第三講中低空飛行的大氣環(huán)境匯總

1、第六章 中低空飛行的大氣環(huán)境第一節(jié) 低空風(fēng)切變低空風(fēng)切變的事故武航6.22空難 2000年6月22日，武漢航空公司Y7/B3479號(hào)飛機(jī)執(zhí)行恩施武漢（漢口）航班任務(wù)。13時(shí)37分飛機(jī)從恩施起飛。因遇雷雨天氣，飛機(jī)在漢口機(jī)場(chǎng)第一次降落不成功，復(fù)飛拉升，于14時(shí)54分失去聯(lián)系。16時(shí)左右接到報(bào)告，該機(jī)在武漢市漢陽(yáng)區(qū)永豐鄉(xiāng)四臺(tái)村附近墜毀失事，機(jī)組4人，乘客38人全部遇難。事故經(jīng)過(guò) 6月25日上午，武航6.22空難事故原因調(diào)查組請(qǐng)湖北省氣象局和民航局請(qǐng)六位專(zhuān)家趕赴現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空難事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了物象考察。中新社照片 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)物象考察，并結(jié)合氣象資料初步分析認(rèn)為，此處是風(fēng)力最強(qiáng)之地，最大風(fēng)速達(dá)25m/s以上。 6

2、月22日13:46時(shí)武漢天河機(jī)場(chǎng)氣象雷達(dá)顯示的雷暴云平面圖象 6月22日14:30時(shí) 武漢天河機(jī)場(chǎng)氣象雷達(dá)顯示的雷暴云平面圖象 6月22日14:33時(shí) 武漢天河機(jī)場(chǎng)氣象雷達(dá)顯示的雷暴云高度圖象 6月22日14:36時(shí) 武漢天河機(jī)場(chǎng)氣象雷達(dá)顯示的雷暴云高度圖象衛(wèi)星云圖資料表明： 22日13時(shí)至18時(shí)，沿南京-武漢-長(zhǎng)沙，有一條對(duì)流云帶緩慢向東移動(dòng)，發(fā)展迅速；最強(qiáng)的冷云中心在武漢與長(zhǎng)沙之間，次強(qiáng)的冷云中心在武漢地區(qū)上空，14時(shí)至15時(shí)在武漢地區(qū)上空產(chǎn)生螺旋云帶。這與500hpa的高空冷槽和850hpa切變線相對(duì)應(yīng)，并與實(shí)況中雷雨的持續(xù)時(shí)間較一致。 飛機(jī)墜毀前40秒的高度曲線圖 綜合分析各種氣象資料

3、，并參考物象情況，初步認(rèn)為22日14時(shí)至15時(shí)30分在飛機(jī)空難現(xiàn)場(chǎng)曾出現(xiàn)微下?lián)舯┝鳎a(chǎn)生了強(qiáng)烈的低空風(fēng)切變。一、低空風(fēng)切變的基本知識(shí) （一）風(fēng)切變和低空風(fēng)切變1.風(fēng)切變： 近距離內(nèi)空間兩點(diǎn)間的平均風(fēng)矢量的差值稱(chēng)為風(fēng)切變。2.低空風(fēng)切變： 在高度600米以下的風(fēng)切變 風(fēng)切變的計(jì)算 設(shè) 、 分別為上、下兩層的風(fēng)速， 為上、下兩層的風(fēng)向差，風(fēng)切變值 為：1u2ucos2212221uuuu風(fēng)切變的計(jì)算 在不考慮風(fēng)向時(shí)，則按下式計(jì)算：12uu 風(fēng)切變的空間表現(xiàn)形式 1.水平風(fēng)的垂直切變 2.水平風(fēng)的水平切變 3.垂直風(fēng)的切變 水平風(fēng)的垂直切變 指在垂直方向上，一定距離內(nèi)兩點(diǎn)之間的水平風(fēng)速和（或）風(fēng)向的

