航空小常识

飞机到底“喜不爱好 ”风?

时光 :2018年10月12日 15:15   来源 :大年夜 大年夜 飞机报
目力 保护 色:
 
 

  “山竹”过后 ,海航敏捷 恢复正常航班运营。平易近 航本钱 网供图

 

    

  前不久,被网友称为数十年来“最强台风”的“山竹”来势汹汹,给我国广东、海南、广西等省区造成巨大年夜 大年夜 损掉 落 。对于航空运输业而言,恶劣气候 是造成航班撤消 、航班耽搁 、超限事宜 、重着陆等事宜 征候的重要 诱因。受台风影响,大年夜 大年夜 量航班撤消 。在台风内区可以产生 很强的风速,强烈的气流会让飞机产生 激烈 的波动 。

  在如许 恶劣的气候 前提 下飞翔 ,飞机还可能遭碰着 机翼外面 结冰、冰雹撞击、大年夜 大年夜 突风、能见度低等一系列伤害 飞翔 的状况 。其余 ,因为 机翼、机身等尖突部位电场很强,当飞机穿越台风引起的雷雨区时,还有遭受 雷击的风险。由此看来,飞机与风的故事不得不说。

  

  风切变:影响飞机飞翔 的危险成分

  

  风是最为频繁 常见的气候 前提 ,时令 的改变 或者雷暴的推动 等天然 现象,都邑 伴随 强风的产生 。除了台风如许 极端的恶劣气候 前提 之外,还有一些其他的“风”也会影响到飞机的飞翔 安然 。

  风切变,英文叫WindShear,是指风速在水平和 垂直偏向 溘然 变革 的一种天然 现象,在航空气候 学中把出现 在500米以下的空气层中,在同一 高度或不合 高度优势 向和风速溘然 产生 较大年夜 大年夜 的变革 的现象称为低空风切变。大年夜 大年夜 家知道,飞机是靠机翼与空气的相对活动 产生 升力并保持 姿势 的。所以,飞机最怕的是溘然 出现 的强顺风。

  比如 空客 A320这类商用飞机降低 的速度相当于每小时250公里旁边 。假如 在快接近 地面时溘然 来了一阵10级顺风,机翼上气流的速度刹时 变成 了本来 的 60%,升力和机翼的相对气流速度平方成正比,于是飞机会 溘然 损掉 落 60%的升力,导致敏捷 下坠。

  在巡航阶段,风切变一般很难形成严重的安然 威逼 。其原因一个是因为那时刻 飞机飞得高,真遇优势 切变下坠10米或 20米,乘客的感触 感染 像坐过山车。飞机会 很快主动 或者由飞翔 员手动调节到新的稳定 状况 。另一个原因是飞机飞翔 的速度快,商用飞机巡航速度往往是每小时 800公里旁边 ,一般的风速与之没法比。但也有例外 ,比如 “晴空紊流”就是一种高空的激烈 风切变,并且 往往很难预警。每年都邑 有一些航班遭受 这种情况 产生 激烈 波动 ,没有系好安然 带的乘客有可能会撞到天花板,并是以 受伤。所以,飞翔 过程 中全程系好安然 带是须要 的。

  那么风切变为什么让人害怕 呢?风切变会改变 飞机的空速和蔼 动角,导致飞机所受的气动力及力矩产生 变革 ,进而影响飞机的飞翔 特点 。飞机在飞翔 过程 中,风速的溘然 变革 浸染 会产生 附加过载,进而使飞翔 轨迹产生 变革 。当风场强度较大年夜 大年夜 时,不只 会使飞机难于把持 ,破坏 所请求 的飞翔 品德 ,并且 会产生 较大年夜 大年夜 的动态构造 载荷,加快 构造 疲惫 破坏 。个中 对于飞翔 安然 伤害 最大年夜 大年夜 的是垂直向下的下冲气流,当垂直突风较强时,飞机的迎角会产生 较大年夜 大年夜 变革 ,随便 马虎 诱发飞机进入大年夜 大年夜 迎角掉 落 速状况 ,进而诱发飞翔 安然 事宜 。大年夜 大年夜 家最担心 的就是飞机在起降阶段遭受 激烈 风切变,这时刻 飞机反响 更大年夜 大年夜 ,安然 处理 余地更小。汗青 上是以 造成的机毁人亡事宜 不在少数。据材料 记录 ,1970-1985年时代 ,在国际按期 和非按期 航班飞翔 和一些义务 飞翔 中,至少产生 了28起与低空风切变有关的航空事宜 ,去世 亡人数高达700人。正因为如斯 ,国际航空界公认低空风切变是飞机起飞 和着陆阶段的一个重要 危险成分 。

