叶片攻角的关系.docx

乱流（turbulent flow），指不稳定气流或水流，对于水流来说，流速较快，水面则会产生扰动，有些地方会形成漩涡，水流变得混乱而不一致，这就是乱流，同样的情况也会发生在气体流动。观察燃烧中的香烟，当白色烟雾袅袅上升时，线条非常均匀平滑，但是当烟雾上升到一定高度后，也会变得混乱而形成漩涡状，这也是乱流。
乱流是物体相对流体，做高速运动时产生的，例如子弹飞行时相对于空气的高速运动，显卡散热风扇制造的高速气流。习惯上，将水流的乱流称漩涡，而直接将不稳定的气流称为乱流。[1]
乱流 - 特点
强度
乱流
乱流的强度受以下因素影响：
1、风速越大乱流越强；
2、空气密度越大乱流越强。冷空气的密度比暖空气的密度高，所以冷天造成的乱流比热天强。当风速在 15-20 公里 / 小时时，特别在靠近障碍物、起伏地时，产生的乱流足以将飞行器翻过来。
范围
乱流的范围从几 十米到几百米，甚至几公里，因此飞行员在拟定飞行计划时首先要考虑航线上容易产生乱流的区域。 
乱流摩擦力
指由空气内部乱流交换而产生的内摩擦力。乱流摩擦力的大小取决于上、下层风的向量差及乱流强度。乱流强度一定时，上、下层风的向量差值愈大，则同一时间交换的动量愈多，故乱流摩擦力愈大；同理，上、下层风的向量差一定时，乱流愈强，气层在同一时间内交换的动量也愈多，故乱流摩擦力也愈大。
乱流 - 成因
形成乱流的条件很多，流速快慢只是其中一个因素，也是最容易观测到的，其它如流体的黏性、流动规模大小、接触表面的粗糙度等，也都会导致乱流的形成。
乱流
1、高低起伏的树木、山地和建筑物；
2、空气中受冷热影响而引起的静态的变化；
3、两层空气之间的流速差；
4、冷风或暖流过境产生乱流；
5、与热气流也有关系，尤其在热气流的边缘。
6、低空风切
是产生在低空的一种气流变化，低空风切的产生原因，很大部份是与机场周围地形息息相关的，例如山与海的交界处，山谷里，气流顺着山势直压而下，到达地面时则又反弹上升，而若机场建在这个当口，当飞机进近时，首先会遇到一股急升的气流，就是下压气流反弹的部份，这时无论是自动驾驶或人为操作，都会下压飞机以达标准的进近高度，而当过了这部份，却又发生直压而下的气流，加诸在正在下降的飞机上，而反应高度却只剩下几百呎时，悲剧就不免发生了。
飞机上的气象雷达一样无法侦测出低空风切，只能依靠机场是否有都普勒风切雷达侦测系统来告知。 
乱流 - 类型
飞机航行在大气中所遭遇的乱流有很多类型，典型且常见的有“云雨乱流”与“山岳波乱流”和气象雷达无法侦测的晴空乱流。
云雨乱流
乱流
云雨乱流的产生，多半是因为空气的热对流作用所致。受到强烈太阳照射、吸收许多热量而升温的地表，会加热附近的空气，地表附近空气受热后膨胀上升，挤压上层冷空气下降，形成热对流；此时，由于空气的密度发生变化，形成不均匀状态，造成空气与空气之间彼此挤压摩擦，无法维持井然有序的流动，这种对流的过程便会产生乱流。
热对流跟用锅子烧开水的对流现象很类似，之所以称之为云雨乱流，是因为在对流过程中，空气中的水气会形成积云，因此飞机驾驶员如果观察到积云，就可以判断该处可能有乱流而选择避开。 
山岳波乱流
主要是山坡地形作用所导致。当空气在山的迎风面沿山坡上升时，风速随着山的坡度升高而增快，在气流爬升至山顶时达到最大。当气流通过山顶后，受到地形障碍物高度降低的影响会迅速下降，于是产生下降气流；随后再因为地面摩擦作用，使得位居前端的底层空气流动较缓慢，并导致后端持续前进的空气向上推挤，造成空气产生漩涡一样的扰动。因山坡地形所产生的乱流通常发生在通过山峰后数公里处、形成浪花状的涡动云，这就好像河水流过大石头后，会在大石头后方产生漩涡是一样的。飞机驾驶通常也会避免进入此空域中。
晴空乱流
乱流
除了雷雨或地形波活动引起的乱流外（即使这类乱流出现在晴空）：其余的高空乱流都可归为晴空乱流。晴空乱流是在晴朗无云的环境下发生的乱流，它通常没有很明显的水气存在，因此无法由气象雷达侦测出来，也不能藉由观察云层分布加以判断，往往在遭遇后才知道它的存在。
在对流层下方，是一股西向东的高速气流，时速动则百公里以上，而在这条高速气流与低速气流交会处所产生的气流差，就是晴空乱流产生的区域。晴空乱流的级别，通常都在中度乱流以上。
