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标题: 要远离空难，应高度警惕——雷暴云下有陷阱 [打印本页]

作者: 米笑 时间: 2010-9-30 08:53:51 标题: 要远离空难，应高度警惕——雷暴云下有陷阱

1982年7月9日下午，新奥尔良莫伊特国际机场，虽然下了一阵雷暴雨，但仍然异常闷热。泛美航空公司波音727飞机执行759航班，从迈阿密飞来，在此经过短暂停留后，准备前往拉斯维加斯。当地时间16：08，飞机朝着表面上看来毫无危害的雷阵雨向东飞去。前机TX1794航班在16：04顺利起飞离场了，但759起飞后不到20秒，就遇到一股强下降气流和从逆风转为顺风的风切变，致使飞机很快失速掉高度，先撞在树上后又撞到地面一片房子上，飞机坠毁，机上145人没有一个幸免，地上另外8名人员也被撞死，损失惨重。　　事后调查发现，759航班16：08：00滑行起飞，09分33秒抬前轮，40秒离地。就在此时，飞机遇到了较强的逆风（15海里/小时）和不强的升降气流。但当飞机爬升到约50米高度时，遇到约8英尺/秒的下降气流和逐渐加强的顺风，最大达到30海里/小时，导致飞机急剧掉高度，于09分01秒第一次撞到离地约15米的树上，弹起后即于06秒坠地。759航班起飞过程是穿越一个微下冲气流单体的过程，这一单体直径约3公里，强度还是较强的。尤其单体核心部分较强，飞机恰恰掉在靠近核心部分附近。所以说，759起飞离地后先是遇强逆风抬起再是强烈下冲气流和强的顺风使飞机空速损失并急剧掉高度是失事的原因所在。据模拟计算分析结果，10秒左右的时间内空速损失20海里/小时以上，掉高度超过100英尺。
　　1984年4月4日上午，一架法国道达尔中国公司的“空中国王-200”型小飞机，准备运送公司职员从广州去香港。机上共8名乘员（含机组人员）。上午十时前白云机场天气较稳定，多层积云，云底高大于600米，地面2-3米/秒的偏南风，但到了10：30前后，一片黑云从机场西边移来，天空很快转暗，12分钟后，黑云压至机场，随之出现风向300度，风速12米/秒的一股强阵风，但仅持续几分钟。10：47，“空中国王-200”由南向北起飞。据当时的通话录音表明，飞机起飞后即遇到了下冲气流，飞机未能按预定航线飞行而坠毁于跑道中心314度、距离1210米的田地中，机上人员全体遇难。从失事现场找到的两台发动机表明，功率正常、转速表指示1900转/分；速度表指示440公里/小时，高度表指示135米，磁罗盘指示航向218度。这些都表明飞机在失事之前正好在作二转弯。飞机一方面由于处于积雨云后部，在侧顺风影响下空速减小，另一方面受到下冲气流的冲击，爬升不到预定的高度。按正常情况，飞机离地20秒后即应爬升到150米，而这次飞行已用了28秒，还只爬到135米，飞机的双发爬升率为12米/秒，而当时实际爬升率只有5.4米/秒，基本上相当于单发爬升。这些都与一般的飞机遭遇风切变的情况相吻合。可推测，当时尽管机组人员在一转弯后曾采取措施，想尽快摆脱下冲气流区，但由于下冲气流较强导致实际爬升率太小，飞机不仅爬不上去反而掉高度，到改出二转弯时已掉到了100米。这时再想推机头减小迎角改出，飞机已经失去控制，在大功率状态下，大俯角直冲地面坠毁，事故现场，飞机将地面砸出一个很大的坑。* @8 Q" |* l o' S$ U
　　据调查，在“空中国王-200”起飞前7分钟，有一架波音737在同一跑道，以同一方向起飞去香港。机组回忆说：“在波音737上升到15米高度时，突然发生一个很大的左坡度（约15°-20°），机长急蹬右舵并向右压杆，但飞机继续左偏，同时爬升率急降，有近乎单发爬升的感觉，当飞机上升到150米时，飞机速度突然减小了70公里/小时。”从这些情况来看，波音飞机已经受到了下冲气流外边界的影响，只是由于当时风切变强度还较弱，而飞机起飞功率较大，才免遭祸害转入正常航线。! N; c7 C/ y) r! F/ `
