微下沖氣流對飛行安全的影響

1、微下沖氣流對飛行安全的影響摘要:對飛行安全影響較大的主要是大氣紊流和風(fēng)切變，尤其以低空風(fēng)切變危害最大，微下沖氣流則是最危險的低空風(fēng)切變形式。為了回避和改出危險的微下沖氣流，必須對其一定的認(rèn)識和了解。本文從低空風(fēng)切變的基本概念入手，既而闡述微下沖氣流的形成原因、特點等,分析其對飛行安全的影響。關(guān)鍵詞:低空風(fēng)切變微下沖氣流目前，國際航空界和氣象界已經(jīng)公認(rèn)的微下沖氣流是危及飛機(jī)低空飛行安全的最重要因素之一。多起空難事故表明，微下沖氣流對民用和軍用飛機(jī)的起飛和著陸都有極大的危害。1975年6月在紐約肯尼迪國際機(jī)場，一架B-727飛機(jī)著陸時墜毀，死亡113人。這次航空史上著名的空難事故的罪魁禍?zhǔn)拙褪俏⑾?/p>

2、沖氣流。從1968年至1986年間，美國航空總死亡人數(shù)中約有40%死于低空風(fēng)切變事故。經(jīng)美國國家研究委員會(NRC)1983年確認(rèn)的與風(fēng)切變有關(guān)的51次飛行事故中,65%的風(fēng)切變事故與雷雨有關(guān),且通常都會有微下沖氣流。1低空風(fēng)切變的基本概念1.1低空風(fēng)切變的定義風(fēng)切變(WindShear)即風(fēng)的變化，是指空間任意兩點之間風(fēng)向和風(fēng)速隨位置和時間不同而突然變化低空風(fēng)切變是指發(fā)生離地高度在600m以下的風(fēng)切變。按照低空風(fēng)切變的物理原因，低空風(fēng)切變可分成峰面風(fēng)切變，與地面強(qiáng)風(fēng)有關(guān)的風(fēng)切變以及與對流風(fēng)暴有關(guān)的風(fēng)切變。對流風(fēng)暴形成的風(fēng)切變對空中交通危害最大，表現(xiàn)為對流形式的下沖氣流。1.2微下沖氣流的形成

3、原因微下沖氣流的形成與人們常見的雷暴云有關(guān)。它與雷暴云的上沖和崩潰緊密相關(guān)。上升氣流在其上升和上沖的過程中，從高層大氣中獲得水平動能。隨著上沖高度的增加，上升氣流的動能變?yōu)槲荒埽ū憩F(xiàn)為重冷的云頂）而被儲存起來。一旦云頂崩潰，位能又重新變?yōu)橄鲁翚饬鞯膭幽?。重冷云頂?shù)谋罎⑷Q于雷暴云下颮線的移動。颮線鋒形成后，它加速向前部的上升氣流區(qū)移動。隨著颮線遠(yuǎn)離雷暴云母體，維持上升氣流的暖濕氣流供應(yīng)逐漸被颮線鋒切斷，于是，上升氣流迅速消失重冷云頂下沉，產(chǎn)生下沉氣流。下沉氣流由于從砧狀云頂以上卷夾了移動快、濕度小的空氣，增加了下沉氣流內(nèi)部的蒸發(fā)，同時，這個下沉氣流的單體，由于吸收了巨大的水平動量，而迅速向前推

4、進(jìn)。這樣，形成的下沉氣流到達(dá)地面時，就可以形成微下沖暴流。1.3微下沖氣流的特點微下沖氣流是屬于下沖氣流的一種，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，猶如一股強(qiáng)烈的噴射流自天空垂直指向地面，碰撞地面后四處溢散，形成一股軸對稱的水平方向的直線型外流，如圖1所示,其作用范圍直徑小于5km,持續(xù)時間只有1min5min。根據(jù)風(fēng)速的大小，把垂直向下的風(fēng)分成下沉氣流和下沖氣流。后者是指氣流沖向地面輻散后引起的地面上水平風(fēng)速超過17.88m/s的風(fēng)。有時，直接按垂直風(fēng)速劃分。當(dāng)垂直風(fēng)速大于

5、3.6m/s（離地面91m高處）時稱之為下沖氣流（如圖1）。2微下沖氣流對飛行安全的影響微下沖氣流的水平漩渦除包涵下降氣流外，還包含強(qiáng)烈的上升氣流。當(dāng)飛機(jī)在低空穿越微下沖氣流的時，會先遇到逆風(fēng)，后是順風(fēng),因而會引起空速和迎角的變化。以下從受力的變化情況來分析，假定著陸未受風(fēng)暴影響時，飛行員按預(yù)定的下滑航跡角和空速降飛機(jī)配平，當(dāng)飛機(jī)穿入暴風(fēng)區(qū)，遭遇逆風(fēng)，飛機(jī)相對空速增加，使全機(jī)升力增加，于是飛機(jī)開始偏離預(yù)定下滑航跡上升。為使飛機(jī)回到預(yù)定航跡，飛行員通常推桿和關(guān)小油門企圖使飛機(jī)減速和低頭。當(dāng)飛機(jī)繼續(xù)前飛近暴核中心時,受側(cè)風(fēng)和垂直風(fēng)越大，但逆風(fēng)逐漸減小至零。穿過中心后，水平方向的風(fēng)變成順風(fēng)且越大，飛

6、機(jī)的相對空速越小，全機(jī)升力隨之減小，飛機(jī)迅速掉高，偏離預(yù)定航跡俯沖。為了增速和使飛機(jī)回到預(yù)定航跡，飛行員會加大油門和拉桿使飛機(jī)獲最大升力抬頭向上飛行。由于大型噴氣運(yùn)輸機(jī)的發(fā)動機(jī)時間常數(shù)很大，從小推力狀態(tài)增至大推力狀態(tài)約有6s8s的延遲，所以飛行速度不能很快增加。在較小的飛行速度之下,為了獲得較大的升力，就需要較大的迎角，即進(jìn)一步拉桿。這是，由于側(cè)向也要糾偏，如果操縱過度就可能使飛機(jī)失速，升力進(jìn)一步減小，飛機(jī)失控而墜毀。3結(jié)語本文介紹了微下沖氣流的特點、形成原因。分析微下沖氣流對飛行安全的影響。由此可見，缺乏應(yīng)對該氣象條件的飛行員穿越微下沖氣流是非常危險的。為了安全起見，建議氣象進(jìn)一步展開研究探測和預(yù)告微下沖氣流的技術(shù)。參考文獻(xiàn)肖業(yè)倫，金長江大氣擾動中的飛行原理M.國防工業(yè)出版社，1993.朱上