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风切变大师课

探测、避让风切变以及从中改出的关键策略

本文内容6 个小节 · 阅读约 11 分钟

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风切变是我们可能面对的最危险的天气现象之一。它往往肉眼不可见,而在其最危险的形态,也就是微下击暴流中,能在短短几秒内把一次常规飞行变成一场危机。理解风切变并有效应对,对于保障旅客、机组和飞机的安全至关重要。

本文将深入探讨风切变的动力学特性、它对航空安全的影响,以及我们空客飞行员用来探测、避让风切变和从中改出的技术。

我们开始吧。

要点速览

  1. 风切变概述: 了解在起飞和着陆等关键阶段,风向和风速的突然变化会如何影响飞机性能。

  2. 微下击暴流的危害: 了解微下击暴流带来的危险,它的特点是急速的下冲气流和剧烈的风向变化,使改出更加困难。

  3. 探测工具与系统: 探讨识别风切变的必备工具,包括气象雷达、机载系统和空中交通管制报告。

  4. 飞行员的最佳实践: 了解飞行员在起飞和着陆中可用来降低风险的关键策略,例如调整速度和保持适当的推力。

  5. 风切变改出技术: 深入了解飞行员应遵循的改出程序,包括使用 TOGA 推力和调整俯仰,以便在遭遇风切变时重新获得控制。

什么是风切变?

风切变是指风速和/或风向在短距离内发生的任何突然而剧烈的变化。这种快速变化可以出现在大气的不同高度,对飞机的影响可能很严重。为简便起见,风切变通常分为两类:垂直风切变和水平风切变。

垂直风切变

垂直风切变是指风速沿垂直方向发生变化。垂直风切变通常以每 1,000 英尺多少节来衡量,变化量为 20 到 30 节。当飞机爬升或下降穿过不同的风层时,这类切变会显著影响飞机的升力、空速和所需推力。它常见于雷暴、山地波或逆温层附近。

水平风切变

水平风切变是指风分量沿水平方向发生变化,例如从顶风转为顺风,或者反过来。变化量可达每海里 100 节。这种风向的变化会使飞机的升力和空速发生剧烈变化,导致意想不到的飞行动态。

风切变发生在低高度时最危险,因为那时飞机最脆弱。风的快速变化可能导致空速和高度突然损失,在起飞、进近和着陆等关键飞行阶段构成重大风险。

识别风切变

虽然遭遇强烈风切变的情况很少见,但及早识别对有效实施改出程序至关重要。了解如何探测风切变,飞行员才能及时采取行动,确保安全应对。

有若干迹象可能表明遭遇了风切变,应提醒飞行机组保持警惕。包括:

  • 指示空速突然变化超过 15 节
  • 地速明显变化
  • 模拟式风指示器上的风向或风速变化
  • 垂直速度变化 500 英尺/分
  • 俯仰姿态波动大于 5 度
  • 下滑道偏差 1 个点
  • 航向变化 10 度或以上
  • 自动推力或自动油门系统出现异常表现

机载风切变警告系统

现代飞机通常装有反应式风切变探测系统。这些系统同时监测垂直和水平风速,以识别风的突然变化。系统一旦触发,会发出三次“WIND SHEAR”语音警告,同时在主飞行显示器(PFD)上显示红色“WINDSHEAR”警告,见下图。

风切变探测系统与速度基准系统(SRS)结合,构成了反应式风切变系统(RWS)。该系统通过实时调整飞机参数,对风切变状况做出即时响应。

PFD 姿态指示器中央显示红色 WINDSHEAR 警告,CAT 3 DUAL 进近中

微下击暴流:隐藏的危险

在各种形式的风切变中,微下击暴流最为危险。微下击暴流是一股范围小但极其强烈的下冲气流,它迅速下沉到地面,然后向四面八方扩散,形成一个环状涡旋。微下击暴流通常在雷暴和积雨云附近形成,会在近地面造成突然而剧烈的风变化。这些影响会严重干扰飞机保持飞行稳定的能力。

微下击暴流:从云底下冲的气流,沿地面扩散的外流,以及其边缘的水平涡旋
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