A330飞机研讨课件：颠簸与飞行

1、2021/3/23,A-330,1,Hi，大家好！涛声中入睡， 感觉很好吧,2021/3/23,A-330,2,颠簸与飞行,2009年A330技术研讨会,2021/3/23,A-330,3,2007年7月6日，南方航空A330客机执行悉尼-广州航班任务时，在菲律宾突遇晴空湍流，严重颠簸导致机上37人不同程度受伤； 2009年8月28日，另一架B777客机虹桥-广州航 班，在穿越两块淡积云时，遭遇了5秒钟严重的云中颠簸，6人受伤，构成一起严重事故征候,背 景,2021/3/23,A-330,4,背 景,12,1/2,2008至今,2021/3/23,A-330,5,我国公共航空运输 安全水平不断

2、提高的今天 空中颠簸造成的人员受伤情况已成为： 航空运输非致命事件的主要原因； 威胁航空安全的较大风险因素之一； 给航空公司造成了经济损失和负面的社会影响,背 景,2021/3/23,A-330,6,背 景,92,70,50,颠簸发生率,2021/3/23,A-330,7,民航总局飞行标准司近日专门下发了政府文件以应对新情况,背 景,2021/3/23,A-330,8,这不得不引起我们的格外重视； 今天，我们将以“颠簸与飞行”为题，深入探讨空中颠簸和我们日常飞行的关系，以帮助大家从容应对,背 景,2021/3/23,A-330,9,颠簸与飞行主要内容,2021/3/23,A-330,10,一、

3、颠簸定义和空气动力学成因,颠簸是指飞机在紊乱的气流中飞行时，产生机体 左右摇晃，上下抛掷和机身抖动的现象。 它是几种运动的集中表现： 飞机水平、垂直的受扰运动； 自身的修复运动； 机体的诱发共振； 飞行员修正过大时的诱导震荡,2021/3/23,A-330,11,颠簸产生的根本原因是大气中存在着速度和方向都 不稳定的乱流（也叫紊流、湍流）。 扰动气流使作用在飞机上的空气动力和力矩失去平 衡，飞行高度、速度和姿态等因此会发生突然变化 从而引起颠簸。 乱流中的水平和垂直阵风是怎样影响到飞机空气动 力性能的呢,颠簸定义和空气动力学成因,2021/3/23,A-330,12,颠簸定义和空气动力学成因,

4、水平阵风导致空速改变，升力改变，它是中高空颠簸的主要原因,2021/3/23,A-330,13,颠簸定义和空气动力学成因,垂直阵风导致迎角和空速都发生改变，升力改变，从而形成颠簸,垂直阵风是引起低空颠簸的主要因素,2021/3/23,A-330,14,乱流中的水平、垂直阵风往往同时存在；因共振强化的飞机受扰运动和高频扰动激发的结构抖振也同时存在所有这些综合作用在一起，让人头疼的“空中颠簸”产生了,颠簸定义和空气动力学成因,2021/3/23,A-330,15,二、大气乱流的基本类型,尾涡乱流,晴空乱流,热力乱流,动力乱流,成因,2021/3/23,A-330,16,由于空气热力原因形成的乱流称

5、为热力乱流： 大气受热膨胀上升，冷空气下降补充，对流形成； 地表受热不均（如湖泊和陆地）空气也失去稳定。 常常出现在中午阳光照射强烈的对流层低层； 当较强烈的热力对流发展时，也可能扩展到高空形 成积雨云； 逆温层顶的风突变也会造成低空局部乱流,大气乱流的基本类型,热力乱流,2021/3/23,A-330,17,大气乱流的基本类型,热力乱流,2021/3/23,A-330,18,大气乱流的基本类型,热力乱流,地表受热不均引起的热力乱流常出现在低空进近阶段，飞机的下降轨迹受其影响而起伏不止,2021/3/23,A-330,19,空气的热力原因（凝结和冻结释放的热量极不均匀）导致旺盛的对流发展时，就

6、会形成积雨云甚至雷暴； 雷暴乱流是飞行员面对的“头号敌人”，也是多年来造成飞行事故最多的“罪魁祸首”； 雷暴云的大致结构和气流运动如下图,大气乱流的基本类型,热力乱流,2021/3/23,A-330,20,2021/3/23,A-330,21,在雷暴云内部及周围的广大区域，伴随着复杂而剧烈的各种乱流,大气乱流的基本类型,热力乱流,雷暴云颠簸区的垂直分布,2021/3/23,A-330,22,大气乱流的基本类型,热力乱流,雷暴云颠簸区的水平分布,雷暴云中的颠簸是机载雷达较易探测出的颠簸类型。之所以发生众多事故，主要还是飞行员重视不够，存在侥幸心理,2021/3/23,A-330,23,大气乱流的

