氣象環(huán)境對飛行的影響課件

目錄第一節(jié)大氣成分與結(jié)構(gòu)第二節(jié)氣象要素第三節(jié)氣象環(huán)境對飛行的影響第四節(jié)氣象資料及其來源與服務(wù)設(shè)施目錄第一節(jié)大氣成分與結(jié)構(gòu)第二節(jié)氣象要素第三節(jié)三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)影響無人機(jī)起飛和著陸的滑跑距離和時間。

一般無人機(jī)都逆風(fēng)起降，因為逆風(fēng)能獲得較大的升力和阻力，縮短滑跑距離，從而增大無人機(jī)運(yùn)動開始時的穩(wěn)定性和操縱性。

著陸時逆風(fēng)便于修改航向，對準(zhǔn)跑道，減少對地的沖擊力。

側(cè)風(fēng)不能過大，否則無法起降。

航線飛行，逆風(fēng)飛行可增加載重量，但要消耗較多的燃料；順風(fēng)飛行需減少載重量，但可節(jié)省燃料，并能增大航程和速度，減少時間。最易造成飛行事故的是風(fēng)切變，風(fēng)切變，是一種大氣現(xiàn)象，是指風(fēng)向和風(fēng)速在空中水平或垂直距離上發(fā)生明顯變化的狀況。三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變產(chǎn)生原因：1）天氣因素

強(qiáng)對流天氣、鋒面天氣、輻射逆溫型的低空急流天氣等容易產(chǎn)生風(fēng)切變。2）地理、環(huán)境因素

一般山地高差大，水域面積大、建筑物高大，不僅容易產(chǎn)生風(fēng)切變，而且其強(qiáng)度也較大。三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變產(chǎn)生原因三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變對飛行的影響：

低空風(fēng)切變中，

順風(fēng)風(fēng)切變會使空速減?。?/p>

逆風(fēng)風(fēng)切變會使空速增加；

側(cè)風(fēng)風(fēng)切變會使無人機(jī)產(chǎn)生側(cè)滑和傾斜；

垂直風(fēng)切變會使無人機(jī)迎角變化。

而低空風(fēng)切變又以微下沖氣流危害性最大，如圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變對飛行的三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變判斷方法：1）目視判別法雷暴冷性外流氣流的塵云、雷暴云體下垂的雨幡、滾軸狀云2）儀表判別法

空速表、高度表風(fēng)切變防范措施：1）認(rèn)真了解天氣預(yù)報2）注意收聽地面氣象報告和別的無人機(jī)在起飛、進(jìn)近過程中的報告3）加強(qiáng)工作人員協(xié)同4）不要嘗試穿越嚴(yán)重風(fēng)切變或強(qiáng)下降氣流區(qū)域5）要與雷暴的強(qiáng)下?lián)魵饬鲄^(qū)保持距離6）遭遇風(fēng)切變時，要脫離切變區(qū)進(jìn)行復(fù)飛或到備降場著陸7）遭遇并完成脫離風(fēng)切變后，應(yīng)立即發(fā)出關(guān)于風(fēng)切變報告給飛行管制部門三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變判斷方法三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶等混合組成的漂浮在空中的可見混合體。1、按云底高度劃分云：

低云：云底高度在2000米以下；

中云：云底高度在2000米至6000米之間；

高云：云底高度在6000米以上；

三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云是三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響

2、常見有14種云

高云：

卷云、卷層云、卷積云；

中云：

高層云、高積云；

低云：

淡積云、濃積云、

積雨云；層云、層積云、

雨層云；碎積云、

碎層云、碎雨云。14種云的分類如圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響2、三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云對飛行的影響：

1.雨層云對飛行的影響雨層云，多出現(xiàn)在暖鋒和靜止鋒云系中，常常伴隨持續(xù)性降雨。云層厚而均勻，呈暗灰色，嚴(yán)重影響視線。2.積雨云對飛行的影響積雨云往往伴隨有冰雹、閃電、大風(fēng)、暴雨等天氣，這對于飛行在積雨云內(nèi)或附近的無人機(jī)的安全造成了很大威脅。3.層云對飛行的影響層云云底很低，在沿海地區(qū)，云底常會低于決斷高度，造成無人機(jī)在降落時，無法正常通過攝像頭觀察跑道，從而造成無人機(jī)復(fù)飛。云的防范措施：

