气象与飞行安全论文

气象与飞行安全论文
             
                    熊霓  20090815038
1.气象因素对飞行的影响直线导轨滑台
对航空影响较大的气象问题有:降水风沙浮尘等现象,都可使能见度降低,当机场的水平和倾斜的能见度降低到临界值以下而造成视程障碍时,飞机的起飞和着陆就会发生困难。当水平能见度小于1500米时,在具有仪表着陆设施的机场,要观测跑道视距离。在具有仪表着陆系统的机场上,飞机虽然可以在低能见度下着陆,但目前世界上较大的机场,当跑道视距小于400米,判断高度低于30米时,飞机就难以着陆。
电缆防盗报警装置  观测斜视能见度,尚缺少有效的仪器,只能根据水平能见度来推断。大气湍流可以使飞机在飞行的产生瞬间的或长时间的颠簸,当湍流尺度和飞机的尺度相当时,颠簸是剧烈。飞机
对湍流的响应同飞行速度、飞行姿态和翼载荷等有关。强烈的湍流可使飞机失去控制,甚至因过载造成机身结构的变形或断裂。对飞行影响较大的是晴空湍流、低空风切变和地形波
  晴空湍流是一种小尺度的大气湍流金银花绿原酸现象,多出现在5000米以上的高空。经常发生在急流区最大风速中心附近风速切变最大的地方,其铅直厚度只有几百米到千余米。晴空湍流能造成持续性的飞机颠簸,由于它不伴有可见的天气现象,飞行员难以事先发现。对飞行的影响较大。晴空湍流的物理机制,还不十分明了,还没有实用的预报方法。曾有人研究用红外线或激光探测航线前方的晴空湍流的机载仪器,但尚处于试验阶段。
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  低空风切变是发生在高度几百米以下的风切变。由于它影响飞机的空速,改变了升力,而使飞行高度突然发生变化,往往使已降低高度和正在减速着陆的大型飞机发生严重的飞行事故。雷暴、低空急流和锋面活动是形成低层风切变的主要天气条件。来自雷暴或对流性单体的强烈下种气流,伴有强烈的风切变,这种现象的时间和空间尺度都非常小,对它的探测和预报都比较困难。
  地形波是气流经过山区时受地形影响而形成的波状的铅直运动。气流较强时铅直运动也比较强烈。弗尔希特戈特根据气流和风的铅直分布,将地形波分成层流、定常涡动流、波状流和滚转状流等四种类型。地形波中的铅直气流可使飞机的飞行高度突然下降,严重的可造成撞山事故;地形波中强烈的湍流,可造成飞机颠簸;在地形波中铅直加速度较大的地方,可使飞机的气压高度表的指示产生误差。在日常预报业务中还不能对地形波做出定量的预报。
降雨
  飞机飞经含有过冷水滴的云、冻雨和湿雪区时,飞机表面的突出部位,有结冰的现象。积冰将改变飞机的气动外形,增加飞行阻力,耗费燃油,并将使皮托特静压系统仪表和通信设备失灵。飞机结冰与云中的含水量和温度有关,对于螺旋桨飞机来说,最容易发生结冰的气温是-10℃左右,在-30℃~-40℃左右有时也容易发生结冰。对于喷气飞机来说,高速飞行的动力增温,使机身表面温度高于大气温度,因此发生结冰的气温与飞行速度有关。积冰曾经是威胁飞行安全的主要问题之一。50年代以后,飞机的巡航高度一般都已高于容易发生结冰的高度,而且机上都有防冰装置和除冰装置,但在起飞、爬高、空中盘旋和下滑时,仍然可能遇到比较严重的积冰。
雷暴
  雷暴是一种发展旺盛的强对流性天气。云中气流的强烈铅直运动,可使飞机失去控制;云中的过冷水滴,可造成严重的飞机结冰;冰雹可打坏飞机;闪电无线电罗盘通信设备,造成干扰和破坏;雷击能损伤飞机的蒙皮。因此雷暴区历来被视为“空中禁区”,禁止飞机穿越。自从天气雷达出现以后,人们能够及时而准确地发现雷暴,并对其进行监视和避让。现代飞机使用了大量的电子设备,特别是控制飞行状态的电子计算机,雷电对这些设备能造成严重的破坏,直接影响飞机正常航行。雷暴属中小尺度天气系统,还难以准确预报。
