严把天气关!飞行时遭遇危险天气的应对措施
图:雷暴是由对流旺盛的积雨云引起的,伴有闪电雷鸣的局地性风暴。
雷暴
雷暴是由对流旺盛的积雨云引起的,伴有闪电雷鸣的局地性风暴。
直升机在雷暴活动区飞行,除了会面对云中飞行的一般困难外,还会遇到诸如强烈的湍流、积冰、闪电击、阵雨和恶劣能见度,有时还会遇到冰雹、下击暴流、低空风切变和龙卷。
雷暴为直升机禁入云体,在雷暴中飞行的主要危险包括:
1.云中强烈湍流和阵性垂直气流,引起直升机的强烈颠簸,使直升机偏离航线,不能保持飞行高度,直升机的操纵性能恶化;
2.云内温度低于0oC的部位会出现强烈的积冰;
3.云下阵风和强烈的风的垂直切变,可造成直升机颠簸、状态不易保持;
4.直升机易遭雷击、可使油箱着火,发生燃烧和爆炸;
5.击穿直升机的表面,机载电子设备失灵或烧毁;引起直升机个别部件磁化,磁罗盘出现误差,有时造成电源损坏;
6.强大的电流场干扰直升机的无线电通讯,使无线电通信中断;
7.闪电的强光,可造成机组人员目眩,眼睛暂时失明,在夜间失明时间甚至长达30秒之久。
在雷暴活动区中飞行应采取的措施:
1.飞行前飞行员要认真向气象部门详细了解飞行区域天气情况,特别是对有可能产生雷暴天气的区域,要认真研究雷暴的性质、位置、范围、强度、高度、移向移速、变化趋势等,同时考虑到绕飞方案及注意事项;
2.飞行人员尽量避开雷暴活动区的方法是推迟起飞时间、改变航线及飞行高度、空中等待、绕飞、改降、返航等;
3.装有机载气象雷达的直升机,飞行时应用机载雷达监视天气变化,当发现积雨云回波后,应不断注意其强度变化;
4.绕飞雷暴时,基本原则是:目视不进入雷暴云,力争在云上或云外侧飞行。绕飞时应根据雷暴强度在雷达回波边缘25公里以外通过。穿越两块积雨云空隙中一定要慎重,防止从两块强回波之间通过;
5.尽量不在雷暴云的下方飞行,因为云与地之间闪电击(雷击)的次数最为频繁,直升机也最容易遭到闪电击(雷击)。如一旦在云下飞行,应设法避开孤立的山丘、大树、塔和高大的建筑物的尖顶;
6.在云中飞行时,遇到的天气复杂多变,不仅要根据机上雷达判断情况,同时要请求地面雷达进行配合,听从空管指挥;
7.当起直升机场有雷暴时,通常不要起飞。如果雷暴较弱,任务又十分紧急,又有绕飞的可能,可向无雷暴的方向起飞;在雷暴区边缘机场起降时,要特别注意风切变的影响。
最后在雷暴季节,直升机停放时,要搞好防护,接好地线,做好防止直升机在地面遭受雷暴大风、冰雹、闪电雷击的各种防护工作。
低空风切变
低空风切变是指近地面600米高度以下气层内的水平或垂直方向一定距离上存在的风向和风速急剧变化的现象。
避免遭遇低空风切变及遭遇时的处置:
1.首先要有思想准备。起飞前要认真仔细地了解和研究天气预报和天气实况报告,警惕在飞行中会遇到风切变及风切变可能出现的位置、高度以及强度等。起飞后,要注意收听地面的气象报告和其他的直升机机组关于风切变的报告,了解风切变的存在及其性质。避开严重风切变,对轻度风切变可借助操纵来修正来克服它。
2.不要有意识地穿过严重风切变区或强下洗气流区。特别是在飞行高度低于离地高度200m或有一台发动机失效时,更应切记。
3.要与雷暴云和大的降水区保持适当的距离。雷暴云的外冲气流有时可以超越雷暴前方20-30KM,直升机低空飞行时应远离雷暴云20-30km飞行,不要侥幸抢飞这一危险区域。在有强风切变时,不要冒险起飞、着陆。
4.如果在最后着陆时刻遇到风切变,只要是难以改出,无法保证安全着陆,就应立即复飞。可以推迟着陆,等到风切变减弱或消失后着陆,或到备降场着陆。