通過目視法和雷達(dá)掃描法兩種方法提前識別并避開。三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云對飛行的影響：云三、氣象環(huán)境對飛行的影響3.能見度對飛行的影響能見度，是指視力正常的人在當(dāng)時天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨出目標(biāo)物的最大水平距離。

常見的對能見度造成影響的因素主要有霧、煙幕、風(fēng)沙、浮塵、霾和降水。防范措施：

（1）預(yù)防及處置大霧天氣的辦法：預(yù)先了解及盲降；

（2）預(yù)防及處置煙幕的辦法：提前避免或盲降；

（3）預(yù)防及處置沙塵的辦法：無人機(jī)上安裝防沙裝置；

（4）預(yù)防及處置降水的辦法：航線上有降水就需要改變高度飛行或繞開降水區(qū)飛行，在進(jìn)入降水區(qū)前打開無人機(jī)的防結(jié)冰系統(tǒng)。三、氣象環(huán)境對飛行的影響3.能見度對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響4.湍流對飛行的影響大氣湍流，是一種空氣運(yùn)動特征，除主要的定常運(yùn)動狀態(tài)外，還存在各種尺度的空氣渦旋運(yùn)動，表現(xiàn)為速度場的時間不規(guī)則性和空間不均勻性。1、分類：根據(jù)產(chǎn)生的垂直高度可將大氣湍流分為低空湍流（低于6000米）和晴空湍流（6000米以上）

根據(jù)產(chǎn)生的原因又可以將低空湍流分為熱力湍流、動力湍流、無人機(jī)尾渦湍流、鋒面湍流和地形波。2、湍流對飛行的影響：

1）對無人機(jī)結(jié)構(gòu)的影響湍流易造成無人機(jī)飛行中出現(xiàn)顛簸，長時間出現(xiàn)這種情況，或超過無人機(jī)最大承受能力，無人機(jī)的某些部位（例如機(jī)翼或尾翼）就可能變形甚至因疲勞而損壞。2）對操縱無人機(jī)的影響

顛簸強(qiáng)烈時，容易失去對無人機(jī)的操縱。三、氣象環(huán)境對飛行的影響4.湍流對飛行的影響大三、氣象環(huán)境對飛行的影響一旦遭遇較強(qiáng)的顛簸，駕駛員應(yīng)保持沉著冷靜，可采取下列措施：

（1）操縱動作要柔和，保持無人機(jī)平飛；

（2）采用適當(dāng)?shù)娘w行速度；

（3）飛行速度和飛行高度選定后，不必嚴(yán)格保持；

（4）適當(dāng)改變高度和航線，脫離顛簸區(qū)。4.湍流對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響一旦遭遇較強(qiáng)的顛簸，駕駛員應(yīng)保持沉著三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響

積冰，是指各種降水或霧滴與地面或空中冷卻物體碰撞后凍結(jié)在其表面上的現(xiàn)象。

過冷水滴，是指溫度低于0℃而仍未凍結(jié)的云滴或雨滴。無人機(jī)結(jié)冰是指無人機(jī)機(jī)體表面某些部位聚集冰層的現(xiàn)象。

在層狀云和積狀云中過冷水滴與冰晶的分布如下：

（1）零下20℃至0℃：大、小過冷水滴共存；

（2）零下40℃至零下20℃：小過冷水滴存在，大過冷水滴凍結(jié)成冰；

（3）零下40℃以下：非常小的過冷水滴存在，其他過冷水滴凍結(jié)成冰。三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響積三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響積冰根據(jù)特征可分為明冰、霧凇、毛冰和霜四種，如圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響積冰根據(jù)特征可分三、氣象環(huán)境對飛行的影響積冰對飛行的影響：

（1）積冰使無人機(jī)升力面積減??；

（2）起落架裝置上的結(jié)冰，會在收放輪時損壞起落架裝置；

（3）無人機(jī)動、靜壓孔積冰，會使速度表、高度表等一些重要駕駛儀表失效或者失真；

（4）發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道口和動力裝置積冰。積冰出現(xiàn)在進(jìn)氣道口，阻滯氣流；