  实际 上,相较于风切变,“风不变”才是更不常见的现象。地球大年夜 大年夜 气受太阳照射 积聚 能量,能量平均 产生 大年夜 大年夜 气的流动,形成风。受地面性质、地面外形 、地球自转等成分 影响,风力和风向总在变革 。比如 ,海洋和陆地的分界线 上,在日间 ,因为 陆地升温快,形成上升气流,在飞越海岸线的时刻 ,经常出现 波动 ,就是一种常见的风切变。还有比如 地形,在高山的背风面经常会出现 气流的滚动,就像瀑布下的水流,经常会把人“拖”进水里。其余 ,在冷热空气交汇的处所 也随便 马虎 出现 。比如 冬天冷空气前锋 邻近 ,往往会有强风切变。

  

  若何 应对“危险”的风

  

  既然风切变这么恐怖 ,是不是我们就无技可施了呢?当然不是,对于飞翔 员而言,须要 做好飞机的偏向 、地位 、下沉率、推力等飞翔 状况 的控制 和对潜在风切变的处理 。

  从上世纪90年代 开端 ,更强大 年夜 大年夜 的机载和地面多普勒气候 雷达,以及综合的机优势 切变预警体系 ,已经让飞翔 员比以往更随便 马虎 避开危险的风切变。自从这些技能 普及,风切变造成机毁人亡的事宜 已经从以前 几乎年年产生 ,削减 到十年一遇的程度 。然而,就像夏季 的强对流气候 一样,小标准 的类似 于“微下击暴流”的风切变,依然难以精确 猜测 。特别 是夏季 强对流气候 多发,机场的气候 有时刻 会在运行前提 的边沿 彷徨 。

  同时,对于飞机设计师而言,在飞机设计中大年夜 大年夜 侧风对飞翔 的影响弗成 忽视 ,每一款平易近 航飞机型号取得适航合格 证前都要经由 侧风飞翔 的验证试飞,中公平 易近 用航空局颁布 的《CCAR25-R3 中公平 易近 用航空规章第25部:运输类飞机适航标准 适航规章》中对于侧风试飞有一系列的相干 请求 ,比如 对于侧风试飞中请求 飞机进步 偏向 垂直风量的统计值达到 20节以上(10.29m/s);飞机还须要 在如许 的状况 下至少进行三次起飞 和三次着陆。为了演示出飞机临界情况 的抗侧风才能 ,对于飞机刹车和舵面的应用 也有了必定 的限制。

  其余 平易近 用飞机适航规章请求 发念头 必须 在大年夜 大年夜 侧风核定 的运行前提 下仍然供给 足够的空气量;其掉 落 速、喘振、熄火等晦气 特点 不克不及 达到 危险程度 ;在正常运行时代 不得因为 气流畸变激发 有害振动。也就是说,航空工程师们须要 在飞机设计和制造 过程 中就推敲 到“风”的影响,做好过细 的分析 和周全的应对,还要经由过程 严格 的飞翔 测试。而一般航空公司会推敲 安然 裕度,在运行时将本机型的最大年夜 大年夜 侧风数值限制为稍小于或等于厂家给出验证侧风值。