5.直升机遭遇风切变时,应立即将风切变出现的区域、高度、空速变化的大小等报告飞行管制部门,以避免其他直升机误入其中。
颠簸
空气在较大范围的运动中会有许多局部升降涡旋等不规则运动。这种不规则的空气运动,气象学上称为扰动气流,或叫乱流,又称湍流。直升机在飞行中遇到扰动气流,就会产生振颤、上下抛掷、左右摇晃,造成操纵困难、仪表不准等现象,这就是颠簸。
颠簸对飞行安全的影响:
1.使操纵困难,甚至无法操纵。颠簸使飞行状态和直升机动力性能发生不规则的变化,从而失去稳定性,使某些仪表误差加大,甚至失常,都可使操纵发生困难,难以保持正确的飞行状态。
2.损害直升机机体结构,减少发动机功率。强颠簸可以使直升机部件受到损害,由于阻力加大,燃料消耗增加,航程和续航时间都会减少。
3.造成飞行员的紧张和疲劳。严重颠簸时,直升机可在短短几秒内突然下降(或上升)数十米至数百米,造成飞行员的紧张和疲劳。
遭遇颠簸时的应对和处置:
1.柔和操纵,保持平飞。颠簸不强,一般可以不修正,颠簸较强需要修正时,切忌操纵动作过猛,以免造成飞行状态更加不稳。
2.采用适当的飞行速度。因为颠簸产生的负荷因素变量,除与乱流强度有关外,还与飞行速度有关,一般速度越大颠簸越强。
3.飞行速度和高度选定之后不必严格保持。仪表指示摆动,往往是颠簸的结果,不一定表示飞行速度和高度的真实变化,过多地干涉这些变化,只会引起载荷发生更大变化,只有速度变化很大时,才需要做相应的修正。
4.适当改变高度和航线,脱离颠簸区。颠簸层厚度一般不超过1000m,强颠簸层厚度只有几百米。颠簸区水平尺度多在100km以下,所以飞行中出现颠簸时可改变高度上百米或暂时偏离航线,就可以脱离颠簸区。在低空发生强颠簸时,应向上脱离;在中空发生颠簸时,应根据直升机性能以及直升机与颠簸区相对位置确定脱离方向;误入积雨云、浓积云中发生颠簸时,应迅速脱离云体到云外飞行。
积冰
直升机积冰是指直升机机身表面某些部位聚集冰层的现象。它是由于云中过冷水滴或降水中的过冷水滴碰到机体后冻结而形成的,也可由水汽直接在机体表面凝华而成。冬季、露天停放的直升机有时也能形成积冰。
直升机积冰对飞行安全的影响:
1.旋翼积冰
直升机的旋翼是多发积冰部位,旋翼桨叶上的积冰是不均匀的,在桨叶根部或反流区内,积冰强度不大,桨叶尖部位积冰强度急剧增大,在桨叶中部附近积冰往往最强。旋翼上的积冰,破坏了旋翼固有的平衡,引起直升机剧烈振动,使操纵困难,稳定性变坏。
2.天线积冰
天线因其曲率大最易产生积冰,天线积冰易使天线折断,另一方面会改变天线的电容和电阻,影响发射和接收效率,甚至使无线电通讯中断,还可能使无线电罗盘失效,这对在复杂气象条件下的飞行来说,危险性很大。
3.空速管和静压孔积冰
空速管和静压孔积冰,将使空速表、气压高度表、升降速率表等仪表示值失真,甚至失效。
4.风挡积冰
风挡积冰影响目视飞行,特别是在起飞、着陆阶段妨碍视线,使起飞、着陆操纵困难。
5.发动机积冰
发动机积冰,常出现在进气口边缘、前壳体支柱、压缩机整流罩和导流叶片等部位、由于积冰使进气截面减小,发动机进气量和推力均减小。进气口边缘的积冰破后,脱落的冰块会随气流进入发动机,打坏内部机件,甚至熄火。
直升机积冰的预防
直升机积冰的概率取决于很多因素,主要是:天气条件,飞行高度上云的概率、云的含水量、气温、云中水滴和冰晶的大小及它们在单位时间内落在单位面积上的数量、水滴的冰结速度、气流绕过直升机各部位的特点(直升机的空气动力特性)以及飞行速度。过冷水滴组成的浓密云中积冰概率最大。