（5）無人機(jī)攝像鏡頭積冰會嚴(yán)重影響駕駛員視線；

（6）無人機(jī)天線積冰會影響通訊，甚至中斷聯(lián)絡(luò)。積冰的防范措施：1）地面做好預(yù)防，提倡無污染起飛；2）空中保持無線電暢通，熟練使用氣象機(jī)載設(shè)備。

5.積冰對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響積冰對飛行的影響：積冰的防范措施：5三、氣象環(huán)境對飛行的影響鋒面天氣主要是指鋒面附近的云、降水、風(fēng)等氣象的分布情況。1.氣團(tuán)氣團(tuán)，是指巨大空氣團(tuán)，它的范圍通常有數(shù)千千米，同時在水平方向上具有均勻的溫度和濕度屬性。按氣團(tuán)的熱力性質(zhì)不同，劃分為冷氣團(tuán)和暖氣團(tuán)；當(dāng)冷、暖氣團(tuán)相遇時，就產(chǎn)生了鋒。6.鋒面天氣對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響鋒面天氣主要是指鋒面附近的云、降水、三、氣象環(huán)境對飛行的影響6.鋒面天氣對飛行的影響暖鋒，是指暖氣團(tuán)推動鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動的鋒。如下左圖所示。冷鋒，是指冷氣團(tuán)推動鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)移動的鋒。如下右圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響6.鋒面天氣對飛行的影響暖鋒，是指暖三、氣象環(huán)境對飛行的影響6.鋒面天氣對飛行的影響冷鋒和暖鋒的比較

冷鋒暖鋒相同點(diǎn)氣團(tuán)位置冷氣團(tuán)在鋒下，暖氣團(tuán)在鋒上過境時都會出現(xiàn)陰天、降水等天氣現(xiàn)象，降水主要集中在冷氣團(tuán)一側(cè)過境后多晴朗天氣不同點(diǎn)鋒面坡度較大較小雨區(qū)范圍以及位置雨區(qū)窄，降水主要集中在鋒后雨區(qū)寬，降水主要集中在鋒前天氣特征過境前暖氣團(tuán)控制，溫暖晴朗冷氣團(tuán)控制，低溫晴朗過境時陰天、大風(fēng)、降溫、降雨、降雪多為連續(xù)性降水過境后冷氣團(tuán)控制，氣溫低、氣壓高、天氣轉(zhuǎn)晴暖氣團(tuán)控制，氣溫高、氣壓低、天氣轉(zhuǎn)晴天氣實(shí)例北方夏季暴雨，冬季寒潮，春季沙塵暴夏季雨帶的北移三、氣象環(huán)境對飛行的影響6.鋒面天氣對飛行的影響冷鋒和暖鋒的三、氣象環(huán)境對飛行的影響7.氣壓、氣溫、大氣密度對飛行的影響1.氣壓影響

在大氣中，氣壓是隨著高度的增加而減小的，無人機(jī)越往高空飛行，飛行所獲得的升力就越小。

提升無人機(jī)飛行高度的方法：（1）增大機(jī)翼面積；（2）增大發(fā)動機(jī)的功率。2.氣溫影響

溫度太低會導(dǎo)致電子電氣設(shè)備無法正常啟動，還會導(dǎo)致液壓油或燃油結(jié)冰；

溫度太高也會導(dǎo)致電子電氣設(shè)備性能下降、結(jié)構(gòu)材料承載能力下降等問題出現(xiàn)。3.大氣密度影響

空氣密度變大，會導(dǎo)致無人機(jī)所受到的升力和阻力都會變大。三、氣象環(huán)境對飛行的影響7.氣壓、氣溫、大氣密度對飛行的影目錄第一節(jié)大氣成分與結(jié)構(gòu)第二節(jié)氣象要素第三節(jié)氣象環(huán)境對飛行的影響第四節(jié)氣象資料及其來源與服務(wù)設(shè)施目錄第一節(jié)大氣成分與結(jié)構(gòu)第二節(jié)氣象要素第三節(jié)三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)影響無人機(jī)起飛和著陸的滑跑距離和時間。

一般無人機(jī)都逆風(fēng)起降，因為逆風(fēng)能獲得較大的升力和阻力，縮短滑跑距離，從而增大無人機(jī)運(yùn)動開始時的穩(wěn)定性和操縱性。

