第六章-第一次課_低空風(fēng)切變

1、第六章 中低空飛行的大氣環(huán)境第一節(jié) 低空風(fēng)切變低空風(fēng)切變的事故武航6.22空難 2000年6月22日，武漢航空公司Y-7/B3479號飛機執(zhí)行恩施武漢（漢口）的航班任務(wù)。飛機13時37分從恩施起飛。因遇雷雨天氣，在漢口機場第一次降落不成功，飛機復(fù)飛拉升，于14時54分失去聯(lián)系。16時左右接到報告，該機在武漢市漢陽區(qū)永豐鄉(xiāng)四臺村附近墜毀失事，44人全部遇難。 客機墜地時將漢江南岸一泵船撞毀，當(dāng)時在船上作業(yè)的7人全部遇難。事故經(jīng)過 6月月22日，日，15歲的歲的雙胞雙胞胎姐妹胎姐妹唐文娟、唐秀娟唐文娟、唐秀娟和媽媽向吉平從恩施乘和媽媽向吉平從恩施乘武航班機前往武漢，準武航班機前往武漢，準備為當(dāng)兵的

2、哥哥唐雨露備為當(dāng)兵的哥哥唐雨露慶祝生日，不料母女慶祝生日，不料母女3人人在在“622”空難中全部遇空難中全部遇難。難。6月月24日，父親唐開日，父親唐開旺旺(中中)聞訊趕至武漢，悲聞訊趕至武漢，悲痛至極，和兒子唐雨露痛至極，和兒子唐雨露(左左)哭成了淚人。哭成了淚人。 6月25日上午，武航6.22空難事故原因調(diào)查組請湖北省氣象局和民航局六位專家趕赴現(xiàn)場對空難事故現(xiàn)場進行了物象考察。中新社照片 據(jù)現(xiàn)場物象考察，并結(jié)合氣象資料初步分析認為，此處是風(fēng)力最強之地，最大風(fēng)速達25m/s以上。 6月22日13:46時武漢天河機場氣象雷達顯示的雷暴云平面圖象 6月22日14:33時 武漢天河機場氣象雷達顯示

3、的雷暴云高度圖象飛機墜毀前40秒的高度曲線圖 綜合分析各種氣象資料，并參考物象情況，初步認為22日14時至15時30分在飛機空難現(xiàn)場曾出現(xiàn)微下?lián)舯┝鳎a(chǎn)生了強烈的低空風(fēng)切變一、低空風(fēng)切變的基本知識 （一）低空風(fēng)切變1.風(fēng)切變： 近距離內(nèi)空間兩點間的平均風(fēng)矢量的差值稱為風(fēng)切變。2.低空風(fēng)切變： 在高度600米以下的風(fēng)切變 風(fēng)切變的計算 設(shè) 、 分別為上、下兩層的風(fēng)速， 為上、下兩層的風(fēng)向差，風(fēng)切變值 為：1u2ucos2212221uuuu風(fēng)切變的計算 在不考慮風(fēng)向時，則按下式計算：12uu 風(fēng)切變的空間表現(xiàn)形式 1.水平風(fēng)的垂直切變 2.水平風(fēng)的水平切變 3.垂直風(fēng)的切變 水平風(fēng)的垂直切變 指

4、在垂直方向上，一定距離內(nèi)兩點之間的水平風(fēng)速和（或）風(fēng)向的改變 。水平風(fēng)的水平切變水平風(fēng)的水平切變：在水平方向上兩點之間的水平風(fēng)速和（或）風(fēng)向的改變 垂直風(fēng)的切變 指上升或下降氣流（垂直風(fēng)）在水平方向上兩點之間的改變。（二）低空風(fēng)切變的分類 根據(jù)飛機的運動相對于風(fēng)矢量之間的各種不同情況，把風(fēng)切變分為： 順風(fēng)切變 逆風(fēng)切變 側(cè)風(fēng)切變 垂直風(fēng)的切變 1.順風(fēng)切變 飛機在起飛或著陸過程中，水平風(fēng)的變量對飛機來說是順風(fēng) 例如： 飛機從逆風(fēng)進入順風(fēng) 從小順風(fēng)進入大順風(fēng) 順風(fēng)切變示意圖2.逆 風(fēng) 切 變 水平風(fēng)的變量對飛機來說是逆風(fēng)例如： 飛機從無風(fēng)進入逆風(fēng) 從順風(fēng)進入逆風(fēng)逆風(fēng)切變示意圖3.側(cè) 風(fēng) 切 變指

