风切变
【技术】风电场风切变指数计算方法汇总

【技术】风电场风切变指数计算方法汇总
风电场开发建设和风力发电的前提是风能资源评估,对风能资源的正确评估是风电场取得良好经济效益的关键。
风能资源评估的主要目的是确定风电场的装机容量、风力发电机组选型及布置等。
而确定风电场合适风力发电机组选型及其安装高度的一个重要依据就是风切变指数。
本文汇总了风切变指数的5种不同的计算方法,供大家根据风电场的实际情况选择合适的计算方法,减小风切变指数的计算误差。
1.风切变指数定义在近地层中,风速随高度的变化显著。
造成风在近地层中垂直变化的原因有动力因素和热力因素,前者主要来源于地面的摩擦效应,即地面的粗糙度,后者主要表现为与近地层大气垂直稳定度的关系。
当大气层结为中性时,湍流将完全依靠动力原因来发展,这时风速随高度变化服从普朗特经验公式:式中:k为von Karman常数,k=0.4;u*为摩擦速度,u*=(τ/ρ)1/2,其中τ为表面剪切应力,ρ为空气密度。
假设混合长度随高度变化有简单指数关系,由此推导的风切变指数律为:式中:un和ui分别为高度在zn和zi处的风速,α为风切变指数。
2.风切变指数的影响因素风切变指数受大气稳定性的影响严重,在中性(neutral)、稳定(stable)与不稳定(unstable)等不同大气条件下,风廓线的变化很大。
此时,需要考虑大气稳定性的影响,式(1)表示的对数律公式需要进行大气稳定性的修正,修正后的表达式为:式中:φ为与大气稳定性相关的函数,不稳定条件时φ为正值,稳定条件时φ为负值,中性条件时φ为零。
大气稳定性可以采用Ridson 数来描述,其表达式为:。
垂直风切变计算公式

垂直风切变计算公式垂直风切变是指在垂直方向上的风速和风向的变化。
它是天气学中一个重要的概念,对于飞行、气象预报和气候研究等方面都有着重要的影响。
垂直风切变可以用来评估大气中的动力和稳定性,以及对飞行安全的影响。
垂直风切变可以通过计算得到。
常用的计算公式是根据两个高度上的风速和风向来计算垂直风切变的大小。
具体的计算公式如下:垂直风切变 = (风速2 - 风速1) / (高度2 - 高度1)其中,风速2和风速1分别是两个高度上的风速,高度2和高度1分别是两个高度。
这个公式的结果是一个速度单位,通常以米每秒(m/s)来表示。
垂直风切变的大小可以用来评估飞行安全。
当垂直风切变很大的时候,飞机会遭遇到剧烈的颠簸,对飞行员和乘客的安全构成威胁。
因此,飞行员在进行航班计划时需要考虑垂直风切变的大小,以便选择合适的航线和高度。
垂直风切变对气象预报也有着重要的影响。
当垂直风切变很大的时候,会导致天气的急剧变化,例如大风、暴雨和雷暴等极端天气现象。
气象预报人员需要密切关注垂直风切变的情况,以便准确预报天气变化,并及时发布预警信息,保障公众的生命财产安全。
垂直风切变也对气候研究有着重要的影响。
在研究气候变化时,垂直风切变可以作为一个重要的指标,用来评估大气环流的变化和稳定性。
通过分析垂直风切变的变化趋势,可以更好地理解气候系统的运行机制,为气候模型的改进提供依据。
垂直风切变的计算公式和应用广泛存在于气象学领域。
通过计算垂直风切变的大小,可以评估飞行安全、预报天气和研究气候变化等方面的问题。
因此,深入理解垂直风切变的计算公式和应用是非常重要的。
同时,我们也需要不断改进和完善相关的计算方法和技术,以提高对垂直风切变的理解和预测能力,为人们的生活和工作提供更好的保障。
空运飞行员如何应对飞行任务中的飞行器风切变

空运飞行员如何应对飞行任务中的飞行器风切变在空运飞行员的职业中,风切变是一种常见的飞行挑战。
风切变是指风速和/或风向在空间中突然改变的现象,这种现象可能会对飞行器带来严重的影响。
因此,空运飞行员需要具备应对风切变的技巧和策略,以确保飞行任务的安全和顺利进行。
1. 了解风切变的影响在应对风切变之前,空运飞行员需要先了解风切变对飞行器的影响。
风切变可能导致飞机在垂直方向上出现上升或下降气流,从而对飞行高度和速度产生突然变化。
这种突变可能会导致飞行器出现不稳定的飞行状态,增加了飞行员对飞行器的操控难度。
2. 掌握合适的飞行技巧为了应对风切变,空运飞行员需要具备合适的飞行技巧。
首先,飞行员应该定期接受飞行训练,熟练掌握各类标准飞行程序和紧急应对措施。
其次,飞行员需要学会在风切变环境中保持飞行器的稳定性,通过调整油门、姿态等控制飞行器的高度和速度,以减小风切变对飞行器的影响。
3. 运用先进的飞行技术和工具随着航空技术的不断进步,现代飞行器配备了各种先进的仪表和工具,用于帮助飞行员应对风切变。
比如,飞行员可以利用风切变探测系统来检测周围气流的突变,及时做好应对措施。
此外,现代飞行器还可以通过自动驾驶系统来应对风切变,提高飞行的稳定性和安全性。
