风切变:低空飞行的“隐形杀手”

2018年08月31日08:30  来源:科技日报
 

8月28日,首都航空JD5759航班由北京飞往澳门,降落时疑似遭遇“风切变”。在前轮蹲掉、一台发动机被打坏且飞机上无线电通讯中断的情况下,飞机复飞并成功备降深圳宝安机场。有媒体称,这是“中国民航最接近灾难的一刻”。尽管事故真实原因有待民航监管部门调查,但首都航空通报中出现的“风切变”,到底是什么厉害角色?它对飞行安全影响几何?

飞机颠簸的罪魁祸首

在接受科技日报记者采访时,民航西南空管局贵州分局气象台预报员向曦子说,风即大气的运动,运动过程中,由于受到太阳辐射不均、地形结构差异等诸多因素的影响,导致风向、风速发生了改变,这就形成了“风切变”现象。

说到“风切变”对飞行的影响,就不得不说说飞机飞行原理。按照向曦子的说法,飞机之所以能够飞上天空,最重要的一点,就是依靠机翼特定的结构,使得空气在机翼上下方形成不同的流速,从而压力产生差异,使得飞机得到升力。“当气流稳定时,风就像一双稳定有力的大手,稳稳托起飞机飞行。当遭遇“风切变”时,飞机获得的升力急剧变化,导致飞机突然上升或下沉,这就是我们经常感受到的颠簸。”

不过,飞机在高空飞行时,如果遭遇“风切变”,一般很难形成严重的安全威胁。因为飞机遭遇颠簸后,机组有足够的空间去调整,可以绕开“风切变”区域。

对此,航空科普学家瘦驼也表示,在巡航阶段突然下坠,飞机会很快自动或由飞行员手动调节到新的稳定状态,况且,飞机的巡航速度往往在每小时800公里左右,一般的风速没法比,所以构不成大威胁。“‘风切变’往往发生在飞越海岸线、高山背风面、冷热空气交汇处和穿越积雨云等情况下,如果乘客全程系好安全带,并不会产生特别严重的后果,更不用担心飞机会散架,因为飞机在设计时已经考虑了这个因素。”

低空飞行的隐形杀手

不过,当飞机在低空飞行,特别是在起飞和降落阶段,“风切变”的影响要严重得多。提及原因,向曦子说,当飞机离地面比较近,突然不受控制上升或下降,这种情况下,飞机能够调整和躲避的空间很小,因此非常危险。

在国际航空界,距离地面600米以下的低空“风切变”,是飞机起降一个重要的危险阶段,被人们称之为“无形杀手”。

瘦驼认为,在所有的“风切变”里,最危险的是“微下击暴流”,就是积雨云中的那种会让飞机先顶风瞬间转成顺风的下沉气流。一个微下击暴流足以覆盖一个机场。在起降阶段,飞机如果遭遇这种情况,就会像被气流拍在地上一样造成坠机,但实际上真正的杀手不是“下降气流”,而且风向的迅速转变。

瘦驼介绍,从1964年到1985年,美国境内因为“风切变”摔了26架民航客机,造成600多人丧生。从上世纪90年代开始,更强大的机载和地面多普勒气象雷达,以及综合的机上“风切变”预警系统,已经让飞行员比以往更容易避开危险的“风切变”。这些技术普及,让“风切变”造成机毁人亡的事故已经从过去几乎年年发生,减少到十年一遇的水平。

不过,就像夏季的强对流天气一样,小尺度的类似于“微下击暴流”的“风切变”,依然难以准确预测。

向曦子坦陈,航空部门最为关注的低空“风切变”,目前确实还难以精确预测,因为天气状况、地理环境等诸多因素有太多不确定性。空管部门主要通过对各类气象实况数据以及数值预报产品进行搜集和分析,作出预警,同时结合风廓线雷达以及天气雷达等高科技手段进行立体预测和防范。

难以攻克的“世界性难题”?

1985年,由于严重的“风切变”,致使美国达拉斯—福斯机场飞机坠毁,137人丧生。自此,“风切变”被当作一项国际课题开始研究。

中科院大气物理研究所副研究员魏科撰文指出,目前对付“风切变”的最好的办法就是:避开它。因为某些“风切变”是现有飞机的性能不能抗拒的,对飞行员进行操作培训、在机场安装探测和报警及回避系统,都是目前主要的应对手段。美国、澳大利亚从上个世纪70年代起,先后发展了低空“风切变”实时预测警告技术,经历了风速计、多普勒天气雷达、激光雷达、风廓线雷达等设备的发展及使用,最终形成基于多种设备的低空“风切变”探测系统。

2017年,《大气科学进展》发表的研究结果表明,未来,随着人类活动导致的气候变化,“风切变”的情况将增强。研究进一步指出,在气候变化的背景下,冬季跨大西洋航线的中度或重度晴空湍流发生概率会翻倍,甚至3倍。

瘦驼说,首都航空JD5759航班能在前轮掉落、一台发动机熄火、通讯中断等极端情况下让飞机安全落地深圳,实属不易,也是万幸。针对今年高频出现的航空安全事件,一定需要仔细分析,找到我国民航在高速发展期间欠下的作业,早日弥补各种漏洞,才能让飞行更安全。(记者 何星辉)

(责编:姜淑敏(实习生)、孙竞)

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