著陸時逆風(fēng)便于修改航向，對準(zhǔn)跑道，減少對地的沖擊力。

側(cè)風(fēng)不能過大，否則無法起降。

航線飛行，逆風(fēng)飛行可增加載重量，但要消耗較多的燃料；順風(fēng)飛行需減少載重量，但可節(jié)省燃料，并能增大航程和速度，減少時間。最易造成飛行事故的是風(fēng)切變，風(fēng)切變，是一種大氣現(xiàn)象，是指風(fēng)向和風(fēng)速在空中水平或垂直距離上發(fā)生明顯變化的狀況。三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變產(chǎn)生原因：1）天氣因素

強(qiáng)對流天氣、鋒面天氣、輻射逆溫型的低空急流天氣等容易產(chǎn)生風(fēng)切變。2）地理、環(huán)境因素

一般山地高差大，水域面積大、建筑物高大，不僅容易產(chǎn)生風(fēng)切變，而且其強(qiáng)度也較大。三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變產(chǎn)生原因三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變對飛行的影響：

低空風(fēng)切變中，

順風(fēng)風(fēng)切變會使空速減小；

逆風(fēng)風(fēng)切變會使空速增加；

側(cè)風(fēng)風(fēng)切變會使無人機(jī)產(chǎn)生側(cè)滑和傾斜；

垂直風(fēng)切變會使無人機(jī)迎角變化。

而低空風(fēng)切變又以微下沖氣流危害性最大，如圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變對飛行的三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變判斷方法：1）目視判別法雷暴冷性外流氣流的塵云、雷暴云體下垂的雨幡、滾軸狀云2）儀表判別法

空速表、高度表風(fēng)切變防范措施：1）認(rèn)真了解天氣預(yù)報2）注意收聽地面氣象報告和別的無人機(jī)在起飛、進(jìn)近過程中的報告3）加強(qiáng)工作人員協(xié)同4）不要嘗試穿越嚴(yán)重風(fēng)切變或強(qiáng)下降氣流區(qū)域5）要與雷暴的強(qiáng)下?lián)魵饬鲄^(qū)保持距離6）遭遇風(fēng)切變時，要脫離切變區(qū)進(jìn)行復(fù)飛或到備降場著陸7）遭遇并完成脫離風(fēng)切變后，應(yīng)立即發(fā)出關(guān)于風(fēng)切變報告給飛行管制部門三、氣象環(huán)境對飛行的影響1.風(fēng)切變對飛行的影響風(fēng)切變判斷方法三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶等混合組成的漂浮在空中的可見混合體。1、按云底高度劃分云：

低云：云底高度在2000米以下；

中云：云底高度在2000米至6000米之間；

高云：云底高度在6000米以上；

三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云是三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響

2、常見有14種云

高云：

卷云、卷層云、卷積云；

中云：

高層云、高積云；

低云：

淡積云、濃積云、

積雨云；層云、層積云、

雨層云；碎積云、

碎層云、碎雨云。14種云的分類如圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響2、三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云對飛行的影響：

1.雨層云對飛行的影響雨層云，多出現(xiàn)在暖鋒和靜止鋒云系中，常常伴隨持續(xù)性降雨。云層厚而均勻，呈暗灰色，嚴(yán)重影響視線。2.積雨云對飛行的影響積雨云往往伴隨有冰雹、閃電、大風(fēng)、暴雨等天氣，這對于飛行在積雨云內(nèi)或附近的無人機(jī)的安全造成了很大威脅。3.層云對飛行的影響層云云底很低，在沿海地區(qū)，云底常會低于決斷高度，造成無人機(jī)在降落時，無法正常通過攝像頭觀察跑道，從而造成無人機(jī)復(fù)飛。云的防范措施：

通過目視法和雷達(dá)掃描法兩種方法提前識別并避開。三、氣象環(huán)境對飛行的影響2.云對飛行的影響云對飛行的影響：云三、氣象環(huán)境對飛行的影響3.能見度對飛行的影響能見度，是指視力正常的人在當(dāng)時天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨出目標(biāo)物的最大水平距離。