4. 密切与空中交通管制的沟通在飞行任务中,与空中交通管制的密切沟通是非常重要的。
当飞行员遇到风切变的情况时,应及时向管制台报告,并与管制员保持密切的沟通。
空中交通管制可以提供风切变的相关信息,帮助飞行员选择合适的飞行路径和高度,以最大程度地减小风切变对飞行器的影响。
5. 持续学习和经验积累对于空运飞行员而言,持续学习和经验积累是提高应对风切变能力的重要途径。
飞行员可以通过参加飞行研讨会、分享飞行经验等方式,与其他同行交流学习,不断提升自己的飞行技能。
同时,积累丰富的实际飞行经验也是应对风切变的关键,通过实践中不断总结经验,进而提高自己的应变能力。
总结起来,空运飞行员面临风切变的挑战时,需要具备一系列的技巧和策略。
风切变

风切变据不完全统计,1970-1985年的16年间,在航班飞行中,至少发生了28起与地空风切变有关的飞行事故。
近些年在我国也发生了由于低空风切变原因,造成的多起重着陆、低空复飞、不稳定进近等事件。
由于低空风切变具有时间短、尺度小、强度大、发生突然等特点,要准确探测和预报还比较困难。
因此,要求飞行员具备低空风切变的有关知识,在飞行中避开和正确操作,以确保飞行安全。
1、引言飞行机组的意识和警惕性是成功运用规避及改出风切变技术的关键。
本摘要将概括阐述在预报或怀疑有风切变或下冲气流的情况下如何操纵飞机以及相应的训练指南。
2、背景信息2.1 统计数据不利天气(除了低能见度和跑道条件之外)是导致近40% 进近及着陆事故的环境因素。
不利的风(即:大侧风、顺风和风切变)与30% 以上的进近及着陆事故和15% 的可控飞机撞地(CFIT )事件分不开。
风切变是4%的进近及着陆事故的主要诱因,它也是造成重大伤亡事故的第九大原因。
这些统计数据总结在表1 中。
表1 天气因素在进近和着陆事故所占比重表(数据来源,航空安全文摘17卷-18卷 1998-1999,飞行安全基金会)2.2 风切变定义风切变被定义为风速和/或风向的突然改变。
风切变可以在空间的任何方向发生,但是为了研究方便,我们将风切变放置在垂直和水平坐标轴进行研究,因此就分为垂直和水平风切变两类:l 垂直风切变:—风的水平分量的垂直变化,它所产生的紊流,在飞机上升或下降穿过风切变层面时,会影响飞机的空速;—风的水平分量的垂直变化率通常在20节/1000英尺到30节/1000英尺之间,但垂直风切变可以高达10kt/100英尺。
l 水平风切变:—风分量的水平方向的变化(如:顶风减小或顺风增大,或者由顶风切变为顺风);—风分量的水平变化率可以高达100kt/海里。
风切变通常与下列天气情况有关:l 高空急流;l 地形波;l 锋面;l 雷暴和对流云;l 下击暴流。
下击暴流由明显危及飞行安全的两大部分组成:l 下冲气流部分,可以导致强烈的下降气流(垂直速度达到6000英尺/分钟);l 外冲气流部分,可以导致剧烈的水平风切变并使风分量从顶风切变成顺风(水平风速变化可能高达45 节)。
(2021年整理)风切变

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同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
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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 shearAbstract: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。
低空风切变名词解释

低空风切变名词解释低空风切变是指在低空(通常是地面至500米高度范围内)出现的风速和/或风向的急剧变化。
低空风切变是一种风险较高的天气现象,因为它可能会对飞行和航空安全产生重大影响。
低空风切变的形成低空风切变的形成通常是由于在低空出现的两种不同风向和/或风速的风层之间的接触区域。
这种接触区域被称为切变线,通常会出现在冷锋、暖锋、对流云、雷暴线和山脉等地方。
低空风切变的类型低空风切变可以分为两种类型:垂直风切变和水平风切变。
垂直风切变是指在垂直方向上风速和/或风向的急剧变化,通常出现在对流云和雷暴线上。
水平风切变是指在水平方向上风速和/或风向的急剧变化,通常出现在冷锋和暖锋上。
低空风切变的影响低空风切变对飞行和航空安全产生的影响是非常严重的。
它会导致飞机在短时间内突然失速或爬升,从而可能导致飞机失控或坠毁。
此外,低空风切变还可能导致飞机的速度和航向发生剧烈变化,从而使飞行员难以控制飞机。
低空风切变的预测和监测为了预测和监测低空风切变,航空业和气象学家使用了多种工具和技术。
