通航大讲堂

危险天气现象之颠簸

发布时间:2021-08-25文字:[小] [中] [大]打印本页

    飞机颠簸,指飞机在飞行中遇到大气乱流而产生的忽上忽下、左右摇晃以及机身振颤的天气现象。轻度颠簸会使机上乘员感到不适,强烈颠簸会使飞机操纵困难、损害飞机结构,甚至会造成人员伤亡。因此,了解飞机颠簸相关知识,对保障飞行安全有重要意义。

    一、飞机颠簸的原因

    飞机颠簸是由于大气中存在乱流,这些不稳定气流的范围有大有小,方向和速度也各不相同。当飞机进入与机体尺寸相近的乱流涡旋时,飞机的各部位就会受到不同方向和速度的气流影响,原有的空气动力和力矩的平衡被破坏,从而产生不规则的运动,造成飞机颠簸。根据乱流的成因,可以分为:热力乱流,动力乱流,晴空乱流和航迹乱流。

    (一)热力乱流

    热力乱流主要是因地表增热造成气温的水平分布不均匀而引起,常出现在对流层的底层,低纬度地区常见,多发生在夏季的中午和午后。

    (二)动力乱流

    动力乱流是指地表附近空气运动受到阻碍和风的空间分布有明显切变造成的乱流,多见于高纬度大陆;在山地上空飞行时,动力乱流造成的颠簸比较常见。

    (三)晴空乱流

    晴空乱流又叫高空乱流,与高空中大气的热力和动力因素有关,当温度场和风场急剧变化时,就会出现强烈的乱流。

    (四)航迹乱流

    航迹乱流是指飞机飞行时产生的一对绕飞机翼尖旋转的方向相反的闭合涡旋,它们在飞机后面一个狭长的尾流区造成极强的乱流,对后续进入该区域的飞机产生安全影响。

    其中,晴空乱流多出现在对流层上部和平流层,是造成高空飞行颠簸的重要因素,由于不伴随云团,晴空乱流一般难以用肉眼看到,也很难从现有的雷达系统中探测到。因此,系好安全带等事前安全措施和事中应急处置尤为重要。

    二、影响飞机颠簸强度的因子

    (一)颠簸强度的划分

    在飞行中,根据飞行员感觉和目测的飞行状态的异常程度,一般把颠簸强度分为弱、中度、强、极强四个等级。

    弱颠簸是指飞机轻微地和有间歇地上下投掷,空速表示速度有改变;中度颠簸指飞机抖动、频繁地上下投掷、左右摇晃、操纵费力、空速表指针跳动达10千米每小时;强颠簸指飞机强烈的抖动,频繁地和剧烈地上下投掷不止,空速指针跳动达15-20千米每小时,操纵有困难;极强颠簸指飞机被急剧地频繁地上下抛掷,无法操纵飞机,可能造成飞机结构的损坏。