气温
  高空风和气温的时间、空间分布变化较大,实际大气温度和飞机设计所依据的标准大气温度也有很大差异。在高速飞行的情况下,气温的变化引起空气压缩性的改变,影响飞机的空气动力特性。在制做长途航线飞行计划时,为了缩短飞行时间和节约燃油,必须根据高空风和实际大气温度的观测资料和预报选择最佳航线、最佳的飞行高度和飞行速度。
  此外,地面风向风速特别是大风和风的阵性变化,对飞机的起飞着陆有着严重的影响。这也是航空气象学研究的课题。航天飞行器在发射时要了解场区的风、气温和雷暴的分布,返回大气层时要根据大气的温度、密度选定再入的角度和高度,航天飞机在着陆时也需要精确的航空气象情报。
  飞机性能的进一步提高,自动飞行技术的逐步实用化,出现了“全天候”飞行问题。飞行活动和气象条件之间正在从气象条件决定能否飞行,变为在复杂气象条件下如何飞行。全天候飞行系统仍然需要按照实际大气条件来调整系统的工作状态,在起飞和着陆时对气象数据的要求更高了。
  在未来的航空活动中,除了低能见度,斜视能见度、大气端流、雷暴、高空气象条件的探测和预报仍需逐步解诀之外,形成强烈扰动和危害飞行的中,小尺度天气系统的预报方法,高速处理、传输并显示大量气象情报的高功能自动化航空气象服务系统,人工影响或改变妨碍飞行的天气过程的理论和方法,都是航空气象需要进一步探索和解诀的问题。
2.具体案例及其分析(雷暴为例)
铣床主轴  事故一: 1985年8月2日晚上6时05分19秒,美国一架Delta航空公司的L-1011飞机在达拉斯——沃思堡机场坠毁。
i型钢事故原因:国家运输安全委员会(NTSB)无法查明在飞机坠毁的时候机组是否使用机载天气雷达。然而,NTSB在报告中声称,“关于使用机载天气雷达的证词是相互矛盾的。尽管在事故发生前后至少有3架与其非常接近的飞机扫描到了这个雷暴,但是仍然有人提供了这样的证言:在飞机处在低高度并且与雷暴单体十分接近时,机载天气雷达不能发挥作用……”
  这个事故可能是由一个孤立的强雷暴单体产生的微下击暴流引起的,这说明了天气常常在没有任何严重警告的情况下,也会发生急剧变化。当雷暴距离机场只有10到20miles时,飞行员应该避免在此机场进行飞机的起飞和着陆,因为这是一个风速最强且最易变化的区域。飞行员在雷暴过境后也必须小心谨慎,雷暴后常常伴随着一个强大的、阵性的外流边界,伴随着这些强风会产生下击暴流和微下击暴流,它们会产生严重的低空风切变。
事故二:2005年10月23日(当地时间22日晚)尼日利亚贝尔韦尤航空公司一架B737—200型客机从拉各斯起飞飞往首都阿布贾时,飞机刚起飞3分钟后就空中爆炸坠毁
事故原因:据尼日利亚官方报道和当地村民目击者说,飞机是在一个非常强的雷暴天气状况下起飞的,飞机起飞后3分钟就在空中爆炸,随即坠毁。造成了航空飞行史上的又一惨剧。
雷暴对飞行的影响的总结:
众所周知,雷暴天气是夏季常见的天气现象。它是由对流旺盛的积雨云所产生,由于积雨云的强烈发展,常伴有闪电、雷鸣、暴雨、大风,有时还会出现冰雹、龙卷风和下击暴流等灾害性天气。通常,在天气预报和对外服务工作中,人们习惯把只伴有雷声、闪电或(和)阵雨的雷暴称为“一般雷暴”或“弱雷暴”,而把伴有暴雨、大风、冰雹、龙卷风等严重的自然灾害性天气现象的雷暴叫做“强雷暴”。一般雷暴强度弱,维持时间较短,多为几分钟到一小时,但出现次数较多;强雷暴强度大,维持时间长,一般为几十分钟到几小时,个别可间歇维持数小时到几天(如冷涡雷暴)。一般雷暴和强雷暴都是对流旺盛的天气系统,它们所产生的天气现象人们统称为对流性天气。
人们万万不可小看天空中迅速隆起的积雨云,它是一个“天气制造工厂”,它能产生各式各样的危及飞行安全的天气现象,如强烈的湍流、颠簸、积冰、闪电击(雷击)、暴雨、有
