去年8月28日,首都航空JD5759北京-澳门航班在澳门机场降落时遭遇风切变,起落架收到严重损伤。

飞行风切变(飞行中的杀手风切变)(1)

事故中损坏的起落架

澳门民航局调查报告称,事发当天,JD5759在进入澳门国际机场的最后进近阶段时很正常,然而,变化突如其来。在飞机从200英尺(即60.96米)下降至5英尺(1.524米)过程中,顺风在12秒内从9节(4.63米/秒)变为27节(13.89米/秒),增加18节。

当垂直位移100英尺(30.48米)内发生超过12节(约6.17米/秒)的风速变化时,即被视作严重风切变——JD5759在第一次着陆前瞬间突遇严重低空风切变,顺风急剧增加并有强烈下沉气流,导致飞机空速和升力下降,而当时澳门机场没有配备可以探测低空风切变的仪器,因此JD 5759着陆时并未收到塔台报告的低空风切变信息;飞行数据显示,机载风切变警报也未被触发。所幸飞机最后备降成功,据机长描述,降落时“飞机就像一下子被拍到了跑道上”。

Q&A

什么是风切变?

风切变是一种大气现象,指风向和风速在空中水平或垂直距离上的变化。风切变是导致飞行事故的重要因素,特别是低空风切变对飞机起飞和着陆安全威胁巨大,不仅能使飞机航迹偏离,而且会破坏飞机的稳定性。如果飞行员判断失误或者处理不当,常会带来严重后果。

飞行风切变(飞行中的杀手风切变)(2)

风切变示意图

风切变有三种类型

水平风的水平切变:即水平风向或风速在水平距离上的变化;

水平风的垂直切变:即水平风向或风速在垂直距离上的变化;

垂直风的切变:即垂直风(升降气流)在水平或航迹方向上的变化。

其中危害性最大的是下冲气流,属于垂直风切变的一种形式,表现为一股强烈的下降气流。

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下冲气流

对飞机起飞和着陆安全威胁最大的是低空风切变,即发生在着陆进场或起飞爬升阶段的风切变。它不仅能使飞机航迹偏离,而且可能使飞机失去稳定。如果驾驶员判断失误和处置不当,则常会产生严重后果。

Q&A

风切变是如何产生的?

1 雷暴

雷暴的下降气流在不同区域可能会造成两种不同的低空风切变。一种是发生在雷暴单体下面,由下击暴流造成,这种风切变范围小、寿命短但是强度大。另一种是雷雨中的下冲气流到达地面后,形成强烈的冷性气流向四处传播,有时可到达离雷暴云20km以外的地方。这种低空风切变由于没有其它明显可见的天气现象,飞行员往往不易发现,所以对飞行的威胁也相对较大。

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2 锋面

锋面是产生风切变最多的气象条件。一般说来,在锋两侧温差大和(或)移动速度快的锋面附近,都会产生较强的风切变。

冷锋移经机场时,低空风切变伴随锋面一起或稍后出现。这时风切变常常持续时间较短,但强冷锋及强冷锋后大风区内的低空风切变往往比较严重。

相反与暖锋相伴随的低空风切变,由于暖锋移动较慢,所以在机场上空持续时间相对较长,同时也可能出现在距锋较远的地方。

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3 辐射逆温型的低空急流

当晴夜产生强辐射逆温时,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。从总体上说,这种风切变强度比雷暴或锋面的风切变要小得多,而且比较有规律,一般秋冬两个季节较多,对夜间和拂晓时分的飞行活动有一定的影响。

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4 地形和地物

当起降场地周围地形地物复杂时,常有由于局地地形环境条件产生的低空风切变。在山地波存在的情况下,山脊的背风一侧常有冷空气滞留在平地上,处于盆地的起降场地,如果加上低空逆温层的作用,就更容易产生水平风的垂直切变;如果起降场地一侧靠山,另一侧地势开阔,在某种盛行风情况下,可以产生明显的水平风的水平切变。

当阵风风速比其平均值增减5m/s以上时,或大风吹过跑道附近的高大建筑物时,就会产生局地性风切变。

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Q&A

如何应对风切变?

风切变飞行事故都发生在300米以下的起飞和着陆飞行阶段,尤其以着陆阶段为甚。遇到风切变时,飞机如具有机动能量能加速以克服风切变,就可以转危为安。若飞行高度很低,机动能量余量不足,飞机抗拒不了突然袭来的风切变,则会失速以致坠机。

由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点,是一个不易解决的航空气象难题。目前,对付风切变的最好办法就是设法避开它。一般机场和飞机上都安装有风切变探测和报警系统

飞行风切变(飞行中的杀手风切变)(8)

风廓线雷达

风廓线雷达就是一种能够探测低空风切变的气象观测设备。通常设置在机场,可以为进场和离场的飞机提供风切变预测,减少飞行事故。

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