风切变

低空风切变对飞行的影响

学生：张健指导教师：段炼

摘要

本文分析了低空风切变产生的条件以及对飞行的危害性尤其对飞机着陆时的危害性。从飞行员的角度对防范低空风切变做了定性的研究，在预防和探测上进行了论述,并提出几点建议。

关键词：风切变飞行安全探测

The influence to flight of Low altitude wind shear

Abstract：

This text analyzes the condition of low altitude wind shear, and the harm to airplane, and particularly to the landing of airplane. The text does some qualitative study about preventing against the low altitude wind shear from the pilots’ standpoint, and discusses about how to prevent it and detect it, and gives some suggestions about it.

Key word: Wind Shear Flight Safety detect

引言

随着航空事业的发展，大型运输机的不断增多。起飞着陆时发生的事故也有所增加。人们对这些事故分析后确认：低空风切变是这些失事飞机的主要原因。强的低空风切变对低空飞行安全有很大影响。尤其当飞机起降时，飞机速度小、高度低，风向风速的突变对低空飞行安全影响更大。容易造成严重事故。由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难，是一个不易解决的航空气象难题。因此，目前对付风切变得最好办法就是避开它。因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。进行针对风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置，在机场安装风切变探测和报警系统，以及机载风切变探测、告警、回避系统，都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。

一.低空风切变的定义和表现形式

风切变（WIND SHEAR）指空间两点间单位距离的风矢量差。表示风的空间变率。

根飞机相对与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4种表现形式：

1)顺风切变（TAIL WIND SHEAR）

指的是水平风的变量对飞机来说是顺风。顺风切变使飞机空速减小，升力降低。飞机下沉，这是一中比较危险的风切变形式。

2)逆风切变（HEAD WIND SHAEAR）

指的是水平风的变量对飞机来说的逆风。逆风切变使飞机空速突然增大，升力突然增大。飞机抬升，危害相对轻些。

3)侧风切变（CROSS WIND SHAEAR）

指的是飞机从一种侧风或无风状态进入另一种明显不同侧风状态，它有左右之分，使飞机发生侧滑。滚转或偏转。

4)垂直切变（VERTICAL WIND SHEAR）

指的是飞机从无明显的升降气流区进入强烈的升降气流区的情况，特别的强烈的下降气流，往往有很强的猝发性，强度大，使飞机突然下沉，危险很大。

二．低空风切产生的天气背景，尺度及其危害

1)雷暴

雷暴是产生强烈低空风切变的重要天气。雷暴单体下方的下曳气流在相当宽的范围内可以造成由下击暴流和雷暴外流组成的两种不同的风切变。一种是雷暴单体中心附近下方的下击暴流切变，他表现为范围小，生命期短，强度大的特征。另一种是下击暴流接近地面时转化为强烈的冷空气外流，它向四外传播，沿雷暴单体前进方向伸出15—25km，并使暖湿空气入流抬升形成阵风锋，在雷暴下方大范围内引起180度的风向变化，表现为强顺风切变和强逆风切变。由于其中一部分强风切变区向前伸展远离雷暴主体，不易察觉，对飞行安全威胁很大。当飞机穿越这类风切变时，先是逆风增大，而后逆风对飞机速度减小至零，并有强的下降气流，紧跟着又是大顺风，这种风切变对飞行危害是最大的，飞机在这一过程中先是空速增大，使飞机有利于获得高，然后空速迅速减小，使飞机迎角减小也造成升力降低，紧跟的大顺风会使风速再次减小，如果空速减到一定程度会使飞机掉高度甚至坠地。

2)锋面

锋面是产生风切变最多的天气系统。锋面两侧气象要素有很大差异，锋面过渡区的垂直结构，是产生风切变的重要条件。一般当锋面两侧的温度差大于等于5度，锋面移动速度大于等于15m/s时，都会在锋面附近产生对飞行有影响的低空风切变，其中尤其以冷锋型低空风切变危害较明显，但这种低空风切变一般持续时间较短。在冷风后的偏北大风区内往往也存在较严重的低空风切变。如1973年在波士顿罗津国际机场一架坠毁的DC-10就与锋面有关，另外冷锋附近会经常形成雷暴，也会产生强的低

空风切变，因此我们不能对它忽视。

1994年5月 17日08时850hpa空中图上，从50745到53193有一槽线，槽前冷暖平流明显。14时地面图上，从50745经54026到54115一为锋面，锋面最大△P3为+0.5hpa，前后最大△P3为-3.1hpa，前后变压差达3.6hpa，锋面移动较快，20时地面图上到达沈阳平均移动速度60km(附14时和20时地面形势图)。

根据现代运输机航空气象学记载：锋面移动速>55km／h时，锋面附近都会产生较强风切变，实际情况正是这样。20时925h高空图上，在沈阳附近有一条明显的切变线，切变线前后为南——西南风，风速10～16m／s。切变线后为NW风，风速4～10m／s，从周围实况情况看，17时到19时在沈阳附近有明显的切变线，17时沈阳是西风3m／s，18时西北风4m／s，19时为西南风：200m为300度3m/s，400m为310度5m/s，600m为320度3m/s，反映在锋面附近有很强的湍流，其表现在风速的阵性上，下午实测400m高空风为310度5m/s，而飞机进入五边后风速突然增大到14m/s，这说明机场上空300～400m高度，存在着较强的湍流。

3)超低空急流

在1500米以下，中心位置常见于120--160米之间的超低空急流常伴随产生低空风切变，最大风切变位于急流轴之下，我国曾观测过到的最低四十七米的超低空风切