夏季天气变化无常,强对流天气多发,对飞行安全影响也是比较大的。印象最深的2018年8月28日JD5759降落时因遭遇风切变前起损坏:
之前翻译过一篇空客《安全第一》的文章:
下面再翻译一篇空客《安全第一》的文章:
天气在航空安全中起着重要作用,经常被认为是造成事故或重大事故的因素。特别是微爆形式的风切变,在飞机起飞、进近和着陆时可能对飞机造成严重危害。
上世纪中叶商业航空才开始发展时,我们对风切变了解甚少。风切变相关事件的检测和报告,实际上非常差。尽管许多情飞行员在职业生涯中,可能实际都遇不到一次严重的风切变,但是一旦遇到,在几秒钟内常规进近要变为紧急改出。
随着研究和技术的进步,我们学会了识别,预防和处理此类事件。
我们将研究风切变对飞行的影响,以及应对风切变情况的飞行技术,尤其是微爆。
▎定义
垂直风切变包括沿垂直轴的风的变化,通常为每1000英尺20至30节。当爬升或下降穿过风切变层时,速度或方向的变化会极大地改变飞机的升力,指示空速和需求的推力。
水平风切变包括沿水平轴的风的变化,如逆风减小或顺风增大,或由逆风转为顺风,其变化最高可达每海里100节。图1显示了当飞机穿过冷锋时的穿透情况。
微爆的典型特征:
大小:直径小于2.5海里的区域。
强度:下降气流是40节(4000英尺/分钟),45级100之间的结水平风。
持续时长:约15分钟。
视觉征兆:常伴有强雷暴,夹杂在大雨中。
▎微爆:对航空安全的威胁
下冲气流部分,导致强大的下冲气流,迅速推动飞机下降。下击暴流的能量实际上可以超过飞机的爬升能力。
外冲气流部分,水平风切变大,风分量由逆风转为顺风。这种突然的由逆风转为顺风的变化会降低飞机的升力,这可能会迫使飞机下降,尤其是在起飞或降落的时候。
当第一次进入微爆时,飞行员会注意到一股强劲的逆风阵风,它会瞬间增加飞机的空速,从而导致升力增大,飞机上升到预定路径以上和/或加速(见图3,项1和项2)。
为了使飞机返回其下降路径并降低速度,飞行员自然会使发动机减速并推动侧杆,从而迫使飞机下降。
当飞机继续进入微爆时,会遇到突然的下降气流冲击,影响飞机飞行路径,进而影响迎角(AOA):飞机将下沉,AOA将增加(见图3,项3)。
现在,飞机速度降低并被往下推,飞行员将尝试通过开始爬升来恢复原来的轨迹。
当飞行员试图爬升以恢复高度时,飞机现在经历风向变化并遇到顺风。
顺风阵风会瞬间降低飞机的升力和空速,从而使飞机在预期路径以下飞行和/或减速(见图3,项4)。
▎风切变对飞机性能有负面影响,因此是对飞行安全的真正威胁。对付这种危险的最佳防线是:探测和避开
▎风切变的意识和探测方法
LLWAS由一个中央风速计(感应风速和风向)和距离中心约两海里的外围风速计组成。中心风传感器数据取两分钟的滚动时间内的平均值,并每10秒与外围风传感器的数据进行比较。
LLWAS警报模式有两种:风切变警报和微爆警报。每当风速损失15至29节或超过15节时,就会生成风切变警报。微暴警报条件是风速损失超过30节时。LLWAS可能无法检测到直径不超过2海里的微爆。该系统使空中交通管制员能够警告飞行员当前或即将发生的风切变情况。
TDWR能够检测到正在接近的风切变区域,从而为飞行员提供更多的风切变危险预警。
目视观察。
机组人员对机场环境和当前天气状况的经验。
在机场安装了气象雷达。这些系统用于检测机场附近的微暴,并向飞行员和ATC发出警报。
机载气象雷达,以确保飞行路线远离危险区域。
机载预测风切变系统(PWS)。
▎最佳实际操作:如何避开风切变并做好充分准备
考虑推迟起飞,直到情况改善好转。请记住,下击暴流不会长期存在,会在几分钟内消失。