4、改變 。水平風(fēng)的水平切變水平風(fēng)的水平切變：在水平方向上兩點(diǎn)之間的水平風(fēng)速和（或）風(fēng)向的改變 垂直風(fēng)的切變 指上升或下降氣流（垂直風(fēng)）在水平方向上兩點(diǎn)之間的改變。（二）低空風(fēng)切變的分類(lèi) 根據(jù)飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于風(fēng)矢量之間的各種不同情況，把風(fēng)切變分為： 順風(fēng)切變 逆風(fēng)切變 側(cè)風(fēng)切變 垂直風(fēng)的切變 1.順風(fēng)切變 飛機(jī)在起飛或著陸過(guò)程中，水平風(fēng)的變量對(duì)飛機(jī)來(lái)說(shuō)是順風(fēng) 例如： 飛機(jī)從逆風(fēng)進(jìn)入順風(fēng) 從小順風(fēng)進(jìn)入大順風(fēng) 順風(fēng)切變示意圖2.逆 風(fēng) 切 變 水平風(fēng)的變量對(duì)飛機(jī)來(lái)說(shuō)是逆風(fēng) 例如： 飛機(jī)從無(wú)風(fēng)進(jìn)入逆風(fēng) 從順風(fēng)進(jìn)入逆風(fēng)逆風(fēng)切變示意圖3.側(cè) 風(fēng) 切 變 指的是飛機(jī)從一種側(cè)風(fēng)或無(wú)側(cè)風(fēng)狀態(tài)進(jìn)入另一種明顯不同的側(cè)

5、風(fēng)狀態(tài)側(cè)風(fēng)切變示意圖4.垂直風(fēng)的切變 飛機(jī)從無(wú)明顯的升降氣流區(qū)進(jìn)入強(qiáng)烈的升降氣流區(qū)域的情形垂直風(fēng)切變示意圖下?lián)舯┝髦械娘L(fēng)切變 對(duì)起落構(gòu)成嚴(yán)重威脅的是雷暴云下的下?lián)舯┝?，其中中不僅有明顯的垂直風(fēng)切變，還有強(qiáng)烈的水平風(fēng)切變，常出現(xiàn)嚴(yán)重事故。 （三）低空風(fēng)切變的強(qiáng)度 1.1.水平風(fēng)的垂直切變強(qiáng)度水平風(fēng)的垂直切變強(qiáng)度 2.2.水平風(fēng)的水平切變強(qiáng)度水平風(fēng)的水平切變強(qiáng)度 3.3.垂直風(fēng)切變的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)垂直風(fēng)切變的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 水平風(fēng)的垂直切變 空氣層垂直厚度取30米，風(fēng)資料取2分鐘左右的平均值 0.1 “1秒”以上的垂直切變就會(huì)對(duì)噴氣式運(yùn)輸機(jī)帶來(lái)威脅。 1.水平風(fēng)的垂直切變強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 強(qiáng)度 等級(jí) 數(shù)值標(biāo)準(zhǔn) 米米/

6、 /秒秒/30/30米米 1/ 1/秒秒輕度0-20-20-0.070-0.07中度2.1-42.1-40.08-0.130.08-0.13強(qiáng)烈4.1-64.1-60.14-0.20.14-0.2嚴(yán)重660.20.2 2.水平風(fēng)的水平切變 水平風(fēng)水平切變值 2.6（米秒-1）千米 可作為能對(duì)飛行構(gòu)成危害的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)3.垂直風(fēng)切變的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 垂直風(fēng)的切變強(qiáng)度，在相同的空間距離內(nèi)主要由垂直風(fēng)本身的大小來(lái)決定 對(duì)飛行安全危害最大的是強(qiáng)下降氣流，是以下降氣流速度和到達(dá)地區(qū)的輻散值來(lái)確定的。 垂直風(fēng)切變的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)下降氣流下降氣流下沖氣流下沖氣流9191米高度上的下降速米高度上的下降速度度3.63.63.6

