微下沖氣流對(duì)飛行安全的影響

1、微下沖氣流對(duì)飛行安全的影響摘要:對(duì)飛行安全影響較大的主要是大氣紊流和風(fēng)切變，尤其以低空風(fēng)切變危害最大，微下沖氣流則是最危險(xiǎn)的低空風(fēng)切變形式。為了回避和改出危險(xiǎn)的微下沖氣流，必須對(duì)其一定的認(rèn)識(shí)和了解。本文從低空風(fēng)切變的基本概念入手，既而闡述微下沖氣流的形成原因、特點(diǎn)等,分析其對(duì)飛行安全的影響。關(guān)鍵詞:低空風(fēng)切變微下沖氣流目前，國(guó)際航空界和氣象界已經(jīng)公認(rèn)的微下沖氣流是危及飛機(jī)低空飛行安全的最重要因素之一。多起空難事故表明，微下沖氣流對(duì)民用和軍用飛機(jī)的起飛和著陸都有極大的危害。1975年6月在紐約肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)，一架B-727飛機(jī)著陸時(shí)墜毀，死亡113人。這次航空史上著名的空難事故的罪魁禍?zhǔn)拙褪俏⑾?/p>

2、沖氣流。從1968年至1986年間，美國(guó)航空總死亡人數(shù)中約有40%死于低空風(fēng)切變事故。經(jīng)美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)(NRC)1983年確認(rèn)的與風(fēng)切變有關(guān)的51次飛行事故中,65%的風(fēng)切變事故與雷雨有關(guān),且通常都會(huì)有微下沖氣流。1低空風(fēng)切變的基本概念1.1低空風(fēng)切變的定義風(fēng)切變(WindShear)即風(fēng)的變化，是指空間任意兩點(diǎn)之間風(fēng)向和風(fēng)速隨位置和時(shí)間不同而突然變化低空風(fēng)切變是指發(fā)生離地高度在600m以下的風(fēng)切變。按照低空風(fēng)切變的物理原因，低空風(fēng)切變可分成峰面風(fēng)切變，與地面強(qiáng)風(fēng)有關(guān)的風(fēng)切變以及與對(duì)流風(fēng)暴有關(guān)的風(fēng)切變。對(duì)流風(fēng)暴形成的風(fēng)切變對(duì)空中交通危害最大，表現(xiàn)為對(duì)流形式的下沖氣流。1.2微下沖氣流的形成

3、原因微下沖氣流的形成與人們常見(jiàn)的雷暴云有關(guān)。它與雷暴云的上沖和崩潰緊密相關(guān)。上升氣流在其上升和上沖的過(guò)程中，從高層大氣中獲得水平動(dòng)能。隨著上沖高度的增加，上升氣流的動(dòng)能變?yōu)槲荒埽ū憩F(xiàn)為重冷的云頂）而被儲(chǔ)存起來(lái)。一旦云頂崩潰，位能又重新變?yōu)橄鲁翚饬鞯膭?dòng)能。重冷云頂?shù)谋罎⑷Q于雷暴云下颮線的移動(dòng)。颮線鋒形成后，它加速向前部的上升氣流區(qū)移動(dòng)。隨著颮線遠(yuǎn)離雷暴云母體，維持上升氣流的暖濕氣流供應(yīng)逐漸被颮線鋒切斷，于是，上升氣流迅速消失重冷云頂下沉，產(chǎn)生下沉氣流。下沉氣流由于從砧狀云頂以上卷夾了移動(dòng)快、濕度小的空氣，增加了下沉氣流內(nèi)部的蒸發(fā)，同時(shí)，這個(gè)下沉氣流的單體，由于吸收了巨大的水平動(dòng)量，而迅速向前推

