航空气象-飞机颠簸解析

五飞机颠簸对飞行的影响飞机颠簸事故1993年4月6日，北京时间6时30分，当地时间凌晨2时30分，我国东方航空公司一架MD-11型远程宽体客机，在从上海到洛山矶的飞行途中，在太平洋的阿留申群岛万米高空失去控制，30秒钟之内飞机急剧颠簸了3次，飞机以每10秒钟跌落1700英尺的惊人速度下坠，造成1名乘务员和1名乘客死亡，30多人头皮破裂，另有100人轻伤。（黄仪方，2009）3.5.1大气乱流3.5.2飞机颠簸的形成和强度划分3.5.3飞机颠簸层的特征3.5.4产生飞机颠簸的天气系统和地区3.5.5颠簸对飞行的影响和处置方法3.5.1大气乱流包含着不规则运动的气流，就是乱流（一）大气乱流产生的原因动力因素；热力因素；风切变。(二)大气乱流的种类根据乱流的成因，并考虑航空上判断的需要，把大气乱流分为：热力乱流动力乱流晴空乱流航迹乱流1.热力乱流由空气热力原因形成的乱流称热力乱流。常常出现在对流层的低层，当有较强的热力对流发展时，也可能扩展到高空热力颠簸2.动力乱流空气流过粗糙不平的地表面或障碍物时出现的乱流，称动力乱流。其影响范围多在1～2千米高度以下。地形与乱流3.晴空乱流•晴空乱流是指出现在6000米以上高空，与对流云无关的乱流•不伴有可见的天气现象，飞行员难于事先发现，对飞行威胁很大•晴空乱流的成因与强风切变有密切关系4.航迹乱流又称尾涡乱流，指飞机飞行时产生的一对绕翼尖旋转的方向相反的闭合涡旋在两条尾涡之间，是向下的气流，两条尾涡的外侧是向上的气流3.5.2飞机颠簸的形成和强度划分（一）颠簸的形成（二）颠簸强度的划分（三）影响颠簸强度的因子（一）颠簸的形成1、飞机乱流与飞机尺度相当的、无一定顺序出现的那部分涡旋（涡旋直径为15～150米）2.飞机颠簸的形成飞机颠簸主要考虑垂直阵风的作用（二）颠簸强度的划分1.根据飞行员感觉和目测划分等级2.根据飞机在垂直方向承受的负荷变量划分颠簸强度符号弱颠簸中度颠簸强颠簸轻度颠簸飞机轻微地和有间歇地上下投掷，空速表示度时有改变中度颠簸飞机抖动、频繁地上下投掷，左右摇晃，颠簸，操纵费力，空速指针跳动达10km/h严重颠簸飞机强烈地抖动，频繁地和剧烈地上下投掷不止，空速指针跳动达15~20km/h，操纵有困难根据飞机在垂直方向承受的负荷变量划分飞机的负荷因素（N）与飞机升力（Y）和重力（G）的关系式N=Y／G△N=△Y／G△Y=M·△a△N=△a／g│△N│＜0.2为弱颠簸；│△N│＞0.5为强颠簸；0.2≤│△N│≤0.5为中度颠簸。（三）影响颠簸强度的因子1.乱流强度2.飞行速度3.飞机的翼载荷1.乱流强度乱流强度取决于垂直阵风区风速和空气密度，垂直阵风的速度越大，空气密度越大，它们所引起的飞机升力的变化越大，颠簸也越强；反之，它们所引起的飞机升力的变化越小2.飞行速度在低速飞行条件下飞行速度越大颠簸就越强高速飞机飞行速度越大，颠簸就越小3.飞机的翼载荷翼载荷是单位机翼面积上承受的重量翼载荷小的飞机，颠簸较强翼载荷大的飞机，颠簸较小3.5.3飞机颠簸层的特征（一）飞机颠簸层的空间分布（二）飞机颠簸层随纬度的分布（三）飞机颠簸层随高度的分布飞机颠簸层的空间分布1、低空颠簸区的分布山区颠簸比平原地区多。总的来说是小块的零星的分布飞机颠簸层的空间分布中高空颠簸层的厚度中高空颠簸层的水平尺度飞机颠簸层随纬度和高度的分布动力乱流颠簸多见于中高纬度大陆，多数离地面不超过1～2千米；热力乱流颠簸低纬地区多于高纬地区，并多出现在对流层的中层；晴空乱流颠簸多出现在对流层上部和平流层各种乱流出现频率我国青藏高原最容易产生颠簸：我国青藏高原，由于特殊的自然地理条件，在7500～9000米的飞行高度上，热力乱流、动力乱流和晴空乱流都能起作用，因此颠簸出现的频率和强度都高。3.5.4产生颠簸的天气系统和地区（一）天气系统1.锋面2.空中槽线和切变线3.高空低涡4.高空急流区5.对流层顶1.锋面1.较强的颠簸多出现在锋面附近2.在各种锋面中，冷锋的颠簸最强3.冷气团一侧出现的频率比暖气团一侧大4.锋面移动速度越快，两侧气团越不稳定，产生的乱流颠簸就越强2.空中槽线和切变线在空中槽线和切变线附近，由于气流呈气旋式变化，并常常有冷暖温度平流，使大气层结不稳定，再加上气流有辐合辐散，因此乱流易于发展2.空中槽线和切变线-切变不稳定（1）当风速存在垂直切变时,便产生重力波(K-H波)；（2)当风速足够大且切变的振幅随时间增大到某一临界值时,K-H波发生切变不稳定,致使振幅随时间增长；(3)当振幅增加到一定程度,完整的波形受到破坏,波形破碎,导致平均运动动能向湍能转化,从破碎的波形中不断分裂出各种尺度的湍涡3.高空低涡飞机穿过高空低涡时，碰到的高空风很小，但风向打转，并且由于高空低涡大多是冷性的，使气层变得不稳定，乱流发展，飞机会遇到中度以上的颠簸。4.高空急流区5.对流层顶附近对流层顶附近，尤其在对流层顶有断裂现象和对流层顶坡度较陡时，往往有较强的乱流出现。6.晴空颠簸预报一般先根据天气形势的风场,分析活动空域或航线上颠簸层什么时间、什么地方可能存在,然后再利用探测资料和数值预报产品计算各种指数,对颠簸的强度进行分析预报。目前国内常用的方法有天气形势法、图解法、指数法和数值预报法等。（二）地区性颠簸1.地表热力性质不同的地区2.山区及地表粗糙区这些地方动力乱流比较强。这种动力乱流的强度和规模决定于风向风速、下垫面粗糙度和近地层大气稳定度三个因素。3.积状云区图7-19积雨云区颠簸的水平分布积状云与飞行（一）颠簸对飞行的影响使飞机操纵困难，甚至失去操纵损害飞机结构，减少发动机功率造成飞行人员和乘客的紧张和疲劳甚至危及安全五、颠簸对飞行的影响和处置（二）颠簸时的处置方法1.柔和操作，保持平飞。2.采用适当的飞行速度。3.飞行速度和高度选定之后不必严格保持。4.适当改变高度和航线，脱离颠簸区。六、复习与思考题1.什么叫飞机乱流？它的尺度是多大？2.影响飞机颠簸强度的因子有哪些？3.我国青藏高原为什么多颠簸？