7、米米/ /秒秒800800米直徑內(nèi)的輻散值米直徑內(nèi)的輻散值 144/144/144/時(shí)時(shí) 二、產(chǎn)生低空風(fēng)切變的天氣條件 （一）雷暴 （二）鋒面 （三）輻射逆溫型的輻射逆溫型的 低空急流（四）地形地物 （一）雷暴雷暴的下降氣流在不同的區(qū)域可造成兩種不同的風(fēng)切變 ：1.雷暴單體下面，由下?lián)舯┝髟斐傻娘L(fēng)切變2.下沖氣流到達(dá)地面后形成強(qiáng)烈的冷性外流（二）鋒面穿過(guò)鋒面時(shí)，將碰到突然的風(fēng)速和風(fēng)向變化，強(qiáng)冷鋒及鋒后大風(fēng)區(qū)存在嚴(yán)重的低空風(fēng)切變。產(chǎn)生較強(qiáng)的風(fēng)切變的鋒面附近： 鋒移動(dòng)快（55千米小時(shí)） 鋒兩側(cè)溫差大（5） （三）輻射逆溫型的（三）輻射逆溫型的低空急流逆溫層上強(qiáng)風(fēng)的形成夜間急流 逆溫層阻擋了風(fēng)速向下

8、的動(dòng)逆溫層阻擋了風(fēng)速向下的動(dòng)量傳遞，使地面風(fēng)很弱，而且風(fēng)量傳遞，使地面風(fēng)很弱，而且風(fēng)向多變，這樣就在地面附近與上向多變，這樣就在地面附近與上層氣流之間形成了較大的風(fēng)切變層氣流之間形成了較大的風(fēng)切變 輻射逆溫與夜間急流（四）地形地物 機(jī)場(chǎng)周?chē)矫}較多或地形地物復(fù)雜 處于盆地的機(jī)場(chǎng) 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局地性風(fēng)切變。 機(jī)場(chǎng)正處在山脊的背風(fēng)一側(cè)大風(fēng)吹過(guò)機(jī)場(chǎng)附近的建筑物三、低空風(fēng)切變對(duì)起飛著陸的影響 （一）低空風(fēng)切變的事故特征 （二）低空風(fēng)切變對(duì)著陸的影響 低空風(fēng)切變與飛行安低空風(fēng)切變與飛行安全全日 期 飛機(jī)型號(hào)所屬企業(yè)地 點(diǎn)飛行階段事 故 性 質(zhì)備 注 1959年10月11日 伊爾14/ 646 蘭州管理局烏

9、魯木齊 進(jìn) 場(chǎng)二 等 地面風(fēng)15-18M/S，陣風(fēng)20M/S,有揚(yáng)沙, 當(dāng)飛機(jī)降至25米高時(shí)進(jìn)入揚(yáng)沙中, 然后觸地1983年 4月4日空中國(guó)王-200 直升機(jī)公司廣州白云 上 升一 等 遇低空風(fēng)切變, 失速墜地 1987年6月18日 農(nóng)夫/8502黑龍江農(nóng)場(chǎng)總局黑龍江853農(nóng)場(chǎng)低空作業(yè)二 等 遇到下沉氣流, 操作不當(dāng)1988年 8月31日 三叉戟/2218廣州管理局香港啟德著 陸 一 等 飛機(jī)進(jìn)近中遇到大暴雨和不穩(wěn)定氣流, 跑道能見(jiàn)度極差 1990年6月2日 運(yùn)七/3473 通航公司山西太原進(jìn) 場(chǎng)復(fù)飛, 備降長(zhǎng)治懸球狀云和雨幡,地面風(fēng)多變,在250米的高度復(fù)飛,掉到20米。（一）低空風(fēng)切變的事

10、故特征1.風(fēng)切變事故都發(fā)生在飛行高度低于300米的起飛和著陸飛行階段，其中尤以著陸 為最多。2.現(xiàn)代大、中型噴氣運(yùn)輸機(jī)的風(fēng)切變飛行 事故比重較大。3.風(fēng)切變事故與雷暴天氣條件關(guān)系密切。 4.風(fēng)切變飛行事故的出現(xiàn)時(shí)間和季節(jié)無(wú)一 定的規(guī)律。 （二）低空風(fēng)切變對(duì)著陸的影響1、順風(fēng)切變2、逆風(fēng)切變3、側(cè)風(fēng)切變4、垂直風(fēng)切變影響飛機(jī)升力的因素 設(shè) 為空氣密度， 為飛機(jī)的空速 為機(jī)翼面積，飛機(jī)的升力為 ，則 這里 是升力系數(shù)。vSYYCSvCYY2211.順風(fēng)切變 順風(fēng)切變使飛機(jī)空速減小，升力下降，飛機(jī)下沉。不同高度的順風(fēng)切變著陸2.逆風(fēng)切變 飛機(jī)的空速突然增大，升力也增大，飛機(jī)抬升。不同高度的逆風(fēng)切變著