4、進(jìn)。這樣，形成的下沉氣流到達(dá)地面時(shí)，就可以形成微下沖暴流。1.3微下沖氣流的特點(diǎn)微下沖氣流是屬于下沖氣流的一種，它是以垂直風(fēng)切變?yōu)橹饕卣鞯木C合風(fēng)切變區(qū)。由于在水平方向垂直運(yùn)動(dòng)的氣流存在很大的速度梯度，也就是說(shuō)垂直運(yùn)動(dòng)的風(fēng)速會(huì)出現(xiàn)突然的加劇，就產(chǎn)生了特別強(qiáng)的下降氣流，猶如一股強(qiáng)烈的噴射流自天空垂直指向地面，碰撞地面后四處溢散，形成一股軸對(duì)稱的水平方向的直線型外流，如圖1所示,其作用范圍直徑小于5km,持續(xù)時(shí)間只有1min5min。根據(jù)風(fēng)速的大小，把垂直向下的風(fēng)分成下沉氣流和下沖氣流。后者是指氣流沖向地面輻散后引起的地面上水平風(fēng)速超過(guò)17.88m/s的風(fēng)。有時(shí)，直接按垂直風(fēng)速劃分。當(dāng)垂直風(fēng)速大于

5、3.6m/s（離地面91m高處）時(shí)稱之為下沖氣流（如圖1）。2微下沖氣流對(duì)飛行安全的影響微下沖氣流的水平漩渦除包涵下降氣流外，還包含強(qiáng)烈的上升氣流。當(dāng)飛機(jī)在低空穿越微下沖氣流的時(shí)，會(huì)先遇到逆風(fēng)，后是順風(fēng),因而會(huì)引起空速和迎角的變化。以下從受力的變化情況來(lái)分析，假定著陸未受風(fēng)暴影響時(shí)，飛行員按預(yù)定的下滑航跡角和空速降飛機(jī)配平，當(dāng)飛機(jī)穿入暴風(fēng)區(qū)，遭遇逆風(fēng)，飛機(jī)相對(duì)空速增加，使全機(jī)升力增加，于是飛機(jī)開(kāi)始偏離預(yù)定下滑航跡上升。為使飛機(jī)回到預(yù)定航跡，飛行員通常推桿和關(guān)小油門企圖使飛機(jī)減速和低頭。當(dāng)飛機(jī)繼續(xù)前飛近暴核中心時(shí),受側(cè)風(fēng)和垂直風(fēng)越大，但逆風(fēng)逐漸減小至零。穿過(guò)中心后，水平方向的風(fēng)變成順風(fēng)且越大，飛

6、機(jī)的相對(duì)空速越小，全機(jī)升力隨之減小，飛機(jī)迅速掉高，偏離預(yù)定航跡俯沖。為了增速和使飛機(jī)回到預(yù)定航跡，飛行員會(huì)加大油門和拉桿使飛機(jī)獲最大升力抬頭向上飛行。由于大型噴氣運(yùn)輸機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)很大，從小推力狀態(tài)增至大推力狀態(tài)約有6s8s的延遲，所以飛行速度不能很快增加。在較小的飛行速度之下,為了獲得較大的升力，就需要較大的迎角，即進(jìn)一步拉桿。這是，由于側(cè)向也要糾偏，如果操縱過(guò)度就可能使飛機(jī)失速，升力進(jìn)一步減小，飛機(jī)失控而墜毀。3結(jié)語(yǔ)本文介紹了微下沖氣流的特點(diǎn)、形成原因。分析微下沖氣流對(duì)飛行安全的影響。由此可見(jiàn)，缺乏應(yīng)對(duì)該氣象條件的飛行員穿越微下沖氣流是非常危險(xiǎn)的。為了安全起見(jiàn)，建議氣象進(jìn)一步展開(kāi)研究探測(cè)和預(yù)告微下沖氣流的技術(shù)。參考文獻(xiàn)肖業(yè)倫，金長(zhǎng)江大氣擾動(dòng)中的飛行原理M.國(guó)防工業(yè)出版社，1993.朱上