7、基本类型,热力乱流,微下击暴流对飞机进近轨迹的影响（武航案例,2021/3/23,A-330,24,2021/3/23,A-330,25,近地面风吹过粗糙不平的地表面或障碍物时出现的 乱流，称为动力乱流； 其影响范围多在12千米AGL高度以下的摩擦层； 强度和规模取决于; 风向风速 下垫面粗糙程度 近地层大气稳定度,大气乱流的基本类型,动力乱流,2021/3/23,A-330,26,大气乱流的基本类型,动力乱流,2021/3/23,A-330,27,当稳定风吹过丘陵、山地等较高地貌时，就会产生空气的垂直运动，在背风面形成另外一种动力乱流：山地乱流,大气乱流的基本类型,动力乱流,mountain

8、 wave,2021/3/23,A-330,28,乱流强度随风速和山坡陡峭程度的增加而增加； 厚度可超过地形高度的3-4倍； 水平范围甚至可能在1-2公里高的山后延伸数十公里,大气乱流的基本类型,动力乱流,2021/3/23,A-330,29,大气乱流的基本类型,热力乱流,建在山边的机场最容易受到这种地形乱流的影响（富士山案例,2021/3/23,A-330,30,飞机飞行时因为升力的产生而附生的一对绕翼尖旋转的闭合涡旋叫做尾涡（尾流）。尾涡之间，气流向下旋转，外侧则是向上旋转，从而形成乱流,大气乱流的基本类型,尾涡乱流,2021/3/23,A-330,31,大气乱流的基本类型,尾涡乱流,尾流

9、的宽度约两个翼展 以400ft/m的速度下沉； 持续时间2-3分钟,2021/3/23,A-330,32,大气乱流的基本类型,尾涡 乱流,其实飞行员在空中只要避开前机的尾流区域，起降时不赶时间，严格遵守机型尾流间隔，是没有任何问题的,美航A300案例,2021/3/23,A-330,33,小心尾流,2021/3/23,A-330,34,出现在6000米以上高空，与对流云无关的乱流总称 为晴空乱流。（最难预测） 由于没有可见的天气现象伴随， 飞行员难于事先发现，具有很大 的突然性，对飞行安全威胁很大,大气乱流的基本类型,晴空乱流,2021/3/23,A-330,35,大气乱流的基本类型,晴空乱流

10、,造成飞机颠簸的晴空乱流属于小尺度的气流运动； 它的成因非常复杂，但都与空间里风的切变和温度的水平切变有着密切关系,2021/3/23,A-330,36,通过对大量的天气分析发现,导致晴空颠簸的原因有,大气乱流的基本类型,晴空乱流,2021/3/23,A-330,37,高空急流所引起的颠簸在晴空颠簸中最常见、威力也最大：常常给飞机造成较大过载，导致人员受伤，甚至飞机失去控制。 高空急流是指出现在对流层顶附近或平流层中的一股强而窄的气流，一般指风速大于30米/秒的强风带,大气乱流的基本类型,晴空乱流,2021/3/23,A-330,38,在这股强气流中，风速的水平切变为100公里5米/秒，垂直切

11、变为每公里510米/秒。 急流长度可达几千公里，宽约几百公里，厚约几公里,大气乱流的基本类型,晴空乱流,2021/3/23,A-330,39,大气乱流的基本类型,晴空乱流,高空急流往往与锋面共生，在急流轴的下方，靠近锋 面的地方有最强的乱流。急流两侧也易发生强颠簸,2021/3/23,A-330,40,飞机颠簸的强度受到以下几个因素的影响,三、颠簸的强度和特性,乱流强度,飞机 翼载荷,飞行速度,2021/3/23,A-330,41,颠簸的强度和特性,根据飞行员的感觉和观察水平，一般将颠簸划分为,有感觉，没影响,2021/3/23,A-330,42,颠簸的强度和特性,有困难，能维持,2021/3

