
- 收藏
- 加入书签
极端天气对民航客机飞行安全的影响及措施
摘要:入夏以来,天气变化莫测。上海中心气象台多次发布大风暴雨蓝色预警、雷电黄色预警,5月13日甚至发布了风、雨、雷、雹四大强对流预警!在变化多端的天气中,我们即使拥有再细致缜密的飞行计划也不一定能赶得上天气的变化。那么天气对于飞机的影响究竟有多大呢?
关键词:极端天气;民航客机;飞行安全
积雨云
随着北半球逐渐进入炎热的夏季,地面温度受热升高,空气对流日益旺盛,午后至傍晚常常容易形成积雨云。积雨云也叫雷暴云,通常会产生强阵性的降水,并伴有大风、雷暴等。 唐代诗人刘禹锡曾巧妙地借喻这种天气,写诗云:“东边日出西边雨,道是无晴却有晴。”对流天气带来的强降水,不都像诗中描写的那么美丽,由于积雨云一般是上升气流造成的,所以对飞行器有很大的危险。对于中国大部分地区来说,积雨云是夏季影响飞行的主要天气之一。
由于大气在运动过程中受热不均或纬度不同,大气中的冷暖空气会产生相对的垂直运动和水平运动,特别是当有大规模系统性垂直运动时,造成大气的对流性不稳定。强烈的上升下降气流,可使飞机产生左右摇摆,前后冲击,上下颠簸和机身震抖的现象,强大的气流甚至会将飞机上下抛动五十米以上。这些情况轻则会干扰飞行员正常操纵,影响飞行任务的完成;严重时还会损坏飞机,使飞机结构改变,甚至解体,危及飞行安全。尤其是当飞机低空或着陆飞行时,会发生因飞机动态失速而坠地,造成不可挽回的损失。
如果飞行中遇到大面积积雨云封闭航路或覆盖机场时,航班是无法穿越危险天气或者无法保障安全着陆的。所以空中交通管理员出于安全考虑,会安排航班在地面等待天气的好转,或者会选择绕航、返航、甚至备降邻近机场。希望大家下次遇到因为天气原因造成的航班延误可以多一分理解与包容,因为没有什么比旅客的安全更重要。
雷击
当积雨云中水汽条件具备时,就会产生强大的雷雨云系。雷雨云内有急剧的气流扰动,云中的水珠和冰粒会因为分裂而产生电荷。一般来说,积雨云的上部带有正电荷,中下部带负电荷。当正负电荷之间的电压到达某程度时,云与云之间或云与地面之间就会出现放电的现象,发出强烈闪光,这就是我们平时见到的闪电。放电的同时会产生大量热能,令周围的空气急剧膨胀,空气膨胀产生轰隆隆的巨响就是雷声。监测发现,当闪电发生时,雷暴云中的电场强度可达到每米2万伏特以上,可以想象20万安培的电流所形成的一条温度达1.5万至2万摄氏度的狭长区域,无疑是飞机的禁区。飞机一旦进入,轻则无线电罗盘失灵、电源损坏,重则机毁人亡。
根据国际民航组织的报告,每架正常运行的飞机几乎每年都要遭到一次雷击,但几乎没有飞机因为遭雷击而发生重大意外。想要避开雷击,首先要做到避开雷雨云系飞行。通过飞机上配置的气象雷达、地面的气象预报,对雷雨云有效监测,让飞机绕过、远离雷雨电云带。
此外,飞机在设计过程中,已采取各种方式减小雷击的损害。现代飞机中,无论是民用还是军用,在设计的时候早已考虑到闪电的威胁。为了使机组人员、乘客以及飞机上的重要系统部件免遭雷击,飞机外部结构中植入了一个类似纱布的金属网,这层金属网贯穿整个外壳,电流无法进入舱内,仅在飞机外部传导。此外,连接燃料箱的电子器件以及其他航空电子设备都被严格屏蔽,以保护他们免受电荷产生的电磁脉冲干扰。每一架飞机在出厂前都需要经过严苛的模拟雷电袭击机身和内部组件测试,飞机必须能够承受雷击且机身不会有明显的损坏、油箱中的燃料不会被意外点燃、经得起电磁干扰才能开始投入使用。
为了降低雷击对飞机造成的危害,飞机的机翼尾端会安装放电刷,机身尾部通常也会安装,借由尖端放电原理,释放机壳上因空气摩擦而产生的电荷。
虽然雷击对飞机飞行会产生很大影响,但随着科技的进步发展,这种影响会变得越来越小,乘坐飞机出行也必定会越来越安全。
风切变
如果说通过现代化的天气预测系统和空中管制员的协调疏通,可以使大部分飞机避免跟雷电“相遇”。那么低空风切变由于探测难、预报难、航管难等一系列困难,在飞机起飞、着陆阶段中对飞行安全威胁尤为严重。
风切变是一种极端的危险天气,处置不好就会造成严重后果。风切变的原因,大致可以分为三种:
第一种是天气变化,比如雷暴等强对流天气发生时,就会产生强下沉气流;冷暖气团交汇时的锋面附近也会产生风切变。第二种是地理环境,比如在高大的山体附近,容易产生气流的切变。第三种是人为因素,比如前一架飞机起飞后产生的扰动乱流引发的风切变,如果间隔时间过短,可能对后一架飞机造成影响。
据中国民航报报道,风切变是民航飞行中的“隐形杀手”。飞机之所以能够正常起飞和降落,主要是依靠机翼在空气中的升力托举机制,而这种机制需要飞机机翼附近的气流持续稳定。风切变正是改变风向和风力的强大气流,所以在飞机起飞和降落的过程中会严重干扰机翼的正常升力托举,从而干扰飞行。它不仅能使飞机航迹偏离,而且可能使飞机失去稳定。如果驾驶员判断失误和处置不当,则会产生严重后果。而应对风切变的原则也是:尽早发现,走为上策。通过风切变探测系统尽早识别至关重要,而高效的机组配合及恰当的提醒则是及时识别风切变的关键。
结语
天气是非常复杂的大气环境,影响飞行的天气因素也不仅仅这些,但是篇幅有限,就不给大家一一列举了。虽然这些天气看上去对飞行安全的影响很大,但是我们也不需要过分担心,因为机组在每一次航班起飞前都会做非常充分的准备,而且飞机生产厂商在设计制造飞机时也会考虑如何应对复杂天气。所以即便是天气对客机的航行有一定的影响,但也没有那么可怕。当航班无法正常出港时,大家应保持理性,以合理合法的方式表达诉求,尽量听从航空公司的改签和取消安排。要知道,在你看不见的后方,机场和航空公司都有强大的团队用最优化的方法在积极解决问题。