其中包括雷达、风速计、气象卫星和气象探测器等。
此外,航空业和气象学家还使用了专门的模型和算法来分析和预测低空风切变的发生和影响。
低空风切变的防范措施为了防范低空风切变的影响,航空公司和飞行员需要采取一系列措施。
首先,他们需要密切关注天气预报和气象信息,并在可能出现低空风切变的情况下采取相应的措施。
其次,他们需要培训和训练飞行员,使其能够在低空风切变的情况下正确应对。
最后,他们需要使用最先进的飞行技术和设备,以确保飞机在低空风切变的情况下能够安全飞行。
结论低空风切变是一种风险较高的天气现象,但通过预测和监测、培训和训练以及使用最先进的技术和设备等措施,我们能够有效地防范其影响。
因此,对于航空业和气象学家来说,加强对低空风切变的研究和探索,将有助于提高航空安全水平,保障人民生命财产安全。
风切变是什么意思
风切变是什么意思风切变(Wind Shear)是指气流在垂直和水平方向上的差异,也就是风速和/或风向的突然变化。
它通常发生在大气中不同高度的气流交汇的地方,造成剧烈的风速和风向的变化。
风切变对于航空、气象和飞行安全都具有重要的影响。
风切变可以分为两种类型:垂直风切变和水平风切变。
垂直风切变是指由于不同高度上的气流速度和方向的改变而导致的风切变。
这种情况通常发生在低层大气中,如接近地面或云层中。
水平风切变是指由于水平方向上的气流速度和方向的改变而导致的风切变。
这种情况通常发生在高空大气中,如高空急流中。
风切变对于航空飞行安全具有重要的影响。
在近地面范围内的飞行中,特别是在起飞和降落阶段,风切变可能会导致飞机失速、失控、降低飞行性能或偏离航线。
飞机在进入风切变区域时,可能会突然遇到剧烈的风速和风向的变化,需要飞行员及时采取应对措施,以确保飞行安全。
此外,风切变也是导致大气动力和热力学不稳定的主要原因之一。
风切变会使空气层发生翻转,形成较强的上升气流和下沉气流。
这些气流的急剧变化会导致天气的不稳定性增加,产生雷暴、龙卷风等极端天气现象。
在气象学中,风切变被广泛用于预测和分析天气变化。
通过监测和测量风速和风向的变化,气象学家可以判断风切变的程度和位置,并预测可能的天气变化。
这对于航空领域的气象预报和飞行安全至关重要。
风切变的观测和监测方法主要包括地面观测和卫星观测。
地面观测通常通过使用雷达、风速计和风向计等仪器来获取数据,而卫星观测则通过卫星图像来分析大范围的风切变情况。
这些观测数据可以用于制作风切变图,以帮助飞行员和气象学家做出准确的决策。
为了应对风切变对航空飞行的影响,飞行员和航空公司采取了一系列的措施。
飞行员在接受培训时会学习如何识别和应对风切变,包括飞行技巧和操作程序的调整。
航空公司也会提供风切变预警系统,以及相应的操作指导和培训,以确保飞行员能够应对风切变带来的挑战。
总之,风切变是指气流在垂直和水平方向上的差异,通常发生在气流交汇的地方。
谈谈风切变
谈谈风切变“风切变”对飞行安全威胁极大,早已众所周知,由其在起飞进近,着陆阶段黄道风切变对飞行的威胁就更大,因此做为机组每个成员,充分地认识和掌握,预防,判断及处理风切变的方法无疑对保障飞行安全极为重要。
今天主要讲解以下几个问题:一、风切变的概念二、产生风切变的气象条件:三、风切变的种类,对飞行的影响四、风切变的判断五、风切变的开六、风切变的预防七、风切变的放出八、风切变的注意事项及要求一、风切变的概念:风切变是指飞行轨迹距离内风速和风向的改变,严重的风切变指的是空速变化大于15海里/时或垂直速度变化大于500英尺/分钟的风切变。
二、产生风切变的气象条件:对天气现象的了解,提高预防和处置能力㈠雷暴,雷暴是产生风切变的重要条件,雷暴的下降气流在不同的区域可造成两种不同的风切变:一种是发生在雷暴体下面由下击暴流造成的风切变,此种风切变的特点是范围小,寿命短,强度大;另一种是雷雨下冲到达地面后,形成强烈的冷性气流向四处传播,这股气流可传到离雷暴云20KM处,由于它离主体,并且不伴随,其他天气现象,不易发现对飞行威胁更大。
㈡锋面是产生风切变最多的气象条件,大气中冷暖两种性质不同的气团之间常有一个十分狭窄的过渡区,人民称为锋面,穿过锋面时常会遇到风的急剧变化,强的冷锋过后,大风区也存在严重的低空风切变。
㈢辐射逆湿型低空急流:在晴夜产生强辐射逆湿层,在逆湿层顶附近有低空急流,高度几百米,有时可以100以下,主要是挡住了两个层之间混合作用的动量传送,阻止向下传递,一般地面风很小,晴天日落形成,日出前最强,日出后逆温层解体,消失,在夜间和拂晓飞行有一定影响。
㈣地形,地物产生的切变,当机场周围山脉较多,或地形地物复杂,常有由于环境条件产生的低空风切变,特别是大风天气在周围地面复杂的机场起降,正是由于地面地物在的气象条件到时。
