第六章-第一次课_低空风切变

1、第六章 中低空飞行的大气环境 第一节 低空风切变 低空风切变的事故 武航6.22空难 2000年6月22日，武汉航空公司 Y-7/B3479号飞机执行恩施武 汉（汉口）的航班任务。飞机13 时37分从恩施起飞。因遇雷雨天 气，在汉口机场第一次降落不成 功，飞机复飞拉升，于14时54分 失去联系。16时左右接到报告， 该机在武汉市汉阳区永丰乡四台 村附近坠毁失事，44人全部遇难 。 客机坠地时将汉江南岸一泵船撞 毁，当时在船上作业的7人全部 遇难。 事 故 经 过 6月月22日，日，15岁的岁的双胞双胞 胎姐妹胎姐妹唐文娟、唐秀娟唐文娟、唐秀娟 和妈妈向吉平从恩施乘和妈妈向吉平从恩施乘 武航班机

2、前往武汉，准武航班机前往武汉，准 备为当兵的哥哥唐雨露备为当兵的哥哥唐雨露 庆祝生日，不料母女庆祝生日，不料母女3人人 在在“622”空难中全部遇空难中全部遇 难。难。6月月24日，父亲唐开日，父亲唐开 旺旺(中中)闻讯赶至武汉，悲闻讯赶至武汉，悲 痛至极，和儿子唐雨露痛至极，和儿子唐雨露( 左左)哭成了泪人。哭成了泪人。 6月25日上午， 武航6.22空难事 故原因调查组请 湖北省气象局和 民航局六位专家 赶赴现场对空难 事故现场进行了 物象考察。 中新社照片 据现场物象考察， 并结合气象资料初步 分析认为，此处是风 力最强之地，最大风 速达25m/s以上。 6月22日13:46时武汉天河机

3、场气象雷 达显示的雷暴云平面图象 6月22日14:33时 武汉天河机场气象 雷达显示的雷暴云高度图象 飞机坠毁前40秒的高度曲线图 综合分析各种气象资料， 并参考物象情况，初步认 为22日14时至15时30分在 飞机空难现场曾出现微下 击暴流，产生了强烈的低 空风切变 一、低空风切变的基本知识 （一）低空风切变 1.风切变： 近距离内空间两点间的平均风 矢量的差值称为风切变。 2.低空风切变： 在高度600米以下的风切变 风切变的计算 设 、 分别为上、下两层的风速， 为上、下两层的风向差，风切变值 为： 1 u 2 u cos2 21 2 2 2 1 uuuu 风切变的计算 在不考虑风向时，

4、则按下式计算： 12 uu 风切变的空间表现形式 1.水平风的垂直切变 2.水平风的水平切变 3.垂直风的切变 水平风的垂直切变 指在垂直方向上， 一定距离内两点 之间的水平风速 和（或）风向的 改变 。 水平风的水平切变 水平风的水平切变： 在水平方向上两点之间的水平风速 和（或）风向的改变 垂直风的切变 指上升或下降 气流（垂直风） 在水平方向上两 点之间的改变。 （二）低空风切变的分类 根据飞机的运动相对于风矢量之间 的各种不同情况，把风切变分为： 顺风切变 逆风切变 侧风切变 垂直风的切变 1.顺风切变 飞机在起飞或着陆过程中，水平 风的变量对飞机来说是顺风 例如： 飞机从逆风进入顺风

5、 从小顺风进入大顺风 顺风切变示意图 2.逆 风 切 变 水平风的变量对飞机来说是 逆风 例如： 飞机从无风进入逆风 从顺风进入逆风 逆风切变示意图 3.侧 风 切 变 指的是飞机从一种侧风或无侧风 状态，进入另一种明显不同的侧 风状态。 侧风切变示意图 4.垂直风的切变 飞机从无明显的升降气流 区，进入强烈的升降气流 区域的情形。 垂直风切变示意图 下击暴流中的风切变 对起落构成严重威胁的是雷暴 云下的下击暴流，其中不仅有明显 的垂直风切变，还有强烈的水平风 切变，常出现严重事故。 （三）低空风切变的强度 1.1.水平风的垂直切变强度标准水平风的垂直切变强度标准 2.2.水平风的水平切变强度