5、的是飛機從一種側(cè)風(fēng)或無側(cè)風(fēng)狀態(tài)，進入另一種明顯不同的側(cè)風(fēng)狀態(tài)。側(cè)風(fēng)切變示意圖4.垂直風(fēng)的切變飛機從無明顯的升降氣流區(qū)，進入強烈的升降氣流區(qū)域的情形。垂直風(fēng)切變示意圖下?lián)舯┝髦械娘L(fēng)切變 對起落構(gòu)成嚴重威脅的是雷暴云下的下?lián)舯┝?，其中不僅有明顯的垂直風(fēng)切變，還有強烈的水平風(fēng)切變，常出現(xiàn)嚴重事故。 （三）低空風(fēng)切變的強度 1.1.水平風(fēng)的垂直切變強度標準水平風(fēng)的垂直切變強度標準 2.2.水平風(fēng)的水平切變強度標準水平風(fēng)的水平切變強度標準3.3.垂直風(fēng)切變的強度標準垂直風(fēng)切變的強度標準 1.水平風(fēng)的垂直切變 空氣層垂直厚度取30米，風(fēng)資料取2分鐘左右的平均值 0.1(1S)以上的垂直切變就會對噴氣式運輸

6、機帶來威脅。 水平風(fēng)的垂直切變強度標準 強度 等級 數(shù)值標準 米米/ /秒秒/30/30米米 1/ 1/秒秒輕度0-20-20-0.070-0.07中度2.1-42.1-40.08-0.130.08-0.13強烈4.1-64.1-60.14-0.20.14-0.2嚴重660.20.2 2.水平風(fēng)的水平切變強度標準 水平風(fēng)水平切變值 2.6（米秒-1）千米 可作為能對飛行構(gòu)成危害的強度標準3.垂直風(fēng)切變的強度標準 垂直風(fēng)的切變強度，在相同的空間距離內(nèi)主要由垂直風(fēng)本身的大小來決定。 對飛行安全危害最大的是強下降氣流，是以下降氣流速度和到達地區(qū)的輻散值來確定的。 垂直風(fēng)切變的強度標準下降氣流下降氣流

7、下沖氣流下沖氣流9191米高度上的下降速米高度上的下降速度度3.63.63.6米米/ /秒秒800800米直徑內(nèi)的輻散值米直徑內(nèi)的輻散值 144/144/144/時時 二、產(chǎn)生低空風(fēng)切變的天氣條件 （一）雷暴 （二）鋒面 （三）輻射逆溫型的 低空急流（四）地形地物 （一）雷暴雷暴的下降氣流在不同的區(qū)域可造成兩種不同的風(fēng)切變 ：1.雷暴單體下面，由下?lián)舯┝髟斐傻娘L(fēng)切變2.下沖氣流到達地面后形成強烈的冷性外流微暴產(chǎn)生的低空風(fēng)切變對飛機進近時的影響微暴產(chǎn)生的低空風(fēng)切變對飛機進近時的影響（二）鋒面穿過鋒面時，將碰到突然的風(fēng)速和風(fēng)向變化，強冷鋒及鋒后大風(fēng)區(qū)存在嚴重的低空風(fēng)切變。產(chǎn)生較強的風(fēng)切變的鋒面附近

