蓋方圓

摘 要：該文闡述了產(chǎn)生低空風切變的天氣條件等基本知識，詳細探討低空風切變對起飛、著陸的影響和判別方法，簡單介紹了處置低空風切變的方法。近年來中國經(jīng)濟增長勢頭迅猛，民航業(yè)隨之發(fā)展迅速，運輸量、航班量屢創(chuàng)新高。隨之而來的是起飛、著陸時發(fā)生的安全問題越來越多，低空風切變是引起這些問題的主要原因之一，其具有時間短、強度大、尺度大、發(fā)生突然等主要特點，從目前的情況看，想要準確的探測和預報還很困難。因此，該文淺析低空風切變的有關(guān)知識，討論如何有效規(guī)避低空風切變，使它對航空器飛行的影響變得最小。

關(guān)鍵詞：低空風切變 影響 判定

中圖分類號：V328.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）08（a）-0198-02

1 風切變的定義

風切變指的是空間中兩點之間風的矢量差，即在同一高度或不同高度短距離內(nèi)風向和（或）風速的變化。風切變可能發(fā)生在任何高度上，對航空器飛行影響最大的是發(fā)生在近地面層的風切變，發(fā)生在600 m高度以下的平均風矢量在空間兩點之間的差值，我們稱之為低空風切變[2]。

風切邊根據(jù)航空器的運動相對于風矢量之間的不同情況，分為以下四種形式，即：

（1）順風切變。

指的是水平風的變量對航空器來講是順風。例如，航空器由逆風區(qū)進入順風區(qū)，由小順風區(qū)進入大順風區(qū)，由大逆風區(qū)進入小逆風區(qū)等，都屬于順風切變。順風切變使得航空器的空速突然減小，升力也隨之下降，航空器下沉，危害較大。

（2）逆風切變。

指的是水平風的變量對航空器來講是逆風。例如，航空器由小逆風區(qū)進入大逆風區(qū)，由大順風區(qū)進入小順風區(qū)，由順風區(qū)進入逆風區(qū)等，都屬于逆風切變。逆風切變使得航空器空速突然增大，升力也隨之增大，航空器抬升，危害相對較小。

（3）側(cè)風切變。

指的是航空器從無側(cè)風或一種側(cè)風的狀態(tài)進入另一種明顯不同的側(cè)風狀態(tài)，這種形式的風切變使得航空器發(fā)生側(cè)滑、滾轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)。

（4）垂直風切變。

指的是航空器從無明顯的升降氣流區(qū)域突然進入到強烈的升降氣流區(qū)域的情形，特別是猝發(fā)的，強烈的下降氣流，使得航空器突然下沉，危害很大。對起飛，著陸構(gòu)成嚴重威脅的尤其以雷暴云下的下沖氣流為甚，這種情況，在下沖氣流強度較大時形成下?lián)舯┝鱗1]。而且下沖氣流中不僅有強烈的垂直風切變，還有明顯的水平風切變，常常會帶來較為嚴重的后果。

2 低空風切變對航空器起飛及著陸的影響

低空風切變對航空器起飛、著陸的主要影響有以下幾點：改變飛機航跡；影響某些儀表的準確性；影響飛機的穩(wěn)定性和操縱性。這些都會給航空器的操縱帶來困難，嚴重影響安全。這里我們重點討論各種類型低空風切變對航空器著陸產(chǎn)生的影響。

2.1 順風切變對航空器著陸的影響

航空器在著陸過程中進入順風切變區(qū)域時（例如從逆風突然轉(zhuǎn)為無風或順風，或者從強逆風突然轉(zhuǎn)為弱逆風），指示空速會迅速降低，升力隨之明顯減小，從而使得航空器不能保持應有的下滑曲線而掉高度。此時的修正動作是加油門，帶桿使航空器增速，減小下降率，回到下滑曲線上后再穩(wěn)桿，收油門以重新建立下滑姿態(tài)。但如果順風切變的高度很低，飛行員來不及及時修正，將會造成大的偏差。

2.2 逆風切變對航空器著陸的影響

航空器著陸過程中進入逆風切變區(qū)域時（例如從順風突然轉(zhuǎn)為無風或逆風，或者從強順風突然轉(zhuǎn)為弱順風），指示空速會迅速增大，升力隨之明顯增加，航空器被抬升，高于正常的下滑曲線。此時的修正動作是收油門松桿，使航空器減速，增加下降率，回到下滑曲線上后再加油門帶桿以重新建立下滑姿態(tài)。

2.3 側(cè)風切變對航空器著陸的影響

航空器在著陸過程中遭遇側(cè)風切變，會產(chǎn)生側(cè)滑，帶坡度，使航空器偏離航向道，造成橫側(cè)向的偏差。

2.4 垂直風切變對航空器著陸的影響

當航空器在著陸過程中遭遇上升或下降氣流時，其升力會發(fā)生改變，從而使得下降率改變。垂直風切變對航空器著陸危害巨大，在雷暴云下進近著陸過程中遇到嚴重的下降氣流時，飛行員能做的就是復飛。

3 低空風切變的判定

低空風切變是難以抗拒的，免受其害的最好方法就是避開它。及時、有效地判斷低空風切變的存在、強度和類型是飛行人員必須了解和掌握的技能。就目前而言其判斷方法有以下三種：

3.1 目視判別法

（1）雷暴冷性外流氣流的沙暴堤。

雷暴冷性外流氣流前緣的強勁氣流會將地面上的塵土吹起相當?shù)母叨龋㈦S著氣流快速移動，形成沙暴堤。它往往能顯現(xiàn)出外流氣流的范圍和高度，其高度越高，外流氣流的強度就越大。一旦觀察到這種沙暴堤就應提高警惕并立即采取措施，因為緊跟在沙暴堤之后的就是強烈的風切變[3]。