12、/23,A-330,43,颠簸的强度和特性,难维持，不能动,2021/3/23,A-330,44,颠簸的强度和特性,机损坏，人受伤,2021/3/23,A-330,45,颠簸层的水平分布： 颠簸区总体呈片状的零星分布，存在着明显的边 界，互不连接； 颠簸空域的水平尺度从几公里到上千公里，但大 多不超过6080公里； 直径通常小于 20公里,颠簸的强度和特性,2021/3/23,A-330,46,垂直分布： 颠簸层厚度一般不超过1000米，强颠簸层厚度只有 几百米； 动力乱流颠簸多见于中高纬度大陆，多数离地面不 超过12千米； 热力乱流颠簸低纬地区多于高纬地区，并多出现在 对流层的中层； 晴空乱

13、流颠簸多出现在6000米以上的对流层上部和 平流层,颠簸的强度和特性,2021/3/23,A-330,47,地域分布： 在日本及其邻近海面上空，颠簸最为频繁；北纬15-45 度的对流层上部也是最有可能发生颠簸的区域，因为 高空急流常发生在该区域；山区上空的颠簸发生频率 及强度明显大于平原地区； 中国的青藏高原，由于特殊的自然地理条件，在7500 米到9000米的飞行高度上，热力、动力乱流和晴空乱 流都能起作用，因此颠簸出现的频率和强度都很高,颠簸的强度和特性,2021/3/23,A-330,48,此外我国易发生颠簸的地区还有： 秦岭以南、黄河中上游一带； 山东半岛、渤海湾偏北一带； 辽西走廊地

14、区； 北京燕山山脉； 冬季北京至乌鲁木齐航线飞行高度在1万米至 1万2千米等,颠簸的强度和特性,到处都是,2021/3/23,A-330,49,季节分布 晴空颠簸多发生在冬春季； 热力及地形颠簸出现在春秋两季居多，此时风大； 雷暴乱流颠簸则主要在夏季。 持续时间 普通乱流区的存在通常不到一小时（急流区除外）。但是，如果条件适宜乱流持续存在，当一块乱流消失后，同一地区很快又会产生另一块乱流,颠簸的强度和特性,2021/3/23,A-330,50,发生机率 在对流层下部（02公里）颠簸最为频繁； 在对流层中部（26公里）乱流较少； 对流层上部（610公里）颠簸的可能性增加； 在812公里的高度上，

15、颠簸的机率可达5-20%； 高度再增加，颠簸发生的频率迅速减小,颠簸的强度和特性,2021/3/23,A-330,51,颠簸的强度和特性,乱流发生频率分布,2021/3/23,A-330,52,四、颠簸对飞行的影响,损坏飞机结构 飞机颠簸时，机体各部位都承受着忽大忽小的载荷 变化。如果长时间剧烈作用，飞机的有些部件就会 疲劳变形，减少寿命甚至损毁。 影响飞机性能 飞机的平飞速度范围将缩小。因为阵风速度增大 时，在平飞最小速度端飞机易失速，而在最大允许 速度端易超速。载荷的增大也会带来最大飞行高度 及转弯坡度的限制,2021/3/23,A-330,53,颠簸对飞行的影响,增大操纵难度 强烈的颠簸

16、会导致飞机高度、速度以及姿态的急剧 变化，给飞行员的操纵带来巨大困难，有时甚至失 去操纵。 飞行仪表误差 不规则的震动剧烈且频繁时，飞行仪表的指示会发 生滞后和偏差，并不能准确地反映瞬间的飞行状态,2021/3/23,A-330,54,颠簸对飞行的影响,降低发动机效率 高空颠簸使进入发动机的空气流量迅速减少，降低 了发动机的功率，严重时还可能导致熄火停车。 威胁人身安全 持续颠簸会造成飞行员、乘客的紧张和不适，甚至 受伤，危及人身安全,2021/3/23,A-330,55,五、如何应对颠簸,不要 冒险,2021/3/23,A-330,56,如何应对颠簸,保护好自己,2021/3/23,A-33

17、0,57,如何应对颠簸,飞行的原则是尽可能避开所有已知的乱流区域: 飞行前准备分析天气，做好预判，避免亲密接触； 飞行中利用一切手段发现颠簸，及时改航避让； 终端区跟近前机注意尾流间隔,1. 采取避让,2021/3/23,A-330,58,如何应对颠簸,2021/3/23,A-330,59,如何应对颠簸,迅速建立穿越乱流的颠簸速度 正确打开安全带信号灯 以小于30度的角度进入急流轴,2.准备进入,2021/3/23,A-330,60,如何应对颠簸,设定颠簸速度，允许速度、高度适当波动 ； 柔和坚定操纵飞机，避免过大机动 ； 人工设定合理推力 ； 尽量保持自动驾驶和偏航阻尼器的接通 ； 保持光洁

