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低空风切变的飞行操纵
风切变是一种大气自然现象,是指风向和风速在特定方向上的变化,一般特指在短时间、短距离内的变
化。
在航空气象学中,600m以下的空气层中,风向和风速突然改变的现象称为低空风切变。低空风切变是
目前国际航空界和气象界公认的对飞行安全有重大影响的气象现象之一,也是航空界公认的飞机在起飞和着
陆阶段的“杀手”。据美国国家运输安全委员会统计,自1975年以来,由于天气原因在美国发生的恶性空难
事故中,大约80%是低空风切变造成的。
低空风切变由于发生突然、时间短、尺度小、强度大,当飞机遇上时,往往由于飞行高度太低,缺乏足
够的空间进行机动而发生事故。所以,为了保证飞行安全,只有充分了解低空风切变的特性,才能避免和减
小低空风切变对飞行的危害。
一、风切变的分类
风切变按照类型、强度以及与飞机飞行轨迹之间的关系有不同的分类方法。风切变按类型可分为水平风
切变和垂直风切变。水平风切变是指水平两点间风速或风向的突然变化;垂直风切变是指垂直两点间风速或
风向的突然变化。
按照飞行航迹,风切变可分为顺风切变、逆风切变、侧风切变和升降气流切变。
顺风切变是指飞机从小的顺风进入大的顺风区域,或从逆风进入无风或顺风区域,以及从大的逆风进入
小的逆风区域,突变的风速、风向使飞机的空速迅速减小,升力下降,飞机下沉,危害较大。
逆风切变是指飞机从小的逆风进入大的逆风区域或从顺风进入无风区,以及从大的顺风区进入小的顺风
区,逆风切变与顺风切变对飞机产生的效果相反,会使飞机的升力增加、飞机上升,危害性相对较小些。
侧风切变是指飞机从有侧风或无侧风状态进入另一种明显不同的侧风状态,侧风有左、右侧风之分,可
使飞行发生侧滑、滚转和偏转,对飞机起飞与着陆有一定的危害。
升降气流切变是指飞机从无明显的升降气流区进入强烈的升降气流区。升降气流切变包括上升气流切变
和下降气流切变。当下降气流速度大于3.6m/s时,称为下冲气流切变,相当于一般的喷气飞机在离地约90m
高度的起飞上升率或着陆下降率。下冲气流切变会使飞机急剧下沉,对飞机危害很大。
风切变强度是指单位距离或高度上风速的变化值。按照风切变的强度,低空风切变一般分为轻度、中度、
强烈和严重4类。
二、低空风切变对飞机起飞着陆的影响
起飞时遭遇风切变的危险是飞机失速,起飞中由于飞机不断加速,高度不断增加,飞行员无需判断,只
需推大油门以争取飞机的速度和高度即可,处理上比着陆下降中遇到风切变更容易些。而着陆时遭遇风切变
要求飞行员及早判断,并视情改变着陆操纵策略,着陆时由于风切变发生的事故更多。
(1)顺风切变对起飞着陆的影响
在稳定风场中,飞机的飞行速度即为飞机相对于空气的速度。但当飞机遭遇风切变时,在飞行速度不变
的情况下,飞机的空速要发生变化。当飞机起飞或下降过程中进入顺风切变时,比如从强逆风突然转为弱逆
风,或从逆风突然转为无风或顺风时,飞机的空速会降低,升力明显减小,从而可能会导致飞机掉高度。
当飞机在进近着陆过程中遇到顺风切变,飞行员应及时加油门增速,并带杆减小下降角。由于飞机迎角、
速度增大,飞机升力增加,飞行轨迹向上弯曲,当飞机超过正常下滑线后,再松杆增大下滑角,并收小油门,
使飞机按原来的下降速度沿正常下滑线下滑。但是如果风切变的高度很低,飞行员可能来不及修正,或仅完
成一半的修正动作,飞机将以大速度接地,有可能冲出跑道,造成事故。因此顺风切变,危害较大。
(2)逆风切变对起飞着陆的影响
1
飞机在起飞或者着陆下降过程中进入逆风切变层时,如从强顺风突转为弱顺风,或从顺风突转为无风或
逆风,这时飞机空速迅速增大,升力明显增加,飞机被突然抬升而脱离正常上升轨迹或下滑线。
着陆中遇到逆风切变,飞行员应尽早收油门,利用侧滑等方法增大阻力,使飞机减速,并推杆增大下降
角,使飞机下降到正常下滑线之下,然后再带杆回到正常的下滑线下,同时前推油门杆,使飞机沿正常下滑
线下降。相比顺风切变,逆风切变的危害性小。
(3)侧风切变对起飞着陆的影响
飞机在起飞或着陆下滑时,如果遭遇侧风切变,飞机将产生侧滑和坡度,会使飞机偏离预定上升或下滑
着陆方向。着陆过程中如果侧风切变层高度较低,飞行员来不及修正,飞机会带坡度或偏航接地,直接影响
着陆后的滑行方向和安全。
(4)升降气流切变对起飞着陆的影响
飞机在起飞和下滑着陆时,具有