《低空风切变对飞行的影响及对策.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低空风切变对飞行的影响及对策.doc（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国民航飞行学院学士学位毕业设计低空风切变对飞行的影响及对策摘 要：本文首先介绍了低空风切变的定义、表现形式，通过对事例的分析阐述产生风切变的天气背景。从飞行动力学的观点入手研究低空风切变对飞行的影响，揭示了风切、。关键词：风切变；飞行；航空；安全；管制指挥Influence and Countermeasure of Low-level Windshear in Flight Student: Quan zhiyang Tutor: Wang yongzhongAbstract: This paper introduces the definition and expression of l
2、ow-level windshear. The author explicated the weather which would procreate low-level windshear by analysising some examples. After discussing the influence of low-level windshear, reveal its physical essence. The author especially discussed how to judge and avoid it at ATC s viewpoint. In the end,
3、the author has given some advices on how to improve the ability of ensuring flying safety.Keywords: windshear；flight ；aviation；safety；traffic control 毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：
4、 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文
5、、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题
6、应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它引 言在航空器起飞和进近着陆过程中，低空风切变对飞行安全的危害极大。它可以使飞机突然间掉高度，防范不及就会产生及其严重的后果。比如：1975年6月24日15时05分（地方时），美国肯尼迪国际机场受到一条弱冷锋影响，沿锋面有雷暴、阵雨。15时04分美国东方航空公司66号航班进场着陆，在150米高度上遇到大雨。在120米高度上可以看到着陆灯，飞机在7秒钟内空速由256千米/小时减小到227千米/小时，在100米高度附近，由原来的逆风突然变成下降气流，飞机随即进入微下击
7、暴流的中心，在60米高度上遇到6.7米/秒的下降气流，飞机急剧失速，以致于无法复飞。15是05分，在离跑道730米处左机翼撞到着陆灯上，飞机继续前冲380米后摔裂，造成机上112人死亡，12人受伤的惨剧。1983年4月4日，中国南海石油联合服务总公司民航直升机公司空中国王-200型飞机，起飞过程中遇到低空风切变，失速坠地。2000年6月22日，武汉航空公司运七飞机在武汉王家敦机场进场中遇到雷暴云，受微下击暴流影响坠地失事。据美国国家运输安全委员会（NTSB）确认，自1975年以来，在美国发的恶性空难中，由50%以上由天气原因造成，而低空风切变所占的比例约为40%，为最高。另据不完全统计，在19
8、701985年16年间，在国际定期和非定期航班飞行以及一些任务飞行过程中，至少发生过28次与风切变有关的飞行事故。可见低空风切变对于飞行安全的威胁是何等的大，并且由于它具有时间短，尺度小，强度大的特点，被人们称为“隐形杀手”。为了加深对这一现象及危害的认识，本文就低空风切变的成因和对飞行安全的影响，以及对遭遇风切变的飞机的管制指挥作一些初步的探讨，为确保飞行安全提供一些有利的启示。1 风切变的定义及表现形式1.1 风切变的定义众所周知，风即是指空气的流动，它是一个既有方向又有大小的矢量。因此我们可以用风场来描述风。风切变即是指风在空间任意两点之间的矢量差。所谓的低空风切变就是指发生在600米以
