飛行中的殺手:風切變

2019-11-18     無人機網

去年8月28日,首都航空JD5759北京-澳門航班在澳門機場降落時遭遇風切變,起落架收到嚴重損傷。

事故中損壞的起落架

澳門民航局調查報告稱,事發當天,JD5759在進入澳門國際機場的最後進近階段時很正常,然而,變化突如其來。在飛機從200英尺(即60.96米)下降至5英尺(1.524米)過程中,順風在12秒內從9節(4.63米/秒)變為27節(13.89米/秒),增加18節。

當垂直位移100英尺(30.48米)內發生超過12節(約6.17米/秒)的風速變化時,即被視作嚴重風切變——JD5759在第一次著陸前瞬間突遇嚴重低空風切變,順風急劇增加並有強烈下沉氣流,導致飛機空速和升力下降,而當時澳門機場沒有配備可以探測低空風切變的儀器,因此JD 5759著陸時並未收到塔台報告的低空風切變信息;飛行數據顯示,機載風切變警報也未被觸發。所幸飛機最後備降成功,據機長描述,降落時「飛機就像一下子被拍到了跑道上」。

Q&A

什麼是風切變?

風切變是一種大氣現象,指風向和風速在空中水平或垂直距離上的變化。風切變是導致飛行事故的重要因素,特別是低空風切變對飛機起飛和著陸安全威脅巨大,不僅能使飛機航跡偏離,而且會破壞飛機的穩定性。如果飛行員判斷失誤或者處理不當,常會帶來嚴重後果。

風切變示意圖

風切變有三種類型

水平風的水平切變:即水平風向或風速在水平距離上的變化;

水平風的垂直切變:即水平風向或風速在垂直距離上的變化;

垂直風的切變:即垂直風(升降氣流)在水平或航跡方向上的變化。

其中危害性最大的是下沖氣流,屬於垂直風切變的一種形式,表現為一股強烈的下降氣流。

下沖氣流

對飛機起飛和著陸安全威脅最大的是低空風切變,即發生在著陸進場或起飛爬升階段的風切變。它不僅能使飛機航跡偏離,而且可能使飛機失去穩定。如果駕駛員判斷失誤和處置不當,則常會產生嚴重後果。

Q&A

風切變是如何產生的?

1 雷暴

雷暴的下降氣流在不同區域可能會造成兩種不同的低空風切變。一種是發生在雷暴單體下面,由下擊暴流造成,這種風切變範圍小、壽命短但是強度大。另一種是雷雨中的下沖氣流到達地面後,形成強烈的冷性氣流向四處傳播,有時可到達離雷暴雲20km以外的地方。這種低空風切變由於沒有其它明顯可見的天氣現象,飛行員往往不易發現,所以對飛行的威脅也相對較大。

2 鋒面

鋒面是產生風切變最多的氣象條件。一般說來,在鋒兩側溫差大和(或)移動速度快的鋒面附近,都會產生較強的風切變。

冷鋒移經機場時,低空風切變伴隨鋒面一起或稍後出現。這時風切變常常持續時間較短,但強冷鋒及強冷鋒後大風區內的低空風切變往往比較嚴重。

相反與暖鋒相伴隨的低空風切變,由於暖鋒移動較慢,所以在機場上空持續時間相對較長,同時也可能出現在距鋒較遠的地方。

3 輻射逆溫型的低空急流

當晴夜產生強輻射逆溫時,逆溫層阻擋了風速向下的動量傳遞,使地面風很弱,而且風向多變,這樣就在地面附近與上層氣流之間形成了較大的風切變。從總體上說,這種風切變強度比雷暴或鋒面的風切變要小得多,而且比較有規律,一般秋冬兩個季節較多,對夜間和拂曉時分的飛行活動有一定的影響。

4 地形和地物

當起降場地周圍地形地物複雜時,常有由於局地地形環境條件產生的低空風切變。在山地波存在的情況下,山脊的背風一側常有冷空氣滯留在平地上,處於盆地的起降場地,如果加上低空逆溫層的作用,就更容易產生水平風的垂直切變;如果起降場地一側靠山,另一側地勢開闊,在某種盛行風情況下,可以產生明顯的水平風的水平切變。

當陣風風速比其平均值增減5m/s以上時,或大風吹過跑道附近的高大建築物時,就會產生局地性風切變。

Q&A

如何應對風切變?

風切變飛行事故都發生在300米以下的起飛和著陸飛行階段,尤其以著陸階段為甚。遇到風切變時,飛機如具有機動能量能加速以克服風切變,就可以轉危為安。若飛行高度很低,機動能量餘量不足,飛機抗拒不了突然襲來的風切變,則會失速以致墜機。

由於風切變現象具有時間短、尺度小、強度大的特點,是一個不易解決的航空氣象難題。目前,對付風切變的最好辦法就是設法避開它。一般機場和飛機上都安裝有風切變探測和報警系統

風廓線雷達

風廓線雷達就是一種能夠探測低空風切變的氣象觀測設備。通常設置在機場,可以為進場和離場的飛機提供風切變預測,減少飛行事故。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/fMm0f24BMH2_cNUgktdV.html