　　雷暴云不仅会带来电闪雷鸣暴雨，还会携带对飞行安全构成极大威胁的风切变。9 n5 V/ A- i" w1 m9 L; K* C% V& }
　　风切变确实是夏季飞行不得不小心提防的隐形陷阱！( {* R5 i8 f: w! ?
　　什么是风切变呢？气象学认为，风切变就是空间两点之间风矢量的差异。“低空风切变”通常就是指发生在低空600米高度以下的平均风的矢量在空间两点之间的差值。风切变主要的三种类型。一是垂直的风切变。二是水平的风切变。三是垂直风的切变。垂直风的切变，对飞行安全威胁最大，主要是指上升或下降气流（垂直风）在水平方向上的改变。这类风切变多发生在雷暴云的影响范围里。垂直风中根据风速大小的不同又可区分为下降气流和下冲气流。在下冲气流中如果尺度很小的话，又可称为微下冲气流。气象学家对38个微下冲气流的初始风速和最大风速之差、初始辐散范围和最大辐散范围、从初始风速增至最大风速的时间的统计分析，表明了微下冲气流具有高强度、小尺度、短寿命的时空特征，平均风速差达到24米/秒，最大平均辐散范围为3.1公里，平均增速时间只有6.4秒。目前发生的雷暴条件下的飞行事故，大多是微下冲气流所造成的。
　　根据飞机相对风矢量的方位不同，把风切变划分为顺风风切变、逆风风切变、侧风风切变和下冲气流四种类型。对飞行安全构成严重威胁的主要有顺风风切变和下冲气流两种。顺风风切变是指飞机从小的顺风进入到大的顺风区域，或从逆风进入顺风区域以及从大的逆风进入小的逆风区域等几种情况。这是一种比较危险的风切变形式。下冲气流切变，指飞机从无明显的升降气流区域进入到强烈的下冲气流区的情形。它会使飞机突然下沉，危害最大。具有明显的猝发性特征。飞机在雷暴母体云下面通过时就会遇到这种情形。当飞机对正跑道，准备下降着陆过程中，如果先遇到顶风再转为顺风的风切变时，对安全的危害非常大。飞机在下滑过程中，若风切变的情形为顶风（上层），突然转变为无风（下层）；或强烈的顶风突然转变为微弱顶风，或顶风突然转变为顺风。这样，当飞机进入风切变层时，如果原有的顶风突然降低为零。这时，指示空速就会迅速降低，降低值与顶风分量相同。我们知道，机翼升力的大小是与速度的平方成正比的，假定迎角不变，飞机从逆风一下子撞入顺风，升力将急剧下降，导致飞机立马向下掉高度。在这种情况下，风切变层所在的高度、飞行员的反应时间以及所采取的处置措施就成了关键。
　　如果风切变的高度比较高，飞行员处置得当，便可以从风切变的陷阱中改出来再正常着陆。当飞机进入风切变层后，升力减小，机头下俯，飞机掉到3°下滑线下面。飞行员加大油门以重新获得速度，带起机头，爬升到原来下滑线上，可以进行着陆。如果风切变的高度太低，当飞机的升力减小，机头下俯，飞机掉到下滑线的下面时，飞行员加大油门以重新获得空速，带起机头，企图爬升回到下滑线上。可是发动机推力的增加特别现代涡轮发动机是需要一定时间的。这时的飞机又已经处于高阻力状态，高度又太低。如果加大迎角，只能使升力稍微增大或暂时增大，可是伴之而来的却是阻力剧增。因为它已超过了升阻比的最大值。结果是：暂时制止了的空速的降低所引起的飞机下降，反而接着原来是很大的下降率又大大加剧。这时，只能是拉杆和加大油门，可是行动已经太迟，飞机还未到跑道就触地坠毁了。- M- E& J3 T; Z; h
　　及时、准确的判断和识别低空风切变的存在、类型和强度是确保飞机起飞、着陆飞行安全的重要环节。因为某些强风切变实际上是不可抗拒的，避开它才是唯一有效的办法。那么飞行员应如何判断和识别低空风切变呢？2 X- x/ {8 j+ a& g/ ^

