低空风切变.pps

第六章 中低空飞行的大气环境,第一节 低空风切变,低空风切变的事故,武航,6.22,空难,2000,年,6,月,22,日，武汉航空公司,Y7/B3479,号飞机执行恩施,武汉（汉口）航班任务。,13,时,37,分飞机从恩施起飞。因遇雷雨天气，飞机在汉口机场第一次降落不成功，复飞拉升，于,14,时,54,分失去联系。,16,时左右接到报告，该机在武汉市汉阳区永丰乡四台村附近坠毁失事，机组,4,人，乘客,38,人全部遇难,。,事故经过,6,月,25,日上午，武航,6.22,空难事故原因调查组请湖北省气象局和民航局请六位专家赶赴现场对空难事故现场进行了物象考察,。,中新社照片,据现场物象考察，并结合气象资料初步分析认为，此处是风力最强之地，最大风速达,25,m/s,以上。,6,月,22,日,13:46,时武汉天河机场气象雷达显示的雷暴云平面图象,6,月,22,日,14:30,时 武汉天河机场气象雷达显示的雷暴云平面图象,6,月,22,日,14:33,时 武汉天河机场气象雷达显示的雷暴云高度图象,6,月,22,日,14:36,时 武汉天河机场气象雷达显示的雷暴云高度图象,卫星云图资料表明：,22,日,13,时至,18,时，沿南京,-,武汉,-,长沙，有一条对流云带缓慢向东移动，发展迅速；最强的冷云中心在武汉与长沙之间，次强的冷云中心在武汉地区上空，,14,时至,15,时在武汉地区上空产生螺旋云带。这与,500,hpa,的高空冷槽和,850,hpa,切变线相对应，并与实况中雷雨的持续时间较一致。,飞机坠毁前,40,秒的高度曲线图,综合分析各种气象资料，并参考物象情况，初步认为,22,日,14,时至,15,时,30,分在飞机空难现场曾出现微下击暴流，产生了强烈的低空风切变。,一、低空风切变的基本知识,（一）风切变和,低空风切变,1.,风切变,：,近距离内空间两点间的平均风矢量的差值称为风切变。,2.,低空风切变,：,在高度,600,米以下的风切变,风切变的计算,设 、分别为上、下两层的风速，,为上、下两层的风向差，风切变值 为：,风切变的计算,在不,考虑风向时，则按下式计算：,风切变的空间表现形式,1.,水平风的垂直切变,2.,水平风的水平切变,3.,垂直风的切变,水平风的垂直切变,指在垂直方向上，一定距离内两点之间的水平风速和（或）风向的改变,。,水平风的水平切变,水平风的水平切变：,在水平方向上两点之间的水平风速和（或）风向的改变,垂直风的切变,指上升或下降气流（垂直风）在水平方向上两点之间的改变。,（二）低空风切变的分类,根据飞机的运动相对于风矢量之间的各种不同情况，把风切变分为：,顺风切变,逆风切变,侧风切变,垂直风的切变,1.,顺风切变,飞机在起飞或着陆过程中，水平风的变量对飞机来说是顺风,例如：,飞机从逆风进入顺风,从小顺风进入大顺风,顺风切变示意图,2.,逆 风 切 变,水平风的变量对飞机来说是逆风,例如：,飞机从无风进入逆风,从顺风进入逆风,逆风切变示意图,3.,侧 风 切 变,指的是飞机从一种侧风或无侧风状态进入另一种明显不同的侧风状态,侧风,切变示意图,4.,垂直风的切变,飞机从无明显的升降气流区进入强烈的升降气流区域的情形,垂直风切变示意图,下击暴流中的风切变,对起落构成严重威胁的是雷暴云下的下击暴流，其中中不仅有明显的垂直风切变，还有强烈的水平风切变，常出现严重事故。,（三）,低空风切变的强度,1.,水平风的垂直切变强度,2.,水平风的水平切变强度,3.,垂直风切变的强度标准,水平风的垂直切变,空气层垂直厚度取,30,米，风资料取,2,分钟左右的平均值,0.1,“1,秒”以上的垂直切变就会对喷气式运输机带来威胁。