常見的對能見度造成影響的因素主要有霧、煙幕、風(fēng)沙、浮塵、霾和降水。防范措施：

（1）預(yù)防及處置大霧天氣的辦法：預(yù)先了解及盲降；

（2）預(yù)防及處置煙幕的辦法：提前避免或盲降；

（3）預(yù)防及處置沙塵的辦法：無人機(jī)上安裝防沙裝置；

（4）預(yù)防及處置降水的辦法：航線上有降水就需要改變高度飛行或繞開降水區(qū)飛行，在進(jìn)入降水區(qū)前打開無人機(jī)的防結(jié)冰系統(tǒng)。三、氣象環(huán)境對飛行的影響3.能見度對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響4.湍流對飛行的影響大氣湍流，是一種空氣運(yùn)動特征，除主要的定常運(yùn)動狀態(tài)外，還存在各種尺度的空氣渦旋運(yùn)動，表現(xiàn)為速度場的時間不規(guī)則性和空間不均勻性。1、分類：根據(jù)產(chǎn)生的垂直高度可將大氣湍流分為低空湍流（低于6000米）和晴空湍流（6000米以上）

根據(jù)產(chǎn)生的原因又可以將低空湍流分為熱力湍流、動力湍流、無人機(jī)尾渦湍流、鋒面湍流和地形波。2、湍流對飛行的影響：

1）對無人機(jī)結(jié)構(gòu)的影響湍流易造成無人機(jī)飛行中出現(xiàn)顛簸，長時間出現(xiàn)這種情況，或超過無人機(jī)最大承受能力，無人機(jī)的某些部位（例如機(jī)翼或尾翼）就可能變形甚至因疲勞而損壞。2）對操縱無人機(jī)的影響

顛簸強(qiáng)烈時，容易失去對無人機(jī)的操縱。三、氣象環(huán)境對飛行的影響4.湍流對飛行的影響大三、氣象環(huán)境對飛行的影響一旦遭遇較強(qiáng)的顛簸，駕駛員應(yīng)保持沉著冷靜，可采取下列措施：

（1）操縱動作要柔和，保持無人機(jī)平飛；

（2）采用適當(dāng)?shù)娘w行速度；

（3）飛行速度和飛行高度選定后，不必嚴(yán)格保持；

（4）適當(dāng)改變高度和航線，脫離顛簸區(qū)。4.湍流對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響一旦遭遇較強(qiáng)的顛簸，駕駛員應(yīng)保持沉著三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響

積冰，是指各種降水或霧滴與地面或空中冷卻物體碰撞后凍結(jié)在其表面上的現(xiàn)象。

過冷水滴，是指溫度低于0℃而仍未凍結(jié)的云滴或雨滴。無人機(jī)結(jié)冰是指無人機(jī)機(jī)體表面某些部位聚集冰層的現(xiàn)象。

在層狀云和積狀云中過冷水滴與冰晶的分布如下：

（1）零下20℃至0℃：大、小過冷水滴共存；

（2）零下40℃至零下20℃：小過冷水滴存在，大過冷水滴凍結(jié)成冰；

（3）零下40℃以下：非常小的過冷水滴存在，其他過冷水滴凍結(jié)成冰。三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響積三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響積冰根據(jù)特征可分為明冰、霧凇、毛冰和霜四種，如圖所示。三、氣象環(huán)境對飛行的影響5.積冰對飛行的影響積冰根據(jù)特征可分三、氣象環(huán)境對飛行的影響積冰對飛行的影響：

（1）積冰使無人機(jī)升力面積減??；

（2）起落架裝置上的結(jié)冰，會在收放輪時損壞起落架裝置；

（3）無人機(jī)動、靜壓孔積冰，會使速度表、高度表等一些重要駕駛儀表失效或者失真；

（4）發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道口和動力裝置積冰。積冰出現(xiàn)在進(jìn)氣道口，阻滯氣流；

（5）無人機(jī)攝像鏡頭積冰會嚴(yán)重影響駕駛員視線；

（6）無人機(jī)天線積冰會影響通訊，甚至中斷聯(lián)絡(luò)。積冰的防范措施：1）地面做好預(yù)防，提倡無污染起飛；2）空中保持無線電暢通，熟練使用氣象機(jī)載設(shè)備。

5.積冰對飛行的影響三、氣象環(huán)境對飛行的影響積冰對飛行的