11、陸3.側(cè)風(fēng)切變側(cè)風(fēng)切變 飛機(jī)發(fā)生側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)而對(duì)不準(zhǔn)跑道4.垂直風(fēng)切變垂直風(fēng)切變 飛機(jī)突然下沉容易發(fā)生事故 颮鋒下滑航道颮鋒下滑航道 昆明機(jī)場(chǎng)低空風(fēng)切變事故1991年4月25日,B757/2801號(hào)飛機(jī)在昆明機(jī)場(chǎng)著陸過(guò)程中,因遇到低空風(fēng)切變,導(dǎo)致飛機(jī)重著陸,飛機(jī)嚴(yán)重?fù)p壞.修復(fù)費(fèi)用達(dá)330萬(wàn)美元。風(fēng)切變舉例 1983年4月4號(hào)早晨白云機(jī)場(chǎng)多層積云，云底高于630米，地面有23米/秒的偏南風(fēng)。但到了10：30分左右，一片黑云（積雨云）從西 邊移來(lái)，天空很快轉(zhuǎn)暗。10：42分黑云壓至機(jī)場(chǎng)上空，隨之一陣風(fēng)速12米/秒、風(fēng)向300度的大風(fēng)掠過(guò)機(jī)場(chǎng)，幾分鐘后風(fēng)力就明顯減小。10：47分，“空中國(guó)王20

12、0”由南向北起飛。據(jù)當(dāng)時(shí)的通話記錄表明，飛機(jī)起飛后即遇到了下沖氣流，準(zhǔn)備在150米高度左轉(zhuǎn)通場(chǎng)進(jìn)入航線。到了10：50分，即起飛后約3分鐘，飛機(jī)墜毀，機(jī)組3人，乘客5人全部遇難。 KING AIR-200四、低空風(fēng)切變的判定和處置 1.目視判別2.座艙儀表判別 3.用專(zhuān)用設(shè)備探測(cè)低空風(fēng)切變 目 視 判 別 （1）雷暴冷性外流氣流的沙暴堤（2）雷暴云體下的雨幡（3）軸狀云（4）強(qiáng)風(fēng)吹倒樹(shù)木和莊稼雷暴冷性外流氣流的沙暴堤 雷暴冷性外流氣流前緣的強(qiáng)勁氣流會(huì)把地面的塵土吹起相當(dāng)?shù)母叨龋㈦S氣流移動(dòng) 。陣風(fēng)鋒，比微下?lián)舯┝鞣秶鷱V，常常可擴(kuò)展到數(shù)十公里陣風(fēng)鋒，比微下?lián)舯┝鞣秶鷱V，常?？蓴U(kuò)展到數(shù)十公里雷暴云

13、體下的雨幡 雷暴云體下的雨幡是有強(qiáng)烈下降氣流的征兆。 雨幡下垂高度越低，個(gè)體形狀越大，色澤越暗，預(yù)示著風(fēng)切變和下?lián)舯┝饕苍綇?qiáng) 雷暴云下的雨幡微下?lián)舯┝餍纬桑ㄎ⑾聯(lián)舯┝餍纬桑?），），1978年年7月月1日日滾軸狀云 在雷暴型和強(qiáng)冷鋒型風(fēng)切變中，強(qiáng)的冷性外流往往有明顯的渦旋運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，并伴有低空滾軸狀云。 滾軸狀云的形成滾軸狀云滾軸狀云強(qiáng)風(fēng)吹倒樹(shù)木和莊稼 強(qiáng)風(fēng)或下?lián)舯┝魉档沟某善瑯?shù)林和莊稼，其倒伏方向會(huì)呈現(xiàn)出氣流的流動(dòng)狀況 強(qiáng)風(fēng)吹倒樹(shù)木和莊稼強(qiáng)風(fēng)吹倒樹(shù)木和莊稼座艙儀表判別 （1）空速表 （2）高度表 （3）升降速率表 （4）俯仰角度指示器空速表 飛機(jī)遭遇風(fēng)切變時(shí)空速表指示一般都會(huì)發(fā)生急劇變化。

