掌握风切变情况下的飞机操纵技巧

概述

与风切变相关的问题通常与风向或风速在大气中非常短的距离中的变化有关。引起风切变的最显著的气象条件是：对流风暴切变(气团与锋面雷暴，急降气流，干湿微爆等)。

非对流(冷和热)锋面系统

近地强风引起的风切变

对流云与风暴群引起的风切变

   地表热气上升，经冷却后形成积雨云，最后引发气团雷雨。高空形成的大雨、冰雹隔断上升气流的能量源，最终击散雷雨。大雨引起的巨大冷气团和相关的下降气流可造成：

下冲气流即下冲强气流，导致地面的或近地的毁坏性风爆发。

地面尘埃四扬的阵风前锋。

由于与周围的静态热空气冲撞形成的带紊流的切变边界。

锋面雷雨通常在垂直方向更为倾斜，使降雨隔离上升气流，风暴内的气流强度加速不同寻常，有时造成龙卷风。

微爆由强烈，不旋转，非常集中的下降气流组成，速度高达7000 英尺/每分，可能在对流层流出。一些微爆可严重危及飞机安全，无论采取什么样的预防或应急措施仍难以奏效。

微爆一般只需2－5 分钟就可形成最大强度，持续相同的2－5 分钟。它们倾向于成团形成，也可能结合在一起，可迟至30 分钟后消散。根据现在对微爆的认识，约百分之一的大雨雷暴形成微爆，微爆也可能发生在相对干燥的天气条件下。微爆一旦形成足够的下降动能，下降气流形成雾状冷气加速至地表层形成“干微爆”，伴有微雨或无降水，在气象上叫做幡状。“湿微爆”可能出现在潮湿地区。“干微爆”在干燥地区极为常见。在露点比环境温度低30℃或更多时，“干微爆”最有可能出现在积云下面。

宏爆和微爆相关的气象条件变化一般十分复杂。

非对流锋面系统相关的风切变

飞机在贴近低压中心和相关冷热锋面处时都会遇到风的巨大变化。从任一侧面飞入冷锋面，都会感到顶风增大，可能带来性能增加的切变。

飞行员务请注意，附近的雷暴可能增强风切变形成。从任一侧面飞入热锋面可能使顶风减小，可能带来性能下降的切变，一般不会超出飞机的性能限制范围。

离地最低1000 英尺的热锋面处的风切变在有巨大的顶风、顺风和垂直风速的变化时，要比冷锋面的风切变厉害得多。

风切变的程度在下列条件下可能会变得很严重：

锋面的温差至少为6℃。

锋面温度梯度显示50 海里以内的最小为6℃。

锋面运动速度大于30 海里。

近地强风相关的风切变

非常相似于风加剧且风向也稳定不变的表面边界层。

低空喷流可在不少情况下发现，比如强低空喷流，夜间喷流、地形低空风切变，山风和斜坡风，还有高大建筑、小山组合形成的强地面风，湖泊和海风风切变。其原因是太阳晒热的地表层与水冷却的空气之间的温度梯度，特别是非正常的大温差可能诱发变化极大的风状况。

情况探测

集成在飞机上的选装设备

预测性风切变。

气象雷达包括预测性风切变功能，可探测飞机前方5 海里内的微爆风切变。

探测到风切变时，系统会显示相应的显示提醒机组潜在危险。根据下列情况有不同的警告级别：

探测到的风切变活动强度

飞机与风切变的距离与角度位置

飞机高度和速度

飞行阶段

预测性风切变系统向机组提供前期警告，以便他们使用正常操纵技术避开风切变或提前开始改出机动。

反应性风切变

反应性风切变在进入风切变时通知机组。系统产生音响和目视警告。FAC计算预计的能量状况与飞行安全所需的最小能量状况之差。在一规定临界点，PFD 上会显示一条信息并且产生音响警告：

起飞时，离地后3 秒到无线电高1300 英尺

着陆时，无线电高1300 英尺到50 英尺

简报和准备：

a) 起飞前分析气象资料：

公司提供的天气报告

航空地面观测

航行通告

重要气象情报，尤其是对流气象报告

航站天气预报

地区预报。可能提及只有美国某些机场安装的低平面风切变警告系统(LLWSAS)。

b) 重视有关飞行员对风切变的报告(PIREPS)，报告应包括：

遭遇风切变的位置

遭遇风切变的高度

经历的空速变化(海里数的增加或减少)

遭遇风切变的飞机机型

注：飞行员无论遇到什么风切变应向有关空中交通管制报告。

c) 注意去机场的路上或从驾驶舱看到的天气线索(停机、滑行、空中等)。例如：

短时间内的风向风速的急剧变化。

降雨中心区的阵雨或无雷区的外围区，机场5 英里以内的晴空平旋风。

航路沿线的大雨。

机场附近的闪电、雷暴或任何龙卷风迹象。

机场表面的阵性大风或暗示在15 分钟内有雷暴经过。

干燥地区出现的层云、蘑菇云、勾状云、积雨云和高积云，并有对流运动。

注：其它类型的切变可能是由于局部阻塞，地形和气象情况造成的。关键是要认识到风切变迹象都应认为是积累性的，同时发生的条件会增大效应的严重程度。

d) 利用飞机气象雷达检测进近或起飞区域以确定机场周围和航路上有无雷雨云。

 1 万英尺以下的飞行操作起飞、着陆需要2－3 度的上仰才能捕捉到40海里范围内的目标。如果有重要的天气活动，倾斜角度应该调整以提供所需范围以外的固定地面回波，以确保不会超限扫描。

注：因为雷达回波根据降水反射探测，所以气象雷达可能无法探测到干燥环境干微爆。

e) 当怀疑有风切变时密切监测飞机仪表：

任何空速与地速之间关系的快速变化均可认定为风切变。必须将ND上显示的地速和空速作比较。

空速趋势箭头：

顶风/上升气流时增加

顺风/下降气流时减小

可以把初始进近高度(1500－2000 英尺AGL)的风向、风力(由IRS 计算，由ND 显示)与报告的跑道表面风作比较，检查飞机与跑道间有无风切变情况。

迎角保护速度的速度裕度(由PFD 速度刻度边上的红色和琥珀色条表示出来)。

下降率(在稳定的ILS 进近时)

高下降率表示大顺风

低下降率表示大顶风

爬升率：

大爬升率表示大顶风

小爬升率表示大顺风

影响

性能降低

顶风转向顺风

顶风转向静风

静风转向顺风

顶风转顶风减小

在顺风切变时进近，如图所示：

空速减小，升力减小

机头开始下俯

飞机降到标准的航迹之下

后果：

由于飞机的惯性、姿态和地速在遇到风切变初始时得以保持。但飞机的空速小，造成升力下降，从而造成向下的加速和机头下俯的力矩。

假设飞行员束手不管，飞机必然下降到标准航迹之下。但是由于飞机的安定性能，原来的迎角和空速最终会恢复，但飞机复后的航迹在标准航迹以下。