18、形态,3.颠簸中的操纵,2021/3/23,A-330,61,如何应对颠簸,改变高度几百米或暂时偏离航线几十公里； 低空强颠簸，应向上脱离；高空颠簸时，根据飞机 性能及飞机与急流轴相对位置确定脱离方向； 误入积雨云中，应迅速向上风方向脱离云体； 脱离乱流区后，迅速向最近的ATC发出准确报告,4.脱离严重颠簸,2021/3/23,A-330,62,爬升,下降,右转,绕飞,备降,怎么脱离呢？研究一下,2021/3/23,A-330,63,如何应对颠簸,飞行准备时做好颠簸简介； 飞行中，时刻与客舱乘务组保持通信畅通； 收到颠簸信号，乘务员要求： 停止服务，固定松散设施 广播通知乘客，停止走动 系好安

19、全带，并以身示范,5.客舱协作,2021/3/23,A-330,64,六、A330飞行颠簸程序,南方航空公司A330机队已针对飞行颠簸制定了非常完善的操作程序,找找,2021/3/23,A-330,65,A330飞行颠簸程序,可以参考执行的手册资料有： 南航运行手册：15.7 各种恶劣天气下运行/ 颠簸区飞行 FCOM机型使用手册：3.04.91 补充技术/ 恶劣天气/严重颠簸下飞行 快速检查单：5.01 操作数据/ 严重颠簸气流 飞行机组训练手册： 04.01 恶劣天气/颠簸,2021/3/23,A-330,66,A330飞行颠簸程序,经过比较整理，本着贴近实际、突出重点的原则，总结如下,太

20、多太复杂,2021/3/23,A-330,67,A330飞行颠簸程序,机组应使用气象报告和图表确定可能的积雨云（CB）、雷雨和睛空乱流（CAT）的位置和高度，尽量避免已知或预报的严重颠簸区域。 如果必须在大的颠簸情况下起飞，机组收襟翼/缝翼须达到目标速度20节(最大限制到VFE-5) ，例如机组在F+20节时设定形态1,1.避让原则,2.起飞程序,2021/3/23,A-330,68,A330飞行颠簸程序,雷达的使用 应避免积雨云附近的颠簸，尽早做出避开积雨云的决断，最好在上风头20海里进行横向避让。在大范围雨区中，人工减小增益将帮助机组识别出活跃积雨云中的危险区域。 信号牌灯 进入已知颠簸区

21、前，机组成员必须紧固好松散设备并打开信号牌灯,3.飞行中程序,2021/3/23,A-330,69,A330飞行颠簸程序,巡航高度 可以考虑申请一个较低的飞行高度层以增加抖振发生的裕度，但最佳高度足以提供足够的抖振裕度。 自动驾驶和自动油门的使用 中度颠簸，推荐在管理速度下使用A/P和A/THR； 严重颠簸，应保持自动驾驶；推力变化大时，推 力手柄设定至颠簸N1，断开自动油门； 进近时使用A/THR、管理速度以获得最小地速保护,3.飞行中程序,2021/3/23,A-330,70,A330飞行颠簸程序,A330-200推荐速度的推力调定值（N1,2021/3/23,A-330,71,A330飞

22、行颠簸程序,设置颠簸速度 若颠簸不可避免，应遵守手册中给出的推荐颠簸 速度，以提供飞机在结构限制下的最佳阵风抵御 能力，同时保持高于VLS 的足够的裕度； 速度损失较大时允许瞬间增大推力，因为速度损失 将降低飞机抖振裕度且难以恢复,3.飞行中程序,2021/3/23,A-330,72,A330飞行颠簸程序,若颠簸速度小于绿点速度，机组应以小于绿点的颠簸速度飞行,3.飞行中程序,A330-200颠簸飞行速度,2021/3/23,A-330,73,A330飞行颠簸程序,超过最大操作速度/最大马赫速度（VMO/MMO） 如果速度趋势在没有高速保护起动的情况下大大 超过红区，在FCU上选择一个较小的目标速度； 如果飞机继续加速，考虑断开自动驾驶增加俯仰; 重新接通自动驾驶前，柔和建立小的俯仰姿态,3.飞行中程序,2021/