8、： 鋒移動快（55千米小時） 鋒兩側(cè)溫差大（5） （三）輻射逆溫型的（三）輻射逆溫型的低空急流逆溫層上強風(fēng)的形成-夜間急流 逆溫層阻擋了風(fēng)速向下的動量逆溫層阻擋了風(fēng)速向下的動量傳遞，使地面風(fēng)很弱，而且風(fēng)向多傳遞，使地面風(fēng)很弱，而且風(fēng)向多變，這樣就在地面附近與上層氣流變，這樣就在地面附近與上層氣流之間形成了較大的風(fēng)切變之間形成了較大的風(fēng)切變 輻射逆溫與夜間急流（四）地形地物 機場周圍山脈較多或地形地物復(fù)雜 時，常有由于環(huán)境條件產(chǎn)生的低空風(fēng)切變。局地性風(fēng)切變的產(chǎn)生。大風(fēng)吹過機場附近的建筑物三、低空風(fēng)切變對起飛著陸的影響 （一）低空風(fēng)切變飛行事故的特征 （二）低空風(fēng)切變對著陸的影響低空風(fēng)切變與飛行安

9、低空風(fēng)切變與飛行安全全日 期 飛機型號所屬企業(yè)地 點飛行階段事 故 性 質(zhì)備 注 1959年10月11日 伊爾14/ 646 蘭州管理局烏魯木齊 進 場二 等 地面風(fēng)15-18M/S，陣風(fēng)20M/S,有揚沙, 當(dāng)飛機降至25米高時進入揚沙中, 然后觸地1983年 4月4日空中國王-200 直升機公司廣州白云 上 升一 等 遇低空風(fēng)切變, 失速墜地 1987年6月18日 農(nóng)夫/8502黑龍江農(nóng)場總局黑龍江853農(nóng)場低空作業(yè)二 等 遇到下沉氣流, 操作不當(dāng)1988年 8月31日 三叉戟/2218廣州管理局香港啟德著 陸 一 等 飛機進近中遇到大暴雨和不穩(wěn)定氣流, 跑道能見度極差 1990年6月2日

10、 運七/3473 通航公司山西太原進 場復(fù)飛, 備降長治懸球狀云和雨幡,地面風(fēng)多變,在250米的高度復(fù)飛,掉到20米。（一）低空風(fēng)切變飛行事故的特征1.風(fēng)切變事故都發(fā)生在飛行高度低于300米的起飛和著陸飛行階段，其中尤以著陸 為最多；2.現(xiàn)代大、中型噴氣運輸機的風(fēng)切變飛行 事故比重較大；3.風(fēng)切變事故與雷暴天氣條件關(guān)系密切； 4.風(fēng)切變飛行事故的出現(xiàn)時間和季節(jié)無一 定的規(guī)律。 （二）低空風(fēng)切變對著陸的影響1、順風(fēng)切變對著陸的影響2、逆風(fēng)切變對著陸的影響3、側(cè)風(fēng)切變對著陸的影響4、垂直風(fēng)切變對著陸的影響影響飛機升力的因素 設(shè) 為空氣密度， 為飛機的空速 為機翼面積，飛機的升力為 ，則 這里 是升

11、力系數(shù)。vSYYCSvCYY2211.順風(fēng)切變對著陸的影響順風(fēng)切變使飛機空速減小，升力下降，飛機下沉。不同高度的順風(fēng)切變著陸（參看課本141頁）2.逆風(fēng)切變對著陸的影響飛機的空速突然增大，升力也增大，飛機抬升。不同高度的逆風(fēng)切變著陸（參看課本142頁）3.側(cè)風(fēng)切變對著陸的影響側(cè)風(fēng)切變對著陸的影響飛機發(fā)生側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)而對不準跑道。4.垂直風(fēng)的切變對著陸的影響垂直風(fēng)的切變對著陸的影響 飛機突然下沉容易發(fā)生事故 昆明機場低空風(fēng)切變事故1991年4月25日,B757/2801號飛機在昆明機場著陸過程中,因遇到低空風(fēng)切變,導(dǎo)致飛機重著陸,飛機嚴重損壞.修復(fù)費用達330萬美元。風(fēng)切變舉例 1983年4