  除了晋升 飞机本身 的安然 机能 以外,地面气候 预告 部分 也会对机场邻近 空域的低空风切变探测和预警,今朝 低空风切变报警体系 已经获得 广泛 应用 ,新一代的低空风切变报警体系 的探测才能 已经达到 了很高的程度 。在往后 的应用 中,低空风切变的探测技能 还会与地面不雅不雅 测网、多普勒气候 雷达、雷电检测、空基探测和卫星不雅不雅 测等各类 气候 探测技能 结合 起来,进一步为担保 航空飞翔 安然 ,削减 因气候 原因造成航班耽搁 而带来的经济损掉 落 供给 有力的技能 支撑 。

  

  逆风起降,顺风航行 飞机须要 如许 的风

  

  安稳 的逆风确切 可以赞助 晋升 飞机的起降机能 ,这是因为飞机在起飞 与着陆过程 都须要 升力来保持 稳定 上升或者下滑轨迹,飞机的升力大年夜 大年夜 小与飞机相对气流的速度,也就是空速有密切 关系。在起飞 着陆阶段逆风飞翔 可以使飞机在保持 必定 空速的情况 下减小相对地面的速度,从而缩短起飞 和着陆的滑行距离。此外,适航规章还规定 了飞机必须 知足 起飞 航道的最低爬升梯度, 以防止转弯时出现 负梯度。飞机逆风起飞 可以赞助 飞机尽快爬升, 以赞助 飞机飞越航道中的障碍物。所以根据 本地 的常年气候 前提 ,有些机场会建有多条不平 行跑道,以便在不合 时令 的不合 风向下都可以应用 ;对于只有一条跑道或多条平行跑道的机场,其跑道偏向 常日 与本地 风行 风的偏向 一致,以赞助 飞机充分 应用 逆风进行起降。

  那是不是我们须要 在送机的时刻 ,要祝贺 一句“一路逆风”呢?那样的话航空公司生怕 要皱起眉头了,因为飞机的油耗会受到风和温度等天然 成分 的影响,在巡航飞翔 的时刻 ,航空公司都欲望 飞机在航路 飞翔 中可以“顺风而行”,在飞翔 距离雷同 时,顺风可以降低 油耗,削减 飞翔 时光 ,逆风会增长 飞机的油耗,增长 飞翔 时光 。顺风既可以赞助 航空公司节俭 成本,又可以让乘客享受加倍 快捷的路程 。

  举例来说,因为 存在高空顺风,在飞翔 距离雷同 时,北京—昆明航路 相对无高空风时的油耗削减 7.0%,飞翔 时光 削减 7.1%,因为 存在高空逆风,昆明—北京航路 相对无风时的油耗增长 9.0%,飞翔 时光 增长 9.4%。这是因为大年夜 大年夜 型客机在高空飞翔 时一般采取 空速保持 控制 模式,遭受 逆风后,空速根本 保持 不变,地速减小,导致飞机飞抵目的机场的时光 和油耗增长 ,顺风时则飞翔 时光 和油耗均减小。我们知道,高空的最大年夜 大年夜 安稳 风一般位于40-75km高度,位于20-50°纬度区间。北半球冬季为西风,夏季 为春风 ,冬夏季 风最强,春秋为西风—春风 过渡时令 ,春秋时令 风速小于冬夏季 ,南半球与北半球变革 特点 相反。所以即便是乘坐同样一条航路 的航班,在不合 的时令 飞翔 时光 可能也有一些差别 。

  特别 是在一些长途 航路 上,航路 的高空风向前提 甚至会影响飞机的航路 选择,以一月份从洛杉矶往返上海的典范 航路 为例,航班从上海飞往洛杉矶时,航班会飞过日本,直接从北宁靖 洋穿越,以借助北宁靖 洋上空的风行 西风向东飞翔 。而从洛杉矶返回上海时,则要选择起飞 往后 飞往西北偏向 ,经由 阿留申群岛和日本,再抵达上海,以避开风行 西风带的逆风影响。两条航路 的航路 距离固然 相差无几,但因为高空风速的影响,会导致从上海到洛杉矶的回程会比去程多用两小时的飞翔 时光 ,对于一般的长途 双通道宽体客机,燃油花费 相差约15吨旁边 。