,1.,水平风的垂直切变强度标准,强度,等级,数值标准,米,/,秒,/30,米,1,/,秒,轻度,0-2,0-0.07,中度,2.1-4,0.08-0.13,强烈,4.1-6,0.14-0.2,严重,6,0.2,2.,水平风的水平切变,水平风水平切变值,2,.6,（米,秒,-1,）千米,可作为能对飞行构成危害的强度标准,3.,垂直风切变的强度标准,垂直风的切变强度，在相同的空间距离内主要由垂直风本身的大小来决定,对飞行安全危害最大的是强下降气流，是以下降气流速度和到达地区的辐散值来确定的。,垂直风切变的强度标准,下降气流,下冲气流,91,米高度上的下降速度,3.6,米,/,秒,800,米直径内的辐散值,144/,时,二、产,生,低空风切变的天气条件,（一）,雷暴,（二）,锋面,（三）,辐射逆温型的,低空急流,（四）,地形地物,（一）,雷暴,雷暴的下降气流在不同的区域可造成,两种不同的风切变：,1.,雷暴单体下面，由下击暴流造成的风切变,2.,下冲气流到达地面后形成强烈的冷性外流,（二）,锋面,穿过锋面时，将碰到突然的风速和风向变化，强冷锋及锋后大风区存在严重的低空风切变。,产生较强的风切变的锋面附近：,锋移动快（,55,千米小时）,锋两侧温差大（,5,）,（三）辐射逆温型的,低空急流,逆温层上强风的形成,夜间急流,逆温层阻挡了风速向下的动量传递，使地面风很弱，而且风向多变，这样就在地面附近与上层气流之间形成了较大的风切变,辐射逆温与夜间急流,（四）,地形地物,机场周围山脉较多或地形地物复杂,处于盆地的机场,时，会产生局地性风切变。,机场正处在山脊的背风一侧,大风吹过机场附近的建筑物,三、低空风切变对起飞着陆的影响,（一）低空风切变的事故特征,（二）低空风切变对着陆的影响,低空风切变与飞行安全,日 期,飞机,型号,所属,企业,地 点,飞行阶段,事 故 性 质,备 注,1959,年,10,月,11,日,伊尔,14/646,兰州管理局,乌鲁木齐,进 场,二 等,地面风,15-18M/S,，,阵风,20M/S,有扬沙,当飞机降至,25,米高时进入扬沙中,然后触地,1983,年,4,月,4,日,空中国王,-200,直升机公司,广州白云,上 升,一 等,遇低空风切变,失速坠地,1987,年,6,月,18,日,农夫,/8502,黑龙江农场总局,黑龙江,853,农场,低空作业,二 等,遇到下沉气流,操作不当,1988,年,8,月,31,日,三叉戟,/2218,广州管理局,香港启德,着 陆,一 等,飞机进近中遇到大暴雨和不稳定气流,跑道能见度极差,1990,年,6,月,2,日,运七,/3473,通航公司,山西太原,进 场,复飞,备降长治,悬球状云和雨幡,地面风多变,在,250,米的高度复飞,掉到,20,米。,（一）低空风切变的事故特征,1.,风切变事故都发生在飞行高度低于,300,米的起飞和着陆飞行阶段，其中尤以着陆 为最多。,2.,现代大、中型喷气运输机的风切变飞行,事故比重较大。,3.,风切变事故与雷暴天气条件关系密切。,4.,风切变飞行事故的出现时间和季节无一,定的规律。,（二）低空风切变对着陆的影响,1,、顺风切变,2,、逆风切变,3,、,侧风切变,4,、,垂直风切变,影响飞机升力的因素,设 为空气密度，为飞机的空速,为机翼面积，飞机的升力为 ，则,这里 是升力系数。,1.,顺风切变,顺风切变使飞机空速减小，升力下降，飞机下沉。,不同高度的顺风切变着陆,2.,逆风切变,飞机的空速突然增大，升力也增大，飞机抬升。,不同高度的逆风切变着陆,3.,侧风切变,飞机发生侧滑、滚转或偏转而对不准跑道,4.,垂直风切变,飞机突然下沉容易发生事故,雷暴云下的着陆,雷暴云下的着陆,颮鋒,下滑航道,颮鋒,下滑航道,昆明机场低空风切变事故,1991,年,4,月,25,日,B757/2801,号飞机在昆明机场着陆过程中,因遇到低空风切,变,导致飞机重着陆,飞机严重损坏,.,修,复费用,达,330,万美元。