三、风切变种类对飞行影响:1、顺风切变2、逆风切变3、侧风切变4、垂直切变。
风切变的应对措施
风切变的应对措施什么是风切变?风切变(Wind shear)是指在空间和时间上出现风速或风向突然改变的现象。
风切变通常出现在大气边界层中,尤其是在近地面的低层大气层中。
它是一种危险的天气现象,对于航空、航天、气象和风能等领域都具有重要影响。
风切变可以分为垂直风切变和水平风切变。
垂直风切变是指水平风速或方向在不同高度上的突然改变,而水平风切变是指风速或方向在相同高度上的突然改变。
风切变的影响风切变对于航空和航天活动是非常重要的。
由于风速和风向的突然变化,飞行器在起飞、降落和飞行过程中可能会受到风切变的干扰。
风切变可能导致飞机的升降速度发生变化,从而影响飞行器的稳定性和控制能力。
此外,风切变还可能导致飞机的起飞性能和着陆性能发生变化。
对于风能和建筑工程等领域,风切变也是一个重要的因素。
风切变可能导致风能设备的运行不稳定,还可能对高层建筑物的结构稳定性造成影响。
因此,及时识别和应对风切变是非常重要的。
风切变的应对措施针对风切变的存在,现代航空和气象技术已经发展出一系列应对措施。
下面是一些常见的风切变应对措施:1. 风切变警告系统风切变警告系统(Wind Shear Warning System)是一种被广泛应用于航空领域的技术。
该系统通过测量风速和风向的变化,以及通过地面和气象雷达获取的大气信息来预测风切变的存在。
一旦系统检测到风切变,它将向机组发出警告,以便他们能够采取适当的措施。
2. 风切变逃逸程序许多航空公司都制定了风切变逃逸程序(Wind Shear Escape Procedure)。
这些程序提供了机组人员在遇到风切变时采取的操作流程。
逃逸程序通常包括撤离风切变区域、尽可能增加飞机速度和高度,并通过预先规定的航向脱离风切变区域。
3. 风切变训练和教育风切变训练和教育是飞行员和机组人员接受的重要培训。
通过风切变训练,机组人员可以了解风切变的特征、风切变的影响以及应对风切变的策略。
这些培训和教育帮助提高机组人员的飞行技能和风切变应对能力,保证飞行安全。
风切变
风切变概念:风切变,又称风切或风剪,是指大气中不同两点之间的风速或风向的剧烈变化。
风切变可以是垂直风切变或水平风切变,或者二者同时具备。
风切变产生剪切或撕扯效应。
风切变处置在每部PFD上显示一个红色旗标“”WINDSHEAR(风切变),伴随有一个合成语音“WINDSHEAR”,重复三次。
如果通过系统探测或飞行员观察到风切变,执行下列改出技术:■在起飞时:■如果在V1前:只有在所示V1之前出现剧烈的空速变化并且飞行员确定还剩有足够的跑道(长度)可以停住飞机时,才应该中断起飞。
■如果在V1后:油门杆................................................................................................................ TOGA到达VR时..............................................................................................................抬轮速度基准系统指令...............................................................................................遵守这包括采用拉杆到底的动作,若需要。
注:1.如果接通,当迎角大于迎角保护时,断开自动驾驶仪。
2.如果飞行指引杆不工作,如果需要,使用最初的俯仰姿态(最大为17.5 °),同时向后拉杆到底(如果需要)。
如果需要,为了尽量减小高度损失,增加俯仰姿态。
■离地,初始爬升或着陆时油门杆在TOGA位......................................................................................... 设定或确认自动驾驶仪(若接通)..................................................................................................保持速度基准系统指令.....................................................................................................遵守这包括采用拉杆到底的动作,若需要。