  那么我们是不是可以认为 风对于飞翔 都是有害的呢?当然不是!要是有同伙 出行,我们时常祝贺 对方一路顺风,但若对方是搭乘飞机出行,我们或许会听过如许 一种说法:“坐飞机是不克不及 说一路顺风的,因为飞机要在逆风才能 起飞 。假如 顺风的话,会有危险。”这种说法是不是有必定 事理 呢?其实,我们可以把风分化 为安稳 风、紊流、阵风。安稳 风,也称为定常风,指大年夜 大年夜 范围 内大年夜 大年夜 气的平均 活动 ,风速及偏向 随时光 变革 平缓,与时令 和纬度密切 相干 。

  

  中国商飞的摸索

  

  本年 4月8日,我国自立 研制的ARJ21飞机的104架试飞飞机在远赴冰岛、“离家”41天、往返两万多公里航程后,安稳 降低 在西安阎良机场,逐渐 经由过程 迎接的“水门”。这意味着ARJ21飞机完成欧洲冰岛大年夜 大年夜 侧风试飞。

  抗侧风才能 是飞机一项异常 重要 的机能 。强烈的侧风会严重影响飞机的起飞 和降低 ,飞机可以或许 在多大年夜 大年夜 的侧风气 象前提 下安然 起飞 和降低 必须 经由过程 实验 试飞来验证。在此前型号合格 证(TC)核定 过程 中,ARJ21飞机在国内验证了侧风22节前提 下的起飞 和着陆才能 。但受国内机场跑道、侧风风速等情况 和蔼 象前提 的制约,相干 实验 工作一贯 未能持续 深刻 开展。

  经由 充分 调研和大年夜 大年夜 量调和 预备 ,中国商飞公司决定 ARJ21飞机于2018年3月前去 冰岛凯夫拉维克国际机场开展大年夜 大年夜 侧风包线扩大年夜 核定 试飞。凯夫拉维克国际机场拥有全球为数不多的器械 、南北两条垂直交叉走向的“十”字型跑道,本地 常年有30节以上大年夜 大年夜 风,有利于捕获 到更大年夜 大年夜 侧风的实验 气候 。本次大年夜 大年夜 侧风试飞弥补 了我国运输类飞机30节以上大年夜 大年夜 侧风试飞的空白,对赓续 晋升 我公平 易近 用飞机试飞才能 具有重要 意义,为后续平易近 用飞机机型开展国际试飞供给 了宝贵 经验。

  为了应对风给飞翔 带来的晦气 挑衅 ,发挥 其有利影响,中国商飞公司北研中心 已经着手进行了一系列发念头 短舱侧风工况的数值模仿 和分析 工作,尤其是特别 存眷 了侧风对飞机短舱进气道和推敲 地面效应时的影响,为将来 高机能 短舱的气动设计供给 了参考根据 ,并建立 了却 合 气候 数据的航路 机能 分析 对象 ,可以在设计阶段就较为精确 的评估飞机在实际 运营场景下的航路 机能 ,例如高空风和温度对飞机航路 飞翔 时光 和燃油花费 的影响,从而进一步赞助 国产大年夜 大年夜 飞机的机能 加倍 相符 航空公司的实际 运营需求。(崔峥)

  

打印页面

相干 报道:

干事 导航

存眷 我们:

中国商用飞机有限义务 公司 版权所有 沪ICP备12042517号
地址:上海市浦东新区世博大年夜 大年夜 道1919号 邮编:200126 德律风 :86-021-20888888 传真:86-021-68882919

沪公网安备 31011502002390号

宝岛娱乐 拉菲娱乐 汇客娱乐 玛雅娱乐 星易娱乐 亚鑫国际娱乐 钱汇娱乐 东方之星娱乐 皇冠娱乐 宏达2娱乐