,风切变举例,1983,年,4,月,4,号早晨白云机场多层积云，云底高于,630,米，地面有,23,米,/,秒的偏南风。但到了,10,：,30,分左右，一片黑云（积雨云）从西 边移来，天空很快转暗。,10,：,42,分黑云压至机场上空，随之一阵风速,12,米,/,秒、风向,300,度的大风掠过机场，几分钟后风力就明显减小。,10,：,47,分，“空中国王,200”,由南向北起飞。据当时的通话记录表明，飞机起飞后即遇到了下冲气流，准备在,150,米高度左转通场进入航线。到了,10,：,50,分，即起飞后约,3,分钟，飞机坠毁，机组,3,人，乘客,5,人全部遇难。,飞行事例,KING AIR-200,四、低空风切变的判定和处置,1.,目视判别,2.,座舱仪表判别,3.,用专用设备探测低空风切变,目 视 判 别,（,1,）雷暴冷性外流气流的沙暴堤,（,2,）雷暴云体下的雨幡,（,3,）轴状云,（,4,）强风吹倒树木和庄稼,雷暴冷性外流气流的沙暴堤,雷暴冷性外流气流前缘的强劲气流会把地面的尘土吹起相当的高度，并随气流移动。,阵风锋，比微下击暴流范围广，常常可扩展到数十公里,雷暴云体下的雨幡,雷暴云体下的雨幡是有强烈下降气流的征兆。,雨幡下垂高度越低，个体形状越大，色泽越暗，预示着风切变和下击暴流也越强,雷暴云下的雨幡,微下击暴流形成（,2,），,1978,年,7,月,1,日,滚轴状云,在雷暴型和强冷锋型风切变中，强的冷性外流往往有明显的涡旋运动结构，并伴有低空滚轴状云。,滚轴状云的形成,滚轴状云,滚轴状云,强风吹倒树木和庄稼,强风或下击暴流所吹倒的成片树林和庄稼，其倒伏方向会呈现出气流的流动状况,强风吹倒树木和庄稼,强风吹倒树木和庄稼,座舱仪表判别,（,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,飞机遭遇风切变时空速表指示一般都会发生急剧变化。,美国波音公司规定，当空速表指示值突然改变,28,37,千米小时，应中止起飞或不作进近着陆。,高度表,飞机在下滑过程中高度表指示出现异常，大幅度偏离正常高度值时，必须立即采取措施，及时拉起。,（,3,）升降速率表,如果见到升降速率表指示异常，特别是下沉速率明显加大时，必须充分注意。,美国波音公司建议在下降速度短时内改变值达,164,米分（,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。,（,4,）俯仰角度指示器,一旦遭遇风切变，俯仰角指示将迅速发生变化，变化越快、越大，则危害越大。,美国波音公司规定，俯仰角指示突然改变超过,5,时，即认为遭遇强风切变，应停止进近而复飞。,用机载专用设备探测,机载风切变警报系统,红外辐射计机载风切变探测系统,机载脉冲多普勒激光雷达,机载风切变警报系统,使用垂直、纵向加速度计，把风切变对飞机影响的垂直部分和纵向部分结合起来，结合机上可供使用的其他数据来计算飞机的推力余量。当推力余量下降到规定值以下时，该系统就发出警报。,红外辐射计机载风切变探测系统,利用装在机头部位的前视红外辐射计和侧视红外辐射计，分别探测出前方,10,20,km,和侧方,200,m,范围内的温度值加以比较，根据两者的温度差确定风切变的大小。它可用于测定雷暴外流气流的阵风锋。,机载脉冲多普勒激光雷达,用于强风暴研究时空中测风。雷达可以探测到风暴中降水粒子的运动方向和速度。,（二）遭遇低空风切变时的处置方法：,1,首先要有思想准备,2,要与雷暴云和大的降水区保持适当距离。,3,不要有意识地穿过严重风切变 区或强下降气流区,遭遇低空风切变时的处置方法：,4,在着陆时刻遇到风切变，只要难以改出，就应立即复飞,5,飞机遭遇风切变时，应立 报告飞行管制部门,五、复习与思考题,低空风切变中的飞行事故有什么特征？,顺风切变和逆风切变对着陆有什么影响？,由下冲气流造成的风切变有什么特点？,