9、下的风的切变。飞行事故调查学通过研究得出如下结论：航空器的起飞和进近着陆阶段是事故的高发段，所以低空风切变也就成了在近地面对航空器飞行安全最具威胁的杀手。由于风的矢量性，故而风向风速二者其一或全部发生了变化就会产生风切变。而风切变也因为风场的空间结构的不同也表现为以下的三种形式：垂直风切变、 水平风切变、 垂直风的切变。1.2 风切变的表现形式根据飞机相对于风矢量及其变化的各种情况，按航迹可以把风切变分为下列四种表现形式：1.2.1 顺风切变（Tail windshear） 飞机从小的顺风区进入大的顺风区或从逆风区进入顺风区以及从大的逆风区进入小的逆风区等情形，它会使飞机空速减小，是一种比较危
10、险的风切变形势。（如图1a）1.2.2逆风切变（Head windshear） 图1风切变示意图指飞机从小的逆风区进入大的逆风区，或从顺风区进入无风区以及从大顺风区进入小顺风区等情形，它使飞机空速增加、升力增大，它比顺风切变相对危害要轻点。（如图1 a） 1.2.3垂直风切变（Vertical windshear）指飞机从无明显升降气流区进入强烈升降气流区的情形，特别是强烈的下击暴流，具有猝发性，使飞机突然下沉损失高度，危害最大。（如图1b）1.2.4侧风切变（Cross wind shear）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，分为左侧风切变和右侧风切变，它使飞机发生
11、偏航、侧滑、滚转等现象。侧风切变较大时对飞行安全影响也较大。（如图1c）1.3 风切变的强度划分 风切变的强度是以单位距离内的风速变化值来表示，例如在1000米内风速改变量为10米/秒，这个水平风切变强度为0.001M/S/M。1.3.1水平风垂直切变强度标准根据国际民航组织所建议采用的水平风垂直切变强度标准，如表1所示，这里用的空气层垂直厚度应取30米。用于计算的风资料应取2分钟左右的平均值为宜。一般认为0.1(1/秒)以上的垂直切变就会对喷气运输机带来威胁。为此国际民航组织对水平风切变随高度变化强度作了规定，分为轻度、中度、强烈和严重四个等级。（如表1所示） 表1 水平风垂直切变强度数 值
12、风切变强度（低空）数值标准（米/秒）/30米1/秒（海里/小时）/30米轻 度02.000.0704中 度2.14.00.080.1358强 烈4.16.00.140.20912严 重6.00.20121.3.2水平风的水平切变强度标准这里介绍的是美国在机场的低空风切变报警系统中所采用的报警标准，该系统在机场平面有六个测风站，即中央站和五个分站。各分站距中央站平均约为3公里左右。系统规定任意分站与中央站的风向风速向量差达到7.7米/秒以上时即发出报警信号。所以，上述情况中相当的水平风水平切变值2.6(米/秒)/30米,可作为能对飞行构成危害的强度标准。1.3.3垂直风的切变强度标准垂直风的切变
13、强度，在相同的空间距离内主要是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。根据藤田和拜尔斯（1978年）的建议，提出一种称之为下冲气流（亦有译为下击暴流）的数值标准，它从下降气流速度和到达地区的辐散值来确定。表2列出了下降气流和下冲气流的数值标准。后来对于下冲气流又分为微下冲气流和宏下冲气流两类。其中微下冲气流的空间尺度更为小些（小于4千米），下降气流速度更大些，但并没有给出一个具体的强度标准值。 表2下降气流和下冲气流的强度标准下降气流下冲气流91米高度以上的下降速度小于3.6米/秒大于等于3.6米/秒800米直径内的辐散值小于144/时大于等于144/时2 产生风切变的天气
14、背景及时空尺度特征根据前面提到的，风切变可以简单地理解为局部范围内风矢量的变化。因此只要空气块在相互之间有相对运动（速度差），就可以形成风切变。对于这种空气相对运动的型式，人们可以通过天气背景和环境条件来掌握它。因此有人把这些天气背景和环境条件称之为风切变的源，在大气边界层内一般来说，有以下四种低空风切变源，即：雷暴、锋面系统、辐射逆温和地形地物。2.1 雷暴（Thunderstorm）图2 雷暴产生的风切变区2.1.1 雷暴产生风切变的原因雷暴是产生低空风切变的重要天气。有关强烈雷暴形成的有利条件包括：1）深厚而不稳定的气层；2）低层为潮湿空气，有充沛的水气；3）存在一些动力或热力的触发机制，有足够的冲击力。雷暴单体下放的下曳气流在相当的范围内，可造成由下击暴流和雷暴外流组成的两种不同的风切变。（如图2）一种是发生在雷暴单体下面，由下击暴流造成的风切变。(如图3)这种风切变的特点示范围小、寿命短、强度大。飞机在起飞后首先遇到逆风，且其性能增强（1）；随后相继遇到逆风分量减小（2）；下沉气流（3）；最后是强烈的顺风（4）。图中（2）至（5）全 都使飞机性能下降，位置（5）代表刚要撞地前的极端情形。 图3飞机遭遇强下击暴流示意图在雷雨天气情况下，发生微下击暴