　　一是目视判断法

　　1、雷暴冷性外流气流的尘卷风（云）。雷暴型风切变都有冷性外流气流，前缘阵风锋的强劲风速会把地面的尘土吹起相当的高度，尘土恰好随气流而动，结果往往呈现出外流气流外形高度，其高度亦代表了强度。一旦飞行员或地面其他人员见到尘云出现就应高度警惕，视其高度、距离立即采取措施。因为紧跟尘云的往往就是风速差平均可达25米/秒，最大可达48米/秒的强风切变，而时间仅几分钟。
　　2、滚轴状云。在雷暴型和强冷锋型风切变中，强型的冷性外流气流往往存在着明显的涡旋运动结构。远处看时，似象贴地滚滚而来的一堵云墙，气势磅礴。其色伴有尘云时多为黄褐色，不伴时多为乌黑灰暗的色泽。云底高度一般不太高，几百米以下，这种云状预示着强烈的地面风和低空风切变的来临。
　　3、雷暴云体下垂的雨幡。与雷暴云体有关联的雨幡是下降气流、下冲气流乃至微下冲气流的有力征兆。雨幡的个体形状、颜色深浅，离地高度都和风切变的强度有关。通常雨幡下垂高度越低，个体形状越大，色泽越暗，预示着风切变越强，下冲气流的速度也越大。飞机飞行不能穿越雨幡。所以一旦见到雨幡就应重视，不仅要避免直接相遇而且要保持一定距离，因为其可视雨柱四周相当范围内（1-2公里）可能存在强烈的风切变。

　　二是座舱仪表判断法

　　一旦出现飞机遭遇风切变的情况，首先就会反映到座舱仪表上来。如果飞行员看到飞行仪表有异常指示，并结合飞行员经培训和学习后所具有的风切变知识，就可较好地判断出风切变的存在、类型和强度，并确定风切变危害的严重程度。5 m1 Y k4 a2 f: E" _/ }
　　1、空速表指示的非理性变化。
　　这是飞行员所依据的最重要的飞行仪表之一，也是飞机遭遇风切变时反映最灵敏的仪表之一，一般情况下，飞机遭遇风切变后都会发生空速表在短时间内指示值改变很大的现象。所以一旦出现空速表偏离正常值即应警惕风切变危害。所有风切变飞行事故都证实空速表指示值的迅速改变确系风切变危害存在的重要特征。波音公司还规定了当飞机空速指示值突然改变15-20海里/小时时即应中止起飞和不作进近着陆。另外，须特别注意的是速度改变，在穿越微下冲气流的情况下往往是先逆风使空速增加，紧接着就是顺风使空速迅速减小，而真正的危害发生在空速迅速下降的时刻。作为飞行员来说，不能被短时间的增速和“飞机往上拱”所迷惑。
　　2、高度表的不正常变化。正常下滑高度是飞行员进近着陆的重要数据。当飞机遭遇风切变的高度越低也就越危险。如果高度表在下滑过程中指示出现异常，发生急剧掉高度，使飞机大幅度偏于正常值时必须立即采取相应措施，特别是要在决断高度以上作出决定。应该及时拉起。当然也应注意在遭遇微下冲气流时，会出现短暂的遇强逆风使飞机高于正常下滑高度的现象，因为紧接着就会发生危险的掉高度。必须警醒一些。' ~1 X. y- }# Z9 G8 K
　　3、升降速度表波动。遭遇风切变时，升降速度表指示变化明显。如果见到升降速度表指示异常，特别是下降率骤然加大时，必须充分注意。如果发现在短时间内，升降速度表指示变化达到500英尺/分时，即应认为遇到严重风切变而采取相谈措施。立即拉升复飞。0 T! ^) R9 p, A: m
　　4、俯仰姿态指示器。作为民用航空器来说，五边下滑的角度一般是-3°，飞机的俯仰姿态大约是+2°，相对比较稳定。但遭遇风切变。俯仰角指示将马上发生变化，变化越快越大则说明危害将越大。波音公司规定，俯仰角指示突然改变值超过5°时即应认为遭遇强烈风切变，应停止进近而复飞。
　　另外，下滑道偏离一个“点”以上、油门杆长时间位置出现异常等，也意味着可能存在风切变风险。