（2）雷暴云下的雨幡。

雷暴云下的雨幡是強烈下降氣流的重要征兆。雨幡的形狀越大，下垂高度越低，色澤越暗，則風切變和下?lián)舯┝饕苍綇姟Ｔ谟赆χ車坏絻晒锓秶鷥?nèi)，風場都比較復雜，常存在較強的風切變[2]。所以，在進近著陸過程中要與雨幡保持一定的距離，切記不可穿越。

（3）滾軸狀云。

在強冷鋒型和雷暴型風切變中，強烈的冷性外流往往有明顯的渦旋運動結(jié)構(gòu)，并伴有低空滾軸狀云。這種云的出現(xiàn)，預示著有強烈的低空風切變。

（4）倒伏的莊稼和樹林。

下?lián)舯┝骱蛷婏L所吹倒的莊稼和樹林會顯現(xiàn)出氣流的流動狀況。

3.2 座艙儀表判別法

（1）空速表。

當航空器遇到風切變時空速表指示一般會發(fā)生急劇的變化。因此一旦發(fā)現(xiàn)空速表的異常指示，應立即警惕風切變的危害。波音公司規(guī)定，如果空速表指示突然改變15—20海里/h，應中斷起飛或不作進近著陸。

（2）高度表和升降速率表。

當高度表大幅偏離正常值，升降速率表出現(xiàn)明顯的下降率增大的情況時，航空器很可能遭遇了風切變或下?lián)舯┝?，機組應充分注意。根據(jù)波音公司的建議，如果下降率短時變化達到每分鐘500英尺，即認為遭遇強風切變，應立即復飛。

（3）俯仰姿態(tài)指示器。

風切變會瞬間改變飛機的俯仰姿態(tài)，以B737飛機為例，正常的著陸下滑角為3°，對應的姿態(tài)角在+2°左右，如果姿態(tài)角突然發(fā)生超過5°的改變時，即應該認為遭遇強風切變，應中止進近，立即復飛。

（4）利用機載專用設備探測風切變。

目前機載設備不斷完善升級，普遍裝備航空器的已經(jīng)有增強型近地警告系統(tǒng)（EGPWS）的風切變警告和氣象雷達（WXR）的前視風切變（PWS）探測。機組應熟知相應系統(tǒng)的使用方法和警告信息內(nèi)容。

近地警告系統(tǒng)的風切變警告是進入式風切變警告，即航空器正進入風切變氣流區(qū)域，其探測原理主要是利用空速，無線電高度等大氣數(shù)據(jù)的變化，來判斷是否進入了風切變區(qū)域，結(jié)合航空器姿態(tài)構(gòu)型發(fā)出警告信息。主要的警告信息是視覺和聽覺的“WINDSHEAR、WINDSHEAR”（風切變、風切變）[4]。

氣象雷達系統(tǒng)的風切變警告是前視風切變警告，在飛機的起飛和進近階段自動起作用。探測原理是多普勒頻移現(xiàn)象，以氣象雷達向前方發(fā)射的射頻雷達波來探測飛機前方的氣象條件，根據(jù)反射回波的頻移判斷前方是否有風切變氣流，主要警告是聽覺的“WINDSHEAR AHEAD、 WINDSHEAR AHEAD（前方風切變、前方風切變）；GO AROUND WINDSHEAR AHEAD（復飛、前方風切變）；MONITOR RADAR DISPLAY（監(jiān)控雷達顯示）”，視覺信息主要為顯示“WINDSHEAR（風切變）”[4]。

4 低空風切變的處置方法

（1）要有思想準備。起飛之前，機組人員應認真詳細的了解和研究天氣預報和天氣實況報告，對飛行中可能會遇到的風切變提高警惕。不能存在僥幸心理，不要有意識的穿過嚴重的風切變或者強下降氣流區(qū)域，特別是當飛行高度低于200米或一臺發(fā)動機失效的時候。

（2）起飛、著陸過程中與雷暴云和大的降水區(qū)保持適當距離。在雷暴云逼近機場15海里范圍內(nèi)時，應警惕風切變的出現(xiàn)；當雷雨在著陸航道5公里和復飛航道3公里時，考慮中止進近著陸[3]。

（3）一旦遇到風切變，應立即改出。以B737飛機為例，應脫開自動駕駛，按壓任一TO/GA電門，迅速加油門至最大推力，柔和的操縱航空器俯仰，改平機翼并抬機頭至俯仰角15°或起始抖振的上仰極限，必要時可以保持間歇性抖桿狀態(tài)，但要防止過量而導致真正的失速。脫離風切變區(qū)域前不要改變起落架或襟翼形態(tài)，不要試圖重新獲取失去的空速，對航空器的垂直速度和高度進行監(jiān)控。當遭遇風切變并改出后，應將風切變的區(qū)域、強度、高度等信息及時報告空管部門，以免其它航空器誤入其中。

（4）在模擬機訓練中，加強機組正確應對和處置各種風切變的能力。雖然低空風切變對航空器的飛行危害巨大，但是我們通過研究能夠?qū)ζ湓黾恿私猓梢耘忻魉念愋?，位置，強度。只要合理利用知識，正確使用機載設備，熟練掌握操作技巧，就能把風切變的不利影響降低到最小。

參考文獻

[1] 藤田（美）.《下?lián)舯┝鳌穂M].北京：氣象出版社，1981.

[2] 譚壁光.《航空氣象學》 [M].北京：中國民航飛行學院，1993.

[3] 王學永.《低空風切變與飛行》[M].北京：空軍第七研究所，1985.

[4] 何曉薇.《航空電子設備》[M].成都：西南交大出版社，2002.