云层温度是影响直升机积冰的主要参数之一,据相关报道,飞行在0~-40℃甚至更低的云温条件下,都有积冰可能。不过综合英、美、日及前苏联的有关积冰发生概率统计报告,可以得出下述结论:直升机积冰一般发生在0~-20℃的稳定范围内,尤其在-2~-10℃温度范围内遭遇积冰的次数最多,而强烈的积冰主要发生在-2~-8℃温度范围内。
就季节而言,不同季节飞机积冰频率不同,在冬、秋两季积冰频率相对比较高。飞行高度不同,飞机积冰频率也不同。根据有关记载分析:冬季在3000米以下(合3000米)各高度上飞行时,积冰几乎占56%,在6000米以上高度飞行时,积冰占21%;而在夏季3000米以下高度上,几乎没有积冰现象,在6000米以上,积冰占62%。
积冰几乎不可完全避免,因此预防工作是极其重要的,通过预防工作可以把积冰的概率降到最低。
1.飞行前认真研究航线天气及可能积冰的情况。做好防积冰准备是安全飞行的重要措施。飞行前应仔细了解飞行区域的云、降水和气温的分布,以及0~-20℃等温线的高度。同时要特别注意-2~-10℃等温线的高度。
2.结合直升机性能、结构和计划的航线高度、飞行速度等因素,判断飞行区域积冰的可能性和积冰强度。同时。确定避开积冰区或安全通过积冰区的最佳方案。
3.检查防冰装置。清除直升机表面已有积冰、霜或积雪。
直升机在易积冰条件下的操纵要领:
1.影响安全脱离积冰区的因素有发动机停车、旋翼振动、进入涡环、机头急剧下俯等。为此,在易积冰的条件下飞行时,首先,尽快接通防冰系统,以免因积冰时间过长而导致发动机停车;出现积冰信号后,还应关闭自动驾驶仪,以免其不利影响。其次,将飞行速度调至略大于经济速度,以保证向下脱离时不会进入涡环状态,又便于向上脱离时获得最佳上升性能。
2.脱离积冰区的方法主要有改变高度,改变方向及迫降。积冰区厚度一般不超过1000m,直升机通过改变高度脱离较有利。但因直升机的上升性能比固定翼飞机差,下降性能却优于固定翼飞机,所以在进入积冰区后应在遵循“安全、迅速”原则的基础上,视直升机在云中的位置、飞行高度、云层的类型及厚度与宽度等情况选择脱离方法。
靠近易积冰层的边界且轻度积冰,取最短距离迅速脱离。在积状云顶部或边缘、(积)层云下部飞行时,往往形成轻度积冰。此时,迅速脱离、避免积冰加重是保证安全的关键。具体来说,在云层顶部,一般向上脱离;在云层下部,一般向下脱离;在云层边缘,一般向外脱离。
在防冰系统接通、发动机正常的情况下:云层高度较低时(我国冬季强积冰层多在2000-3000m以下),一般应向上脱离,避免向下脱离出现特殊情况时因高度低而影响安全;云层高度较高(我国夏季强积冰层多在4000-5000m以上),一般应向下脱离,避免向上脱离时气温和发动机功率降低等的不利影响。需注意的是接通防冰系统,发动机功率会减小7%左右,脱离时应尽量避免急转弯和急剧上升。
尽管现代科学技术迅猛发展,直升机及其它航空装备性能大幅提升,人们已经突破了很多天气条件对飞行的限制,能在某些复杂甚至恶劣的天下条件下安全飞行,但是某些危险天气仍是直升机飞行不可逾越的“障碍”。
作为飞行员一定要在对天气没有把握时、在工作任务重时、在工作任务紧急时、在上级或领导坚持要飞时以及害怕自己丢“面子”时严把天气关。
气象部门要力求准确、及时、连续不断的提供气象保障。即使对某些天气发展变化把握不准时也应及时向飞行员如实反映,使飞行员对可能遇到的复杂天气预有准备。
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编辑:Judith