6、标准水平风的水平切变强度标准 3.3.垂直风切变的强度标准垂直风切变的强度标准 1.水平风的垂直切变 空气层垂直厚度取30米，风资料 取2分钟左右的平均值 0.1(1S)以上的垂直切变就会对 喷气式运输机带来威胁。 水平风的垂直切变强度标准 强度 等级 数值标准 米 米/ /秒 秒/30 /30米 米 1/ 1/秒秒 轻度0-20-20-0.070-0.07 中度2.1-42.1-40.08-0.130.08-0.13 强烈4.1-64.1-60.14-0.20.14-0.2 严重660.20.2 2.水平风的水平切变强度标准 水平风水平切变值 2.6（米秒-1）千米 可作为能对飞行构成危害的

7、强 度标准 3.垂直风切变的强度标准 垂直风的切变强度，在相同的空间 距离内主要由垂直风本身的大小来 决定。 对飞行安全危害最大的是强下降气 流，是以下降气流速度和到达地区 的辐散值来确定的。 垂直风切变的强度标准 下降气流下降气流下冲气流下冲气流 9191米高度上的下降速米高度上的下降速 度度 3.63.63.6米米/ /秒秒 800800米直径内的辐散值米直径内的辐散值 144/144/144/时时 二、产生低空风切变的天气条件 （一）雷暴 （二）锋面 （三）辐射逆温型的 低空急流 （四）地形地物 （一）雷暴 雷暴的下降气流在不同的区域可造成 两种不同的风切变 ： 1.雷暴单体下面，由下击

8、暴流造成的风切变 2.下冲气流到达地面后形成强烈的冷性外流 微暴产生的低空风切变对飞机进近时的影响微暴产生的低空风切变对飞机进近时的影响 （二）锋面 穿过锋面时，将碰到突然的风 速和风向变化，强冷锋及锋后 大风区存在严重的低空风切变。 产生较强的风切变的锋面附近： 锋移动快（55千米小时） 锋两侧温差大（5） （三）辐射逆温型的（三）辐射逆温型的低空急流 逆温层上强风的形成-夜间急流 逆温层阻挡了风速向下的动量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之间形成了较

9、大的风切变 辐射逆温与夜间急流 （四）地形地物 机场周围山脉较多或地形地物复杂 时，常有由于环境条件产生的低空风 切变。 局地性风切变的产生。 大风吹过机场附近的建筑物 三、低空风切变 对起飞着陆的影响 （一）低空风切变飞行事故的特征 （二）低空风切变对着陆的影响 低空风切变与飞行安低空风切变与飞行安 全全 日 期 飞机 型号 所属 企业 地 点飞行 阶段 事 故 性 质 备 注 1959年 10月11 日 伊尔14/ 646 兰州管 理局 乌鲁 木齐 进 场 二 等 地面风15-18M/S，阵 风20M/S,有扬沙, 当飞 机降至25米高时进入 扬沙中, 然后触地 1983年 4月4日 空中

10、国 王-200 直升机 公司 广州 白云 上 升 一 等 遇低空风切变, 失速坠 地 1987年6 月18日 农夫 /8502 黑龙江 农场总 局 黑龙 江853 农场 低空 作业 二 等 遇到下沉气流, 操作不 当 1988年 8月31日 三叉戟 /2218 广州管 理局 香港 启德 着 陆 一 等 飞机进近中遇到大暴 雨和不稳定气流, 跑道 能见度极差 1990年6 月2日 运七 /3473 通航公 司 山西 太原 进 场 复飞, 备降 长治 悬球状云和雨幡,地面 风多变,在250米的高 度复飞,掉到20米。 （一）低空风切变飞行事故的特征 1.风切变事故都发生在飞行高度低于300米 的起

11、飞和着陆飞行阶段，其中尤以着陆 为最多； 2.现代大、中型喷气运输机的风切变飞行 事故比重较大； 3.风切变事故与雷暴天气条件关系密切； 4.风切变飞行事故的出现时间和季节无一 定的规律。 （二）低空风切变对着陆的影响 1、顺风切变对着陆的影响 2、逆风切变对着陆的影响 3、侧风切变对着陆的影响 4、垂直风切变对着陆的影响 影响飞机升力的因素 设 为空气密度， 为飞机的空速 为机翼面积，飞机的升力为 ，则 这里 是升力系数。 v SY Y C SvCY Y 2 2 1 1.顺风切变对着陆的影响 顺风切变使飞机空速减小， 升力下降，飞机下沉。 不同高度的顺风切变着陆 （参看课本141页） 2.逆