时还伴有冰雹、龙卷风、下击暴流和低空风切变。在空中滚滚而来的乌云中,蕴藏着巨大的能量,具有极大的破坏力。当飞机误入雷暴活动区内,轻者造成人及损伤,重者机毁人亡。因此,雷暴是目前被世界航空界和气象部门公认的严重威胁航空飞行安全的天敌。从10月23日尼日利亚的这架B737客机爆炸坠毁的分析事故的主要原因就是遭遇强雷暴所致。据统计,全球每小时发生雷暴1820次。根据美国民航近年来因气象原因发生的飞行事故分析统计,48起飞行事故中有23起与雷暴有关,占事故总数的47.9%;另据美国空军气象原因发生飞行事故分析统计,雷暴原因占55—60%。这些统计数字也充分证明,雷暴仍然是目前航空活动中严重危及飞行安全的重要因素。例如1982年7月9日美国泛美航空公司的一架B727—235客机,在新奥尔良国际机场起飞遭遇强雷雨和低空风切变爬高到46米就坠毁,造成了机上145人、地面8人丧生。前些年,我国军民航都曾发生过飞机遭受雷暴击伤和击毁的飞行事故。随着我国航空飞行事业的快速发展,飞机遭遇雷暴危及飞行安全的几率也明显增加。据中国国际航空公司机组反映,近几年来,国航B—747航班在飞往美国和欧洲航线上,都曾遭遇过雷电击伤飞机,好在机组处置及时果断,才没有发生重大飞行事故。飞机在暖季飞行,尤其是夏季飞行时,常会遇到雷暴天气。对于从事航空飞行工作的人员来说,了解雷暴的形成机制,清楚雷暴的危害,掌握雷暴信息,采取有效措施,避开或飞越雷暴天气区,确保飞行安全具有十分重要意义。
雷暴产生的必要条件是:大量的不稳定能量、充沛的水汽、足够的冲击力。因为要发生对流性天气,首要条件是大气层结不稳定。在储存有大量不稳定能量的大气中,一旦受到足够的冲击力,不稳定能量就会释放出来变为空气的动能。充沛的水汽也是雷暴形成的必要条件,如果没有充沛的水汽,即使发生了对流,也不可能出现旺盛的积雨云。大气中大量不稳定能量和充沛的水汽的存在,只是具备了发生雷暴的可能,要使可能变为现实,还需要有促使空气上升到达自由对流高度以上的冲击力,这样,大量不稳定能量才能释放出来,上升气流才能猛烈发展,形成雷暴天气。大气中的冲击力主要有:锋面的抬升运动和气旋、槽线、低涡等天气系统所引起的辐合抬升运动,还有地形抬升运动和地表受热不均等。雷暴的种类主要有:锋面雷暴、冷涡雷暴、高空槽和切变线雷暴、热带气旋雷暴和热力性雷暴等。雷暴有明显的季节变化和日变化。一般是夏季最多,春秋季次之,冬季除热带地区外,其他地区很少。雷暴受大气层结日变化影响,往往有明显的日变化。通常是大陆地区午后到傍晚最多,前半夜次之,清晨最少(系统性雷暴除外)。雷暴对飞机的威胁很大的因素之一是闪电现象。雷暴中的闪电,可分为云地闪、云内闪和云间闪三种。雷电除了主闪道,还有许多分支闪道。飞机在雷电中飞行可能处在闪道上,大型喷气式飞机被雷电击中的频数已有增加的趋势。据美国有关部门统计,B—707的雷电击率为1/4400h,而
B—747增高为1/2600 h。飞机遭雷电击的各部件和仪表的概率为:天线27%,机翼22%,尾翼21%,机身15%,螺旋桨7%,检验孔6%,罗盘2%。雷电击可引起无线电通讯中断或设备损坏,电子设备受干扰,引起飞机个别部位磁化,磁罗盘出现误差,无线电罗盘指向雷暴,有时造成电源损坏,使飞机无法飞行。更为严重的是若油箱被闪电击中,有可能发生燃烧和爆炸,造成重大飞行事故。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30s之久,影响飞机稳定操纵。当然,雷暴中存在的颠簸、积冰、冰雹、暴雨、低空风切变等都会危及航空飞行安全。这里就不逐一讨论了。

本文发布于:2024-09-21 05:49:07,感谢您对本站的认可!

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