风切变

风切变

风切变是一种大气现象,是风速在水平和垂直方向的突然变化。由于速度是矢量,有大小有方向,所以风切变包括水平风的垂直切变,水平风的水平切变以及垂直风的切变。风切变是导致飞行事故的大敌,特别是低空风切变。国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素。

为什么低空风切变会有如此的危害性呢?这是由风切变的本身特性造成的。以危害性最大的微下冲气流为例,它是以垂直风切变为主要特征的综合风切变区。由于在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度,也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧,就产生了特别强的下降气流,被称为微下冲气流。这个强烈的下降气流存在一个有限的区域内,并且与地面撞击后转向与地面平行而变成为水平风,风向以撞击点为圆心四面发散,所以在一个更大一些的区域内,又形成了水平风切变。如果飞机在起飞和降落阶段进入这个区域,就有可能造成失事。比如,当飞机着陆时,下滑通道正好通过微下冲气流,那么飞机会突然的非正常下降,偏离原有的下滑轨迹,有可能高度过低造成危险。当飞机飞出微下冲气流后,又进入了顺风气流,使飞机与气流的相对速度突然降低,由于飞机在着陆过程中本来就在不断减速,我们知道飞机的飞行速度必须大于最小速度才能不失速,突然的减速就很可能使飞机进入失速状态,飞行姿态不可控,而在如此低的高度和速度下,根本不可能留给飞行员空间和时间来恢复控制,从而造成飞行事故。

据统计,风切变飞行事故都发生在300米以下的起飞和着陆飞行阶段,尤其以着陆阶段为甚。占78%。风切变说到底是一个飞机能量管理问题。如当遇到使飞机性能降低的风切变时,飞机如具有机动的能量能加速以克服风切变而改出,就可以转危为安。若飞行高度很低,机动能量余量不足,飞机抗拒不了突然袭来的风切变,则只能失速掉高度以致坠机。反之,飞行高度较高,飞机机动能量余量较大,则往往不易发生不可抗拒的机毁人亡事故。

由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点,从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难,是一个不易解决的航空气象难题。因此,目前对付风切变得最好办法就是避开它。因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。进行风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置,在机场安装风切变探测和报警系统,以及机载风切变探测、告警、回避系统,都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。

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