機組應(yīng)該引起注意的氣象形狀 形狀 機組應(yīng)該比觀察顏色更加仔細地觀察形狀，從而探測惡劣天氣條件。 不同顏色的區(qū)域緊密地排立在一起通常預示著強顛簸區(qū)域（圖7）。圖7 不同顏色的區(qū)域緊密地排立在一起在巡航高度，云中的水變成了冰，而氣象雷達不能像探測水那樣輕易地探測到冰。垂直幅度高的云層意味著高能量的大氣運動。因此，巡航高度時接收到的任何回波都應(yīng)視為顛簸。巡航時，應(yīng)該與綠色或更強的回波單元保持至少20海里的距離。顛簸 有些氣象雷達裝有顛簸顯示模式。此顛簸功能只有在40海里(Doppler測量性能范圍)內(nèi)，并且是潮濕氣流顛簸的情況下才生效。注： 氣象雷達不能探測到晴空顛簸和干顛簸。 雷達科技前幾代的氣象雷達使用的是拋物線式天線和C-帶頻率（4000-8000MHz）。新一代的雷達配有平直的天線，并使用X-帶頻率（8000-12500MHz）其優(yōu)勢如下： 脈沖能量更高 波束更窄，明顯提高了目標物的分辨率 反射率更高，因此總回波能量更高 顛簸和風切邊探測 功耗低 注： 在地面時使用雷達應(yīng)注意：雷達會導致人體傷害。 此雷達衰減現(xiàn)象更嚴重，因此存在強降水時，探測氣象單元的能力降低。因而X-帶雷達應(yīng)該被用作避讓而不是穿越惡劣天氣的工具。新一代氣象雷達裝有： 自動傾角功能，此功能可以根據(jù)飛機的高度自動調(diào)節(jié)雷達天線傾角（參照.1） 圖1 自動傾斜功能或是自動掃描功能，它將沿著飛機的計劃線路不停地進行垂直和水平掃描，保存數(shù)據(jù)并顯示一個三維的氣象圖像。圖2 自動掃描功能 操作標準 最佳操作.1 天線傾角 對于所有氣象雷達，雷達圖象顯示被波束掃到的氣象，為了清楚地理解氣象雷達顯示，應(yīng)該將天線傾角考慮在內(nèi)。圖9 沿雷達光柱的顯示當飛向一個目標時，飛行機組可以使用下面的公式大致計算出飛機上方/下 方云層的垂直高度： h（英尺）=d（海里）*傾斜（度）*100 傾角：是指對應(yīng)于氣象單元影象從顯示上消失時所選擇的傾角。 舉例來說，如果回波在40海里向下傾斜1度時消失，那么云層的垂直高度大約為4000英尺。 圖10 距離/傾角/高度之間的關(guān)系應(yīng)該根據(jù)選擇的ND范圍來調(diào)節(jié)天線傾角。在飛行中的大多數(shù)情況下，最佳的天線俯仰角應(yīng)該使ND雷達圖象上緣顯示部分地面回波，可用GCS功能抑制雜波。然而在起飛或爬升過程中，如果預計飛機上方可能出現(xiàn)惡劣天氣，則應(yīng)該向上調(diào)天線傾角。為了防止過度掃描或掃描不充分，應(yīng)該在改變高度的時候改變天線傾角，裝有自動傾斜功能的雷達除外.2 顯示范圍為了避免大規(guī)模的暴風雨，飛行機組必須在40海里以外的地方做出決定。因此，飛行機組應(yīng)該在ND上選擇足夠的范圍。 在PNF的ND上：選擇足夠的顯示范圍做用于長時間天氣避讓的航道更改計劃（巡航中，通常是160海里或更低） 在PF的ND上，選擇足夠的顯示范圍，以避讓惡劣天氣，并監(jiān)控其嚴重程度（巡航中，通常是80海里或更低） 應(yīng)該利用遠距離和近距離共同決定計劃更改來避讓惡劣天氣。此項技術(shù)可以防止“盲徑”效應(yīng)：即雖然在近距離ND顯示上看，可以安全地進行航道更改；但是在遠距離ND顯示上，卻可能顯示有障礙。 .3 增益氣象雷達面板上的增益旋鈕用于調(diào)節(jié)接收器的敏感度，自動位是增益旋鈕探測標準暴風雨單元的最佳位置。增益調(diào)節(jié)旋鈕的自動（AUTO）或校準（CAL）位是觀察氣象目標的最佳設(shè)定位。人工增益調(diào)節(jié)用于深入分析氣象目標，分析結(jié)束后必須放回CAL（AUTO）位。當需要判斷氣象目標強弱時，機組可以慢慢減小雷達增益并觀察ND上氣象目標的顏色變化，氣象目標的顏色變化會隨著雷達增益的減小由紅色變?yōu)辄S色再變?yōu)榫G色，最后ND上仍為紅色或最后變?yōu)辄S色的氣象目標就是能量最強的氣象目標。 圖14 獲取減少效應(yīng) 預防策略應(yīng)該通過觀察雷達回波的形狀和顏色來辨別含有冰雹的暴風雨。應(yīng)該使用人工增益功能進行深入的分析，但之后一定要重置至CAL(AUTO)位。當飛行在大范圍活躍天氣區(qū)域的時候，可以使用顛簸功能來辨別對流最強的區(qū)域。 飛行機組應(yīng)該定期地掃描： 垂直掃描，按需調(diào)節(jié)天線傾角 水平掃描，按需改變顯示范圍總的來講，上述策略適用于： 利用氣象雷達探測/分析/避讓重要