民航气象-风切变对航空影响(基础).ppt

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1、风切变对航空的影响民航河北空管分局所谓低空风切变是在近地面层附近的每一高度上或不同高度上很短距离内风向风速发生较大的变化。或在短距离上升、下沉气流突然变化的现象，也就是说在低空600米高度以下的平埸风的矢量在空间两点之间的差值。气象学根据风埸的空间结构把风切变分为三种类型。（1）水平风的垂直切变。这是指水平风在垂直方向上两个不同高度点之间的风向和风速的变化。（2）水平风的水平切变。这是指水平风在水平方向上两个不同距离点之间的风向和风速的变化。（3）垂直风的切变。这是指上升或下降气流(垂直风)在水平方向(或航迹方向)

2、上的变化。第一部分低空风切变的定义windshearisaspacevariationofthewindvector1水平风的垂直变化2水平风的水平切变3垂直风的水平变化4垂直风的垂直变化风切变分类(气象)我们简单地分析一下在风切变条件下，在空中飞行的飞机所受到各种力的情况。假定飞机开始是顶风飞行的，这时空速、地速和流过机翼表面的气流和产生的升力都是恒定的。地速等于空速减去顶风分量。当飞机进入风切变后，如果原有的逆风突然降为零，空速就要降低，降低值与逆风分量变化相同。这时如果飞机迎角不变，升力也就随之要降低。升力降低的

3、结果使飞机向不平横诸力的合力方向加速。当飞机的总重量变化不大时，由于升力不再与总重量平衡，飞机就要掉高度。显然，这时飞机要保持原有的升力，就必须增大推力，使飞机加速，如果飞机能在一瞬间就加到所需的速度，风切变就不会造成影响，然而问题在于飞机改变速度需要时间，这个时间主要是：飞行员的反应时间、发动机增加(或降低)功率的时间、飞行员操纵飞机改变飞行状态(增大或减小迎角、保持合适的升降速度等)的时间等等。风切变是怎样对飞机造成影响的呢?美国曾计算过某大型喷气飞机在风切变条件下改变空速需用的时间。假设飞机在风速为36公里/小时

4、(10M/S)的顶风中飞行，空速为180公里/小时，地速为144公里/小时，突然进入风速为零的区域，空速降低到144公里/小时，在这种情况下，增加地速，使飞机空速恢复到180公里/小时，最少也要176秒钟，而飞机穿过风切变时间只需几秒钟。如果飞行员不能在这几秒钟之内操纵飞机使其高度不致降低过多以便完成增速的话，飞机就有坠毁的危险。风切变是怎样对飞机造成影响的呢?波音公司风切变研究组分析原因时指出：一是飞机已经下降到接近地面，改变下滑航经角需要时间，而当遇到严重风切变条件时，等反映过来可能已经没有时间来改变了；二是在风切

5、变情况下，一般天气都非常复杂，飞行员用手操作进行时，工作量很大，他的注意力一般都集中在飞行指引仪的指令，而顾不上其他指示，如垂直航径的仪表，因此，不能早期发现飞机偏离垂直航径；三是进近时逐步回收油门，可能掩盖空速降低的趋势；四是由于天气条件恶劣，飞行员集中精力考虑是否应该落地，而干扰了飞行员判断航径质量的能力。如没有经过有效的风切变训练，这些情况能分散飞行员对有关仪表的注意力；五是飞行员一般具有在颠簸天气飞行的成功经验，而且已经到达预定的落地机场，这种强烈的落地愿望很可能延迟他作出复飞的决定，等他决定时可能已经来不及了

6、。为什么在飞机着陆时遇到低空风切变容易发生事故?飞机在大气中飞行，会遇到顺风、逆风、侧风和垂直风等因素的影响。因此，根据飞机相对于风矢量的方位不同，把风切变区分为：顺风切变、逆风切变、侧风切变和下冲气流等四种形式。第二部分低空风切变的表现形式（1）顺风切变：是指飞机从静风到小顺风、小顺风到大顺风、逆风到静风、大逆风到小逆风区域内飞行，这是一种比较危险的风切变。在这种情形下飞行，由于顺风矢量增大，机体与空气的相对速度减少，升力随之减少，飞机从正常轨道下跌。如果目测高度低，不及时修正，在着陆过程中，飞机将会提前触地不同高度

7、的顺风切变着陆示意图（2）逆风切变：是指飞机从顺风由大到小、顺风到静风、静风到小逆风、小逆风到大逆风。在这种情况下飞行，由于顺风矢量减小，逆风矢量增大，机体与空气的相对速度增加，升力随之增大，飞机将高于正常轨迹。在着陆过程中，如果目测过高，不及时修正，就会造成飞机着陆速度过大，滑跑距离增长，甚至会冲出跑道。不同高度的逆风切变着陆示意图（3）侧风切变：是指飞机从一种侧风（或无侧风）状态进入另一种明显不同的侧风状态的情况。在着陆过程中，使飞机向左或向右偏航，发生侧滑、滚转或偏转而对不准跑道。（4）下冲气流切变：是指飞机从无

8、明显的升降气流区域进入到强烈的下冲气流区域的情形，在这种情形下飞行的危害最大，也是最危险的。飞机突然下沉容易发生事故第三部分产生低空风切变的天气背景和环境条件（1）强对流天气。通常指雷暴、积雨云等天气。在这种天气条件影响下的一定空间范围内，均可产生较强的风切变。尤其是在雷暴云体中的强烈下降气流区和积雨云的前缘阵风锋区更为严重。对于