风
windshear
切变
- 4·2 -
风切变
飞行无形杀手
风切变是指空间两点距离的风矢量差。它表现为气流运动速度和方向的突然变化，是影响飞机起飞和进近着陆阶段的一个危险因素，它可以使飞机突然间损失高度或者突然改变飞行姿态和航迹，会严重影响航空器飞行安全。
windshear
风切变分类
1. 水平风的水平切变(又称水平风切变)是风向和(或)风速在水平距离上的变化；
2. 水平风的垂直切变(又称垂直风切变)是风向和(或)风速在垂直距离上的变化；
3. 垂直风的切变是垂直风(即升降气流)在水平或航迹方向上的变化。
wind
shear
形成原因
一类是大气运动本身的变化所造成的；另一类则是地理、环境因素所造成的。有时是两者综合而成。
1.强对流天气。通常指雷暴、积雨云等天气。在这种天气条件影响下的一定空间范围内，均可产生较强的风切变。尤其是在雷暴云体中的强烈下降气流区和积雨云的前缘阵风锋区更为严重。对于特别强的下降气流称为微下冲气流，是对飞行危害最大的一种。
2.锋面天气。无论是冷锋、暖锋或锢囚锋均可产生低空风切变。不过其强度和区域范围不尽相同。这种天气的风切变多以水平风的水平和垂直切变为主(但锋面雷暴天气除外)。一般来说其危害程度不如强对流天气的风切变。
3.辐射逆温型的低空急流天气。秋冬季睛空的夜间，由于强烈的地面辐射降温而形成低空逆温层的存在，该逆温层上面有动量堆集，风速较大形成急流，而逆温层下面风速较小，近地面往往是静风，故有逆温风切变产生。该类风切变强度通常更小些，但它容易被人忽视，一旦遭遇若处置不当也会发生危险。
wind
shear
探测风
切变
主要的探测设备包含风廓线雷达、激光雷达、多普勒天气雷达和LLWAS(低空风切变预警系统)。
LLWAS 的所需的设备主要是一些位于机场跑道外围较高的竖杆顶部的风速传感器，每个传感器之间的水平距离需要小于 2km。每个传感器分别采集该点的风速矢量，通过对相邻的传感器采集到的风速值进行对比，当风速值的差大于 15nm/h 时，则认为探测到风切变。
风廓线雷达一般安装在机场跑道的两端，探测的主要理论基础是湍流对微波的散射，该理论认为大气中存在着不同尺度的气流，即大气运动，在这种情况下大气对电磁波的折射系数会发生变化，在雷达发射同样的波束的情况下会产生不同的回波，通过发射信号和回波的对比，则会得到气流的速度矢量和位置坐标，进而得到该位置的风速情况。
激光雷达主要是通过发射器向大气中发射激光，由于大气的散射和大气中某些微粒的折射而得到回波信号，回波信号中包括风速、温度、水汽含量等信息，从而得到探测区域的风场环境，可以探测晴空时候的风切变和湍流。
wind
shear
目视
辨别
雷暴冷性外流的沙暴堤；
雷暴云体下的雨幡和滚轴状云；
强地面阵风，强风或下击暴流所吹倒成片树木和庄稼；
机场周围指示不同方向的风袋；
自动观测终端数据显示跑道两端风向风速瞬时变化较大，产生低空风切变的几率较大。
wind
shear
仪表
辨别
空速空速表是飞机遭遇风切变时，反映最灵敏的仪表之一，一旦出现异常指示，即应警惕风切变的危害。波音公司规定空速表指示突然改变15-20海里/小时，应视为风切变，不作进近着陆。这种大幅度波动的指示空速，往往带来判断和操纵上的失误。在地面时，则应中止起飞。
高度表指示的正常下滑高度是飞机进近着陆的重要数据。在下滑过程中，高度表短时间大幅偏离正常值时，必须立即采取措施复飞。