12、风切变对着陆的影响 飞机的空速突然增大，升力 也增大，飞机抬升。 不同高度的逆风切变着陆 （参看课本142页） 3.侧风切变对着陆的影响侧风切变对着陆的影响 飞机发生侧滑、滚转或偏转而对 不准跑道。 4.垂直风的切变对着陆的影响垂直风的切变对着陆的影响 飞机突然下沉容易发生事故 昆明机场低空风切变事故 1991年4月25日,B757/2801号飞机在昆 明机场着陆过程中,因遇到低空风切 变,导致飞机重着陆,飞机严重损坏.修 复费用达330万美元。 风切变举例 1983年4月4号早晨白云机场多层积云，云 底高于630米，地面有23米/秒的偏南风。 但到了10：30分左右，一片黑云（积雨云） 从西

13、 边移来，天空很快转暗。10：42分黑 云压至机场上空，随之一阵风速12米/秒、 风向300度的大风掠过机场，几分钟后风力 就明显减小。10：47分，“空中国王200” 由南向北起飞。据当时的通话记录表明， 飞机起飞后即遇到了下冲气流，准备在150 米高度左转通场进入航线。到了10：50分， 即起飞后约3分钟，飞机坠毁，机组3人， 乘客5人全部遇难。 四、低空风切变的判定和处置 1.目视判别 2.座舱仪表判别 3.用机载专用设备探测低空风切变 （一）如何判断低空风切变 1. 目 视 判 别 （1）雷暴冷性外流气流的沙暴堤 （2）雷暴云体下的雨幡 （3）滚轴状云 （4）强风吹倒树木和庄稼 雷暴冷

14、性外流气流的沙暴堤 雷暴冷性外流气流前缘的强劲气 流会把地面的尘土吹起相当的高 度，并随气流移动 。 雷暴云体下的雨幡 雷暴云体下的雨幡是有强烈下降 气流的征兆。 雨幡下垂高度越低，个体形状越 大，色泽越暗，预示着风切变和 下击暴流也越强 雷暴云下的雨幡 滚轴状云 在雷暴型和强冷锋型风切变 中，强的冷性外流往往有明 显的涡旋运动结构，并伴有 低空滚轴状云。 滚轴状云的形成 滚轴状云 强风吹倒树木和庄稼 强风或下击暴流所吹倒的成片树 林和庄稼，其倒伏方向会呈现出 气流的流动状况 强风吹倒树木和庄稼 2.座舱仪表判别 （1）空速表 （2）高度表 （3）升降速率表 （4）俯仰角度指示器 空速表 飞机

15、遭遇风切变时空速表指示一般都 会发生急剧变化。 美国波音公司规定，当空速表指示值 突然改变2837千米小时，应中止 起飞或不作进近着陆。 高度表 飞机在下滑过程中高度表指示出现异常， 大幅度偏离正常高度值时，必须立即采 取措施，及时拉起。 （3）升降速率表 如果见到升降速率表指示异常，特别是 下沉速率明显加大时，必须充分注意。 美国波音公司建议在下降速度短时内改 变值达164米分（500英尺分）时， 即认为遇到强风切变，飞行员应采取复 飞等相应措施。 （4）俯仰角度指示器 一旦遭遇风切变，俯仰角指示将迅速发一旦遭遇风切变，俯仰角指示将迅速发 生变化，变化越快、越大，则危害越大。生变化，变化越快

16、、越大，则危害越大。 美国波音公司规定，俯仰角指示突然改美国波音公司规定，俯仰角指示突然改 变超过变超过5时，即认为遭遇强风切变，应时，即认为遭遇强风切变，应 停止进近而复飞。停止进近而复飞。 3.用机载专用设备探测 机载低空风切变警报系统 红外辐射计机载风切变探测系统 机载脉冲多普勒激光雷达 机载风切变警报系统 使用垂直、纵向加速度计，把风切变对 飞机影响的垂直部分和纵向部分结合起 来，结合机上可供使用的其他数据来计 算飞机的推力余量。当推力余量下降到 规定值以下时，该系统就发出警报。 红外辐射计机载风切变探测系统 利用装在机头部位的前视红外辐射 计和侧视红外辐射计，分别探测出 前方1020km和侧方200m范围内 的温度值加以比较，根据两者的温 度差确定风切变的大小。它可用于 测定雷暴外流气流的阵风锋。 机载脉冲多普