14、美國(guó)波音公司規(guī)定，當(dāng)空速表指示值突然改變2837千米小時(shí)，應(yīng)中止起飛或不作進(jìn)近著陸。 高度表 飛機(jī)在下滑過(guò)程中高度表指示出現(xiàn)異常，大幅度偏離正常高度值時(shí)，必須立即采取措施，及時(shí)拉起。 （3）升降速率表 如果見(jiàn)到升降速率表指示異常，特別是下沉速率明顯加大時(shí)，必須充分注意。 美國(guó)波音公司建議在下降速度短時(shí)內(nèi)改變值達(dá)164米分（500英尺分）時(shí)，即認(rèn)為遇到強(qiáng)風(fēng)切變，飛行員應(yīng)采取復(fù)飛等相應(yīng)措施。（4）俯仰角度指示器 一旦遭遇風(fēng)切變，俯仰角指示將迅速發(fā)一旦遭遇風(fēng)切變，俯仰角指示將迅速發(fā)生變化，變化越快、越大，則危害越大。生變化，變化越快、越大，則危害越大。 美國(guó)波音公司規(guī)定，俯仰角指示突然改美國(guó)波音公司

15、規(guī)定，俯仰角指示突然改變超過(guò)變超過(guò)5時(shí)，即認(rèn)為遭遇強(qiáng)風(fēng)切變，應(yīng)時(shí)，即認(rèn)為遭遇強(qiáng)風(fēng)切變，應(yīng)停止進(jìn)近而復(fù)飛。停止進(jìn)近而復(fù)飛。 用機(jī)載專(zhuān)用設(shè)備探測(cè) 機(jī)載風(fēng)切變警報(bào)系統(tǒng) 紅外輻射計(jì)機(jī)載風(fēng)切變探測(cè)系統(tǒng) 機(jī)載脈沖多普勒激光雷達(dá) 機(jī)載風(fēng)切變警報(bào)系統(tǒng) 使用垂直、縱向加速度計(jì)，把風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)影響的垂直部分和縱向部分結(jié)合起來(lái)，結(jié)合機(jī)上可供使用的其他數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算飛機(jī)的推力余量。當(dāng)推力余量下降到規(guī)定值以下時(shí)，該系統(tǒng)就發(fā)出警報(bào)。 紅外輻射計(jì)機(jī)載風(fēng)切變探測(cè)系統(tǒng) 利用裝在機(jī)頭部位的前視紅外輻射計(jì)和側(cè)視紅外輻射計(jì)，分別探測(cè)出前方1020km和側(cè)方200m范圍內(nèi)的溫度值加以比較，根據(jù)兩者的溫度差確定風(fēng)切變的大小。它可用于測(cè)定雷暴外流氣流的陣風(fēng)鋒。 機(jī)載脈沖多普勒激光雷達(dá) 用于強(qiáng)風(fēng)暴研究時(shí)空中測(cè)風(fēng)。雷達(dá)可以探測(cè)到風(fēng)暴中降水粒子的運(yùn)動(dòng)方向和速度。（二）遭遇低空風(fēng)切變時(shí)的處置方法： 1首先要有思想準(zhǔn)備 2要與雷暴云和大的降水區(qū)保持適當(dāng)距離。 3不要有意識(shí)地穿過(guò)嚴(yán)重風(fēng)切變 區(qū)或強(qiáng)下降氣流區(qū)遭遇低空風(fēng)切變時(shí)的處置方法： 4在著陸時(shí)刻遇到風(fēng)切變，只要難以改出，就應(yīng)立即復(fù)飛 5飛機(jī)遭