　　那么如何应对风切变呢？

　　一是通过训练，让所有机组都知道风切变的危害、产生的机理、判断方法以及处置办法。在全动模拟机训练中，将风切变暗藏在正常飞行课目里，提高飞行员应对风切变的处境意识和处置能力非常有效。
　　二是常有风切变出现的机场，要安装风切变探测和报警系统，结合气象数据和实地观测，及时预报风切变信息，给机组提供风切变预防信息。
　　三是现代飞机上都安装了风切变探测、告警和回避系统。飞行前要完成风切变机载设备的检测程序。注意检查语音提示：“MONITOR ADAR ISPLAY”。* c& C) C& Y3 R" v* p7 R! w; B
　　四是注意收听ATIS和其他飞机的报告，对于雷暴云即将来临或刚刚过境，或风速较大，阵风明显，存在中度以上颠簸的情况，机组要对风切变进行风险评估。不要在时间压力的作用下，做出冒然起飞或进近的错误决断。因为雷暴云的外流气流可超越雷暴云20-30公里。飞行中，要随时警惕风切变的各种征兆。- M. U1 r8 K' g! d. F
　　五是起飞滑跑过程中如果出现风切变警告“WINDSHEA HEAD前方风切变”时，在V1之前，果断中止起飞。在V1之后，进行脱离风切变的机动飞行。在VR附近遭遇风切变且空速突然降低，则可能没有足够的跑道用来加速到正常起飞速度。如果没有足够的跑道停住飞机，那么即使在空速低的情况下也要在距离跑道头至少2000英尺之前正常抬机头。可能要求比正常更高的姿态在剩余的跑道离地。$ H+ n; `! Y3 |- ^/ q0 l
　　六是低高度进近过程中遭遇风切变，以波音747-400为例，人工飞行时，要脱开自动驾驶，按压任一TO/GA电门，迅速加油门至最大并脱开自动油门，收起减速板，抬机头至仰角15度或起始抖振的上仰极限，必要时可保持间歇性抖杆状态，但要防止过量而导致真正的失速。脱离风切变之前不要改变起落架或襟翼形态，不要试图重新获取失去的空速，监控垂直速度和高度。自动飞行方式下，对于严重风切变，飞行员也必须脱开自动驾驶和自动油门，进行人工飞行。
　　七是躲避。躲避是最好的预防措施，但当不能清楚地确定风切变的情况时，就应考虑采取预防措施。起飞预防措施：使用最大额定起飞推力，使用最长的合适跑道，使用推荐的襟翼调定，不要跟随飞行指引仪指示，标准喊话。进近预防措施：不晚于1000英尺（AGL）建立稳定进近，使用最合适的跑道和襟翼调定，使用增大的进近速度（VREF+20kts），标准喊话。
　　近来，我国大部分地区特别是华南地区已经进入明显的强雷暴雨天气，作为机组来说，如果机场上空或附近存在雷暴云，是否起飞和着陆要谨慎。作为旅客而言，遇到这种天气，要绝对服从机长的安全决定，保证人机安全是机长的神圣职责。
　　参考文献：
　　1、《低空风切变与飞行》王学永金维明编着空军第七研究所

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