    (二)影响颠簸强度的因子

飞机通过不同的扰动气流区,会有不同强度的颠簸,同时通过同一扰动气流区,由于飞行速度、机型的不同,颠簸强度也不尽相同。

    1.乱流强度

    乱流强度取决于垂直阵风区风速和空气密度,垂直阵风速度越大、空气密度越大,颠簸就越强,反之颠簸就越弱。

    2.飞行速度

    在低速飞行条件下(空速600千米每小时以下),飞行速度越大,飞机因乱流而产生的振动的振幅和频率就越大,颠簸就越强。

    3.飞机的翼载荷

    翼载荷大的飞机单位机翼面积上承受的飞机重量大,承受到垂直阵风冲击后产生的加速度小,颠簸就弱,反之,颠簸就强。

    三、产生颠簸的天气系统和地区

   (一)天气系统

    1.锋面

    大气锋面及其附近,是非常有利于湍流发展的地方。由于冷暖空气的交汇,暖空气被抬升、锋面的移动,都会引起垂直气流和水平气流的差异而形成乱流。

    2.空中槽线和切变线

    在空中槽线和切变线附近,由于气流呈气旋式变化,并常常有冷暖温度平流,使大气层结构不稳定,再加上气流有辐合辐散,因此乱流容易形成和发展。

    3.高空低涡

    飞机穿过高空低涡时,碰到的高空风很小,但风向打转,并且由于高空低涡大多是冷性的,使气层变得不稳定,飞机会遇到中度以上的颠簸。

    4.对流层顶和急流区

    在对流层顶附近,尤其在对流层顶有断裂现象和对流层顶坡度较陡时,往往有较强的乱流出现;在急流区,一般存在比较大的风切变,常有乱流存在造成飞机颠簸。

    (二)地区性颠簸

    1.地表热力性质不同的地区

    由于热力乱流主要是因地表增热不均匀而引起的,当机场周围存在热力性质不同的地表,如草地、沙地、河、湖、森林、山丘、石地、铺设过的道路等,在晴天的午后,就容易出现强度不均的热力乱流,对飞机起降造成影响。

    2.山区及地表粗糙区

    山区及地表粗糙区动力乱流比较强。这种动力乱流的强度和规模,取决于风向、风速、下垫面粗糙度和近地层大气稳定度四个因素。因此,在山区上空飞行常常会有颠簸现象出现。

    3.积状云区

    积状云是由对流形成的,而对流和乱流常常是同时存在的,因此积状云常常是颠簸区的明显征兆。在淡积云区云顶高度以下飞行时,要受云中上升气流和云外下降气流的交替影响,一般有轻度颠簸,在云上比较平稳。

    在我国青藏高原,由于特殊的地理自然条件,在7500-9000米的飞行高度上,热力乱流、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非常高。例如成都至拉萨航线,基本上每次飞行都会遇到颠簸,即颠簸出现频率接近100%,其中轻度颠簸占34%,中度颠簸占60%,强烈颠簸占6%。

    四、颠簸对飞行的影响和处置方法

    (一)颠簸对飞行的影响

    1.使飞机操纵困难,甚至失去操纵

    飞机颠簸使飞行状态和飞机动力性能发生不规则变化,使某些仪表误差加大,从而失去稳定性,甚至失常、难以保持正确的飞行状态。

    2.损害飞机结构,减少发动机功率

    强颠簸可以使飞机部件受到损害,酿成事故;由于阻力加大,燃料消耗增加,航程和续航时间都会减少。高空飞行时,强颠簸还可能使发动机进气量减少而自动停车。

    3.造成机上人员紧张疲劳,甚至危及安全

    严重颠簸时,飞机可在几秒钟内突然下降或上升,造成机上人员不同程度的受伤。

    (二)颠簸时的处置方法

    1.柔和操作,保持平飞

    颠簸不强,一般可以不修正,颠簸较强需要修正时,切忌动作过猛,以免造成飞行状态更加不稳定;低空飞行时,应特别注意保持安全高度。

    2.采用适当的飞行速度

    因为颠簸产生的负荷因素变量,除与乱流强度有关外,还与飞行速度有关,一般速度越大颠簸越强,所以应根据机型的驾驶手册规定的适当速度飞行。

    3.适当改变高度和航线,脱离颠簸区

    颠簸层厚度一般不超过1000米,强颠簸层厚度只有几百米。颠簸区水平尺度多在100千米以下,所以飞行中出现颠簸可改变高度几百米或暂时偏离航线几十公里,就可以脱离颠簸区。在低空发生颠簸时,应向上脱离,在高空发生颠簸时,应根据飞机性能以及与急流轴相对位置确定脱离方向。误入积雨云、浓积云中发生颠簸时,应迅速脱离云体到云外飞行。

    五、飞机颠簸安全须知

    面对突然发生的空中颠簸,乘客们应保持冷静,并在第一时间停止客舱服务,固定好自己与物品,不论是处于机舱内的哪个位置都应采取低姿态。

    根据调查数据显示,因颠簸而导致客舱人员伤害的主要原因是“站立时被抛起或摇晃”,所以如若发生剧烈的波动,应始终与机体运动方向保持一致,最大程度避免被抛出。面对不同程度的颠簸,飞行机组与乘务组都会执行不同的方案进行预防,在落实的过程中需要乘客们积极配合,共同应对,树立起安全保护与自我保护意识,这样才能将颠簸的危险系数降到最低。

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