低空风切变

低空风切变-航空飞行的恶魔   风切变表现为气流运动速度和方向的突然变化。它可以出现在垂直方向上,也可以出现在水平方向上;可以出现在高空,也可以出现在低空。出现在600米以下的叫低空风切变。由于低空风切变具有变化时间短、范围小、强度大等特点,在这种环境中飞行,相应地就要发生突然性的空速变化,空速变化引起了升力变化,升力变化又引起飞行高度的变化。如果遇到空速突然减少,而飞行员又未能立即采取措施,飞机就要掉高度,以致发生飞行事故。由于目前对低空风切变探测难、预报难、航管难等一系列困难,因此,低空风切变在飞机起飞、着陆阶段中对飞行安全威胁极大。
  有资料表明,在1970年-1985年的16年间,在国际定期和非定期航班飞行以及一些任务飞行中,据不完全统计,至少发生过28起与低空风切变有关的飞行事故,绝大多数都发生在飞行高度低于300米的起飞和着陆阶段,其中尤以着陆为最多。在28起飞行事故中,着陆占22起,约占78%;起飞为6起,约占22%。在这28起飞行事故中,现代中、大型喷气运输机的风切变飞行事故比重较大,其中DC-8和B707、727等飞机占了绝大多数。分析飞行事故原因,28起事故中有一半以上与雷暴天气条件下的强风切变有关。
  那么,风切变是怎样对飞机造成影响的呢?我们简单地分析一下在风切变条件下,在空中飞行的飞机所受到各种力的情况。假定飞机开始是顶风飞行的,这时空速、地速和流过机翼表面的气流和产生的升力都是恒定的。地速等于空速减去顶风分量。当飞机进入风切变后,如果原有的逆风突然降为零,空速就要降低,降低值与逆风分量变化相同。这时如果飞机迎角不变,升力也就随之要降低。升力降低的结果使飞机向不平横诸力的合力方向加速。当飞机的总重量变化不大时,由于升力不再与总重量平衡,飞机就要掉高度。显然,这时飞机要保持原有的升力,就必须增大推力,使飞机加速,如果飞机能在一瞬间就加到所需的速度,风切变就不会造成影响,然而问题在于飞机改变速度需要时间,这个时间主要是:飞行员的反应时间、发动机增加(或降低)功率的时间、飞行员操纵飞机改变飞行状态(增大或减小迎角、保持合适的升降速度等)的时间等等。美国曾计算过某大型喷气飞机在风切变条件下改变空速需用的时间。假设飞机在风速为36公里/小时(10M/S)的顶风中飞行,空速为180公里/小时,地速为144公里/小时,突然进入风速为零的区域,空速降低到144公里/小时,在这种情况下,增加地速,使飞机空速恢复到180公里/小时,最少也要176秒钟,而飞机穿过风切变时间只需几秒钟。如果飞行员不能在这几秒钟之内操纵飞机使其高度不致降低过多以便完成增速的话,飞机就有坠毁的危险。
  为什么在飞机着陆时遇到低空风切变容易发生事故呢?波音公司风切变研究组分析原因时指出:一是飞机已经下降到接近地面,改变下滑航经角需要时间,而当遇到严重风切变条件时,等反映过来可能已经没有时间来改变了;二是在风切变情况下,一般天气都非常复杂,飞行员用手操作进行时,工作量很大,他的注意力一般都集中在飞行指引仪的指令,而顾不上其他指示,如垂直航径的仪表,因此,不能早期发现飞机偏离垂直航径;三是进近时逐步回收油门,可能掩盖空速降低的趋势;四是由于天气条件恶劣,飞行员集中精力考虑是否应该落地,而干扰了飞行员判断航径质量的能力。如没有经过有效的风切变训练,这些情况能分散飞行员对有关仪表的注意力;五是飞行员一般具有在颠簸天气飞行的成功经验,而且已经到达预定的落地机场,这种强烈的落地愿望很可能延迟他作出复飞的决定,等他决定时可能已经来不及了。
  通过讨论低空风切变对航空飞行的影响,作为民航飞行人员要加强对风切变,特别是低空风切变的认识,积累处置经验,在天气复杂时,合理分配精力,精心操作,及时果断处置因风切变造成的飞行异常情况,确保航空飞行安全。