升降速率表与高度表关系密切，在遭遇风切变时反应明显。波音公司建议在下降速度短时间内改变值达500Ft/m，即认为遇到强风切变。驾驶员应当采取相应措施。
俯仰角是飞机起飞、着陆时飞行员掌握的重要参数。遭遇风切变时机载微波多普勒雷达低空风切变探测系统，俯仰角指示迅速发生变化，改变突然超过5度时，即认为遭遇到风切变，飞行员应中止进近。
wind
shear
风切变案例
上左图为某飞机在进近过程中遭遇风切变时该飞机的爬升率、高度和航速的变化。从15:00:25，该飞机开始起始进近航段，飞机高度下降，此时航速604km/h，高度4511m，航速也开始不断下降。15:12:26,经过中间进近定位点IF，开始进入中间进近航段，此时飞机距离地面高度1852m，航速380km/h，在15:16:42到15:16:59之间遇到风切变，该飞机距离地面953m，在这10s内，飞机的高度瞬间下降了60m，航速减小了17km/h，而此时，飞行员开始拉升飞机，爬升率为24m/s。美国波音公司建议在下降速度短时间内改变值达164m/min（500英尺/分）时，即认为遇到强风切变，飞行员应采取复飞等相应措施，空速表指示值突然变化28-37km/h，应立刻终止起飞或不作进近着陆。飞机遭遇风切变后复飞，抬升高度，航速开始逐渐增加。该飞机在进近时已经达到上述标准，证明遇到严重的下降气流，已经对飞行构成危害。
上右图为飞机遭遇风切变时，该机场的雷达径向速度图，雷达站的东侧和东北侧为大片的正速度区，最大速度可以达到14m/s，雷达站的西侧为大片的负速度区，最大速度可以达到11m/s。在本场低空存在弱的风速辐散。在雷达站的北侧和南侧大范围的正速度区分别出现了一小块负速度区，形成了面积很小的逆风区，北侧逆风区距离机场10km左右，东南侧逆风区距离机场5km左右，处于机场跑道进近区域。逆风区表示在机场低空区风向存在不连续的情况机载微波多普勒雷达低空风切变探测系统，有风向辐合辐散，这次的逆风区是正速度区中包含小块的负速度区，正速度区与周围的负速度区形成辐合、辐散的结构，这种复杂的结构很容易造成风场的不连续，进而导致风切变的产生。
wind
shear
防范
措施
飞行中遭遇风切变是一个极为困难和复杂的问题。能给飞行员做出反应，采取措施，控制飞行轨迹直到改出的时间非常短促，为了迅速而准确地作出反应，飞行员应：
1. 认真了解当日天气预报，对风切变可能出现的位置、高度、强度要有心理上的准备。
2. 注意收听地面气象报告和其他飞机在起飞，进近过程中的报告，对自己所驾飞机能否通过风切变进行风险评估，做出正确的决断。通常应采取避开，等待，备降等措施。
3. 在复杂天气飞行时，机长要组织机组人员分工负责，加强机组协同。起飞、进近中各种口令要清晰到位。机组人员应不间断地扫视仪表，密切注意有无异常现象，对跑道环境，风向风速，复飞程序等要了如指掌。做到一旦有异常情况就能及时发现，立即采取对策。
4. 不要有意识地穿越严重风切变或强下降气流区域，特别是在山区，低高度，或一发失效时更是如此。
5. 要与雷暴的强下击气流区保持距离。雷暴的外流气流可超越雷暴之前20-30公里，不要侥幸抢飞这一区域。
6. 在最后进近阶段如遇到风切变时，只要无法重建稳定着陆剖面，就应立即采取有关程序，脱离切变区进行复飞，加入等待或到备降场着陆，坚决反对盲目蛮干。
7. 飞机遭遇风切变时，在完成脱离程序后，应立即将风切变出现的区域、高度、空速变化范围等报告飞行管制部门，以避免其他飞机误人其中。
点击蓝字
发表评论