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飞机尾流 隐形的杀手

2019-1-31 09:09| 发布者: CCA6862| 查看: 233| 评论: 0

导读: 随着航班量的大幅增加,空中交通拥堵变得日益严重,飞行员和旅客都越飞越急躁。当我们想让飞机飞得更密一些,间隔拉得更小一些时,往往忽略了空中还有一个隐形的杀手——飞机尾流。  2001年,美利坚航空587航班在 ...

随着航班量的大幅增加,空中交通拥堵变得日益严重,飞行员和旅客都越飞越急躁。当我们想让飞机飞得更密一些,间隔拉得更小一些时,往往忽略了空中还有一个隐形的杀手——飞机尾流。

  2001年,美利坚航空587航班在美国纽约肯尼迪机场起飞不久突然失去控制。事后调查发现,该飞机误入前面一架波音747客机的尾流,飞行员操纵不当,粗猛使用脚蹬而让飞机的垂直尾翼折断,造成了这次事故。2017年初,一架庞巴迪挑战者604公务机在空中受空客A380尾流影响,失去控制,险些坠毁。航空业每年都会发生多起关于飞机误入尾流,造成擦机尾或颠簸的严重不安全事件,这是因为我们肉眼看不见,仪表也探测不到飞机尾流。

  

  什么是飞机尾流

  飞机在空中飞行时都会产生尾流。在飞行中,升力产生于机翼上下表面的压差,飞机下翼面的压强高于上翼面,气流在两个翼尖处会从下翼面绕过翼尖流到上翼面。此时,飞机向前运动,空气相对向后流动,于是就在飞机的两个翼尖处形成两个旋涡。从飞机后方看,右侧的旋涡逆时针旋转,而左侧的旋涡顺时针旋转。旋涡中的气流一边旋转一边向后流动,其强度随着时间的流逝而减弱。

  尾流的能量聚集在每个旋涡中心几英尺的范围内。所有飞机应该避开旋涡中心约100英尺的区域。尾流的强度取决于前机的重量、速度、翼展大小和翼型。最大的尾流强度发生在重量大、速度慢、光洁形态的飞机上,而有记载的尾流内最大切向速度可达91米/秒。小飞机误入这么强的气流中,产生严重颠簸甚至翻滚坠毁都是有可能的。

  随着飞机越造越大,飞机翼展也越大,飞机尾流就越强,对飞行的影响越大。我们一般将尾流按区域划分为三部分:翼尖涡流、附面层紊流、发动机尾喷流。附面层紊流和发动机尾喷流的“寿命”很短,影响距离短;而翼尖涡流旋转稳定,存在时间长,所以尾流通常是指机翼涡流。尾流对飞机的影响可归纳为:诱导横滚、损失高度、爬升率减小和过大的结构过载。

  尾流最大的危险是引起飞机横滚。抵御诱导性横滚力矩的能力,主要取决于飞机的翼展和副翼的操纵性能。尾流产生的诱导性横滚力矩有可能超过进入其中飞机的横向操纵能力的极限,进而导致飞机失控翻转。因此,翼展小的飞机要特别警惕,不要进入比自己大的飞机的尾流中。此外,飞机在进近区域内遭遇尾流的影响较大,也更危险,因为该飞机在速度、推力、高度和飞行员的反应时间上都处于临界状态。

  如何减小尾流的影响

  自20世纪60年代起,飞行专家就试图找出一些方法将尾流对飞行安全的影响减到最小。经过大量的实验和研究后发现,最有效地摆脱尾流的方法是飞行员和管制员了解并知道尾流的影响区域及性质,并避免飞机进入受尾流影响的区域。

  在尾流的规避预防上,管制员和飞行员的作用是同等重要的。管制员在指挥飞机时应严格执行飞机尾流间隔标准,了解飞机所处的大气环境,如地形、风、气温和天气不稳定性等条件,对尾流消散的情况进行预测,对飞行员及时提出预警,给飞行员预留反应的时间。

  作为飞行任务的执行者,飞行员对飞行安全负有巨大的责任。虽然目前还没有技术手段能探测飞机尾流,但尾流具有某些特征,识别这些特征可以帮助飞行员确定尾流位置,从而采取有效的预防措施。其必须依靠丰富的知识和对尾流特性的了解,预判尾流的情形,并按照尾流规避程序飞行,向管制员提出询问建议,调整飞行的航径来避开尾流。