考虑到可能出现的风切变/下击暴流的位置,选择最有利的跑道及初始爬升路径。这可能包括要求空中交通管制“起飞后立即左转或右转来避开”。
在开始起飞滑跑之前,请使用气象雷达(以及可预测的风切变系统),以确保飞行路线远离危险区域。
选择最大起飞推力。
在起飞过程中密切监控空速和速度趋势,以发现风切变的任何征兆。
根据前一架飞机的飞行员报告,或基于LLWAS发出的警报,预计将会出现下击暴流/风切变情况,进场和降落应推迟至情况好转,或飞机应备降前往更合适的机场。
考虑到可能出现的风切变/下击暴流的位置,以及可用的跑道进近辅助设施,选择最有利的保持点、进近路径及跑道。
选择少于全襟翼降落(以最大化爬升梯度能力),并相应地调整最终进场速度(即VAPP)。
如果有ILS,请使用自动驾驶仪进行更精确的进近跟踪。
如果预计会有阵风,请考虑增加FMS CDU上显示的VAPP(最大最小进近速度(即VLS) + 15节是允许的)。
在进近过程中,密切监视空速,速度趋势和地速,以发现即将出现风切变的迹象。如果确认存在风切变,准备好可能的复飞和逃离机动。应保持最低的地面速度,以确保飞机的最低能量水平,并确保在逆风和顺风突然改变的情况下,进场时采取适当的推力管理。当管理目标速度时,将通过“最小地速”功能在空客电传操纵飞机上自动执行。
在预测可能出现的风切变事件时,应保持警觉,对任何预测风切变的警报或警告立即作出反应。准备好执行复飞或在必要时复飞。
▎改出:如何识别和处理实际风切变情况
指示空速的变化值超过15节
地速变化
风速指示变化:方向和速度
垂直速度改变量达到500英尺/分钟
俯仰姿态改变量达到5度
下滑道偏差达到1个点
航向变化10度
异常的自动推力或自动油门作动。
提高速度。当以管理速度(最小地速)进近时,飞机自动执行此操作。
增加最大推力。即使已经选择了TOGA,飞机也会在αfloor保护下自动执行此操作(在这种情况下,当离开αfloor时,不要忘记断开自动推力)。
如果可能的话,用高度能量换取速度。任何飞机都能做到。
保持或将推力杆设置为最大起飞推力(TOGA);
在VR正常拉起;
如果FD提供了风切变改出指南,请遵循飞行指引(FD)的俯仰指令,或者按照FCOM中的建议设置所需的俯仰姿态。
将推力杆设置为最大起飞推力(TOGA);
如果自动驾驶仪(AP)处于工作状态并提供风切变改出指导,则保持AP处于工作状态;或者,如果AP未接通,则不要接通。如果FD提供了风切变改出指导,遵循FD俯仰指令,或者按照FCOM的建议设置了所需的俯仰姿态。
机翼改平,使爬升梯度达到最大,除非需要转弯越障;
为防止飞机下沉,在空客电传飞机上可能需要拉杆到底,或者对于没有完整飞行包线保护的机型需要在贴近抖杆/失速警告的位置飞行
在脱离风切变状态前,不要改变襟翼和起落架的构型;
密切监视空速、空速趋势和飞行轨迹角(如果有飞行轨迹矢量并显示给PM);
当脱离风切变时,使飞机加速爬升,然后改为正常爬升和飞机在光洁形态。
根据所有可用的气象数据,目视观察和机载设备,评估安全起飞或进近着陆的条件。
尽可能延迟起飞或进近,或备降到更合适的机场。
在报告的风切变条件下进近时,要“考虑好复飞”。
做好准备并对预测性风切变警报或警告立即做出响应。
根据所有可用的气象数据,机载设备指示以及对飞机飞行参数和飞行路径的监视,对识别潜在或已发生的风切变状况保持警惕。
审视仪表以查找即将发生的风切变。
如果出现风切变警告,应用推荐的FCOM改出/逃离程序,即设置最大推力,并遵循FD风切变改出/脱离俯仰指南
充分利用飞机设备,例如飞行航径矢量(如果有)。