12、月4號早晨白云機場多層積云，云底高于630米，地面有23米/秒的偏南風(fēng)。但到了10：30分左右，一片黑云（積雨云）從西 邊移來，天空很快轉(zhuǎn)暗。10：42分黑云壓至機場上空，隨之一陣風(fēng)速12米/秒、風(fēng)向300度的大風(fēng)掠過機場，幾分鐘后風(fēng)力就明顯減小。10：47分，“空中國王200”由南向北起飛。據(jù)當(dāng)時的通話記錄表明，飛機起飛后即遇到了下沖氣流，準備在150米高度左轉(zhuǎn)通場進入航線。到了10：50分，即起飛后約3分鐘，飛機墜毀，機組3人，乘客5人全部遇難。四、低空風(fēng)切變的判定和處置 1.目視判別2.座艙儀表判別 3.用機載專用設(shè)備探測低空風(fēng)切變 （一）如何判斷低空風(fēng)切變1. 目 視 判 別 （1）雷

13、暴冷性外流氣流的沙暴堤（2）雷暴云體下的雨幡（3）滾軸狀云（4）強風(fēng)吹倒樹木和莊稼雷暴冷性外流氣流的沙暴堤 雷暴冷性外流氣流前緣的強勁氣流會把地面的塵土吹起相當(dāng)?shù)母叨龋㈦S氣流移動 。雷暴云體下的雨幡 雷暴云體下的雨幡是有強烈下降氣流的征兆。 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┝饕苍綇?雷暴云下的雨幡滾軸狀云 在雷暴型和強冷鋒型風(fēng)切變中，強的冷性外流往往有明顯的渦旋運動結(jié)構(gòu)，并伴有低空滾軸狀云。 滾軸狀云的形成滾軸狀云強風(fēng)吹倒樹木和莊稼 強風(fēng)或下?lián)舯┝魉档沟某善瑯淞趾颓f稼，其倒伏方向會呈現(xiàn)出氣流的流動狀況 強風(fēng)吹倒樹木和莊稼2.座艙儀表判別 （1）空速表 （2）高

14、度表 （3）升降速率表 （4）俯仰角度指示器空速表 飛機遭遇風(fēng)切變時空速表指示一般都會發(fā)生急劇變化。 美國波音公司規(guī)定，當(dāng)空速表指示值突然改變2837千米小時，應(yīng)中止起飛或不作進近著陸。 高度表 飛機在下滑過程中高度表指示出現(xiàn)異常，大幅度偏離正常高度值時，必須立即采取措施，及時拉起。 （3）升降速率表 如果見到升降速率表指示異常，特別是下沉速率明顯加大時，必須充分注意。 美國波音公司建議在下降速度短時內(nèi)改變值達164米分（500英尺分）時，即認為遇到強風(fēng)切變，飛行員應(yīng)采取復(fù)飛等相應(yīng)措施。（4）俯仰角度指示器 一旦遭遇風(fēng)切變，俯仰角指示將迅速發(fā)一旦遭遇風(fēng)切變，俯仰角指示將迅速發(fā)生變化，變化越快、

15、越大，則危害越大。生變化，變化越快、越大，則危害越大。 美國波音公司規(guī)定，俯仰角指示突然改美國波音公司規(guī)定，俯仰角指示突然改變超過變超過5時，即認為遭遇強風(fēng)切變，應(yīng)時，即認為遭遇強風(fēng)切變，應(yīng)停止進近而復(fù)飛。停止進近而復(fù)飛。 3.用機載專用設(shè)備探測 機載低空風(fēng)切變警報系統(tǒng) 紅外輻射計機載風(fēng)切變探測系統(tǒng) 機載脈沖多普勒激光雷達 機載風(fēng)切變警報系統(tǒng) 使用垂直、縱向加速度計，把風(fēng)切變對飛機影響的垂直部分和縱向部分結(jié)合起來，結(jié)合機上可供使用的其他數(shù)據(jù)來計算飛機的推力余量。當(dāng)推力余量下降到規(guī)定值以下時，該系統(tǒng)就發(fā)出警報。 紅外輻射計機載風(fēng)切變探測系統(tǒng) 利用裝在機頭部位的前視紅外輻射計和側(cè)視紅外輻射計，分別探測出前方1020km和側(cè)方200m范圍內(nèi)的溫度值加以比較，根據(jù)兩者的溫度差確定風(fēng)切變的大小。它可用于測定雷暴外流氣流的陣風(fēng)鋒。 機載