  通过对大型飞机的测试表明,其尾流宽度略小于飞机的翼展,并随风向移动。因此,如果两架飞机在同一高度飞行,后机想避开前机尾流,尽可能在前机的飞行航径以上飞行。

  大型运输飞机的尾流以每分钟几百英尺的速度下沉,尾流的强度与下沉速度随着时间和距离的增加而逐渐减弱。旋涡的原点稳定在飞机下方500英尺~1000英尺。当飞机所处的大气不稳定时,会加速尾流的衰减。现在航路指挥1000英尺的垂直间隔和10公里以上的水平间隔应该是足够安全的。但是,如果要绕飞雷雨或偏离航路飞行,飞行员就要小心前面飞机的尾流,尽可能在前机的飞行航径以上飞行,必要时改变飞行航径以避开前机后方和下方可能存在尾流的区域。

  飞行员在进近和着陆时要始终警惕前机尾流的威胁。为了避免误入前机尾流,飞行员和管制员应共同确保飞机在终端区有合适的尾流间隔。当大型飞机进近落地时,飞机尾流靠近地面,倾向于以2节~3节的速度横向移动。当飞行员在平行跑道落地时,应警惕在进近和起飞航径上风向的大型飞机。如果地面有侧风,会减小上风面尾流的横向运动,并增大顺风面尾流的运动。因此,垂直于跑道方向1节~5节的微风将导致上风面尾流在接地区保持一段时间,并加速下风面尾流向远离跑道的方向运动,或者向另一条相邻的跑道移动。特别注意的是,飞行员要高度警惕五边存在轻微顺风的情况,因为此时尾流可能出现在短五边和接地点附近。

  遭遇尾流的建议

  一旦进入尾流,飞机会产生强烈的颠簸翻转,对客舱里没有系安全带的乘务员和旅客伤害最大,所以飞行员一定要重视。飞行机组在航前协作过程中,要向客舱机组通报颠簸和尾流的处置要求与程序;在飞行中,要充分发挥安全带指示灯的警示作用。所有人在就座时一定要系好安全带,并避免在安全带指示灯亮的情况下离开座椅。一旦有可能进入颠簸或尾流影响区域,飞行机组必须进行颠簸警示,通过安全带指示灯等反复警示或直接进行客舱广播。这种颠簸多发生在飞机起飞爬升和下降阶段,所以客舱服务要尽量简化高效,避开这些可能遭遇尾流的阶段。如果客舱有旅客活动,乘务员应要求他们尽快回到座位上。

  飞行员要按标准进行陆空对话,在陆空通话中相应加上“HEAVY”或“SUPPER”,警示周围的飞机并提醒管制员。要知道尾流的特性和形成规律,了解周围飞机尾流影响的区域及强度,配合管制员的指挥。管制员按照要求为所指挥的飞机提供尾流警告,但飞行员要明白,管制员指挥的尾流间隔不可能完全避开尾流的影响。按照仪表飞行规则(IFR)飞行的飞行员如果接受了目视前机的管制指令,就要自行负责保持尾流间隔。在按照目视飞行规则(VFR)飞行期间,避免飞机遭遇尾流是飞行员的责任。

  管制员为按照仪表飞行规则(IFR)飞行的飞机提供空中间隔,包括所需的尾流间隔。当飞行员对尾流间隔存在任何疑问时,应询问管制员并要求更改间隔距离、航向、高度或调整速度。具体措施包括:飞行员应目视确定大型飞机后面的旋涡轨迹,并采取适当的尾流规避程序确保飞行安全;在五边进近时,后机要注意调整速度,保证与前机有足够(2分钟~3分钟)的间隔;离场时,尽可能在大飞机的转弯点前转弯;在更大的飞机后面于同一条跑道上起飞或者降落时,严格保持在大飞机的飞行航径上;注意在正常接地点或前机接地点前接地;小心从平行跑道漂移过来的尾流的影响;避免飞行航径穿过前一架飞机的尾流;如果无法保证尾流间隔,复飞是最好的选择。

  如果飞机进入尾流,飞行员也不要慌张,因为尾流影响的区域是有限的。建议飞行员尽可能保持自动驾驶系统飞行,避免粗猛操纵,尤其不应粗猛地使用方向舵来控制尾流产生的坡度和方向偏差。如果飞机进入异常姿态,立即完成《快速检查单》中非正常机动节的“异常姿态改出”机动飞行。

  天下万物,大道相通。我们在地面上开车都知道“宁慢三分,不抢一秒”,空中飞行也不例外。只有遵守管制员的指挥,严格按照飞行规则飞行,知晓可能的风险,我们才能平安顺利地飞行。


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