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低空风切变对飞行的影响及对策学生:权志扬指导教师:王永忠摘要: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,揭示了风切变危害飞行安全的物理本质。
着重介绍了低空风切变的判别,并从管制指挥的角度对于如何防范低空风切变作了研究,提出了自己的建议,以利于增强航空飞行安全保障能力。
关键词:风切变;飞行;航空;安全;管制指挥Influence and Countermeasure of Low-level Windshear in FlightStudent: Quan zhiyang Tutor: Wang yongzhongAbstract:This paper introduces the definition and expression of low-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, the author has given some advices on how to improve the ability of ensuring flying safety.Keywords:windshear;flight ;aviation;safety;traffic control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1970——1985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1.3.2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2产生风切变的天气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,发生微下击暴流的可能性有60%~70%。
另一种是雷雨中的下冲气流到达地面后,形成强烈的冷性气流向四处传播,这股气流可传到离雷暴15~25公里以外,并使暖湿空气入流抬升形成阵风锋(Gust front),在雷暴下大范围内引起180度的风向变化,表现为强顺风切变和强逆风切变。
并且由于有一部分强风切变区远离雷暴主体,不伴随其他天气现象不易察觉,所以往往对飞行安全威胁很大。
2.1.2微下击暴流引起的飞行事故分析表3飞机事故与微下击暴流的气象条件2.1.3雷暴引起的典型事故分析2000年6月22日武汉航空公司Y7/B3479号飞机执行恩施—武汉(汉口)航班任务。
13时37分恩施起飞。
因遇雷雨天气,飞机在汉口机场第一次降落不成功,复飞拉升,而后于14时54分失去联系。
16时左右接到报告,该机在武汉市汉阳区永丰乡四台村附近坠毁失事,机组4人,乘客38人全部遇难。
这次武航 3479号飞机在汉口机场进近飞行过程中,因绕飞雷雨在低高度、低速度的情况下,遇到了强低空风切变。
据现场物象考察,并结合气象资料初步分析认为,此处是风力最强之地,最大风速达25m/s以上。
(附图4飞机下坠过程)图4飞机坠毁前40秒高度曲线图2.2 锋面(Front)2.2.1 锋面产生风切变的原因锋面是产生风切变的重要天气条件。
锋面两侧的气象条件有很大差异,锋面过渡区的垂直结构,是产生风切变的重要条件。
一般锋面两侧的温差大于等于5摄氏度,锋面移动的速度大于等于15米/秒时,都会在锋面附近产生对飞行有影响的低空风切变。
冷锋经过机场时,低空切变随锋面一起或稍后出现。
因冷锋移动较快所以这种风切变持续时间较短,但冷锋及强冷锋后面风区往往存在严重的低空风切变。
暖锋伴随的低空风切变,由于暖锋移动较慢,它在机场上空持续时间相对较长,也可出现在距风区较远的地方。
2.2.1锋面产生风切变事故经过及天气形势分析1994年5月17日15时50分(北京时)2121号飞机由温州起飞,预计18时14分到达沈阳桃仙机场。
17时40分与塔台联系,塔台通报地面风300°、4米/秒,指挥由56°向236°方向落地,18时飞机进入五边,边下降边减速,过渡为450~500m放襟翼40°,表速为136海里/小时,此时塔台通报风速增加为9m/s,机组立即增速到140海里/小时,当高度为200m距跑道大约2km时,飞机油门1.46°表速图5 飞机遭遇风切变掉高度示意图140海里/小时,此时飞机颠簸、有响声,表速减到120海里/小时,掉高度100多米,操纵困难,这是距地面有80多米,机长马上判断到低空风切变,高喊“风切变”,立即加大油门,增加速度,油门加到2.0°,表速指示140海里/小时,当距跑道1km飞机才逐渐平稳,马力恢复正常,此时表速为140海里/小时,航向236°,按正常操作于18时14分安全降落于桃仙机场。