晴空乱流的成因很多，根据一般经验判断，当风速超过每小时200公里，就可能伴随晴空乱流。例如在冬季北纬25~50度的高空西风带内，常常会有喷射气流存在，它的内部和周遭区域多半都是晴朗状态，偶尔伴随些许卷云，所引起的乱流往往非常强劲，因流速极快而得“喷射”之名，最快可达每小时数百公里（比强烈台风还要快上1~2倍）；这就好像是在装满水的浴缸中用水管强力喷出的水流，水流周围往往都会有很多扰动的现象，因此喷射气流附近的空域很容易造成晴空乱流。
然而，喷射气流的存在并不意味着一定会出现晴空乱流，驾驶员虽然可以透过气象数据知道喷射气流的存在，但并无法确切预测是否有乱流。正因为晴空乱流的不可预测性，飞机一旦遭遇到它，后果常常不堪设想，甚至造成人员伤亡。
在晴空乱流中，飞机会产生颠簸，比在雷雨中或地形波中的颠簸更严重。就象一辆高速行驶的汽车突然驶入一条坎坷不平的道路上一样。[2]
乱流 - 等级
根据航空准则，将乱流分为以下四个等级：
轻度乱流
乱流
飞机的姿态和高度会有些许的变化，飞行员会感到安全肩带有轻微的压力。
中度乱流
飞机的姿态和高度会有显著的变化，空速也会有变化。飞行员会感到安全肩带有显著的压力。但是此时飞行员仍可操作飞机。
强烈乱流
飞机的姿态和高度会有剧烈的变化，空速大幅地跳动。飞行员在短暂的片刻会失去对飞机的控制。
极度乱流
飞行员完全失去对飞机的控制，飞机结构可能会受损。
乱流 - 危害
乱流造成颠簸给操纵带来困难，重则操纵失灵，如十分强烈，机体受到忽大忽小的气流冲击的强度超过飞机所能承受的最大载荷时，会造成机体变形甚至解体。[3]
乱流 - 应对
侦测
乱流
云雨乱流与山岳波乱流都伴随着水气，可以利用气象雷达侦测。飞机的气象雷达装在机鼻，主要功能是侦测前方大气的状态，雷达发出的电波在遭遇水气时会反射回来，透过计算回波的强弱，即可换算前方水气的多寡，若前方有大量水气，就可能存在乱流，驾驶员会绕过该云层，朝气流较稳定的区域飞行。
躲避
飞行的规则是尽可能避开所有已知的乱流区域，但乱流是一种极难准确测定的短暂现象。如果已经预测到有乱流，或者看到某些可疑的云状，而又无法避开，就应建立穿越乱流的速度，并使机组人员和旅客尽快地做好准备。如果条件非常坏，就应决定回航或取消飞行。在对乱流缺乏了解时，应当优先选择经常飞行的航线。
预警
如果遇到乱流，一定要迅速向最近的交通管制中心或机场发出准确的报告，使这个区域内的其他飞机得到警报，使预报能及时修正。所报告的情况越多越好。诸如位置（经度和纬度）、高度、航向、乱流强度和持续时间、表速和直空速，与雷雨、山脊或急流的关系等，这些情况对其他飞行员、气象台和天气研究部门是很有价值的。对乱流的了解越多，就越容易对有类似情况的区域及时作出预报，也易于在飞行中避开这些区域。
操作
一旦遇到颠簸可采取以下措施：
操纵动作柔和，切忌粗猛；
2、采用适当的飞行速度，通常采用较小的飞行速度，以防止过大的载荷因素；
3、适当H和Hx，脱离颠簸区。 
尽管气象雷达已可以侦测到伴随水气的乱流，但还是有些乱流无法被侦测出来，所以为了自身的安全，坐飞机时还是应该全程系妥安全带，以避免不预期的乱流造成伤害。[2]
乱流 - 事件
1997年12月28日，一架自东京飞往夏威夷的客机，就遇上了强烈的晴空乱流，飞机瞬间急降30多米，并且持续上下巨幅摆动，造成一名乘客死亡、100多人受伤。
2010年，海湾航空的航班曾遭遇乱流，造成10人受伤。
2011年2月13日，美国无动力滑翔翼教练马太乙在台湾高雄市中寮山区进行飞行伞单飞时，疑因遇乱流连人带伞坠落山谷，警方出动大批人员搜山近4小时才寻获，所幸他仅脚踝、脊椎骨折，送医后无生命危险。[4]
2011年11月，全日空的航班由新加坡飞往羽田机场时在中国台湾附近上空遭遇乱流，导致2名乘客及3名机组人员受轻伤。
2012年6月20日下午，全日空一架从北京飞往东京成田机场执行NH956次航班的客机，在成田机场降落时失败，机体受强烈冲击而变形，所幸193名乘客和机组人员无人受伤。机长在接受初步调查时称，客机降落时遭遇乱流袭击，当时机场风力达到每秒15米。