《航空氣象》課件6.2飛機(jī)顛簸

1、第二節(jié)飛機(jī)顛簸turbulence概念:飛機(jī)在飛行中遇到擾動(dòng)氣流,就會(huì)產(chǎn)生振顫;上下拋擲;左右搖晃,造成操縱困難;儀表不準(zhǔn)現(xiàn)象,就是飛機(jī)顛簸.1958年10月17日原蘇聯(lián)一架圖104客機(jī)在莫斯科附近9000M高空突然遇到擾動(dòng)氣流造成強(qiáng)烈顛簸,使機(jī)翼折斷而失事.1971年11月22日,日本一架波音727大型客機(jī)在飛往東京途中遇到擾動(dòng)氣流,發(fā)生強(qiáng)烈顛簸無法操縱,10秒內(nèi)飛機(jī)從9300M一下掉到8400M,以后又繼續(xù)掉到7400M.1分10秒后才恢復(fù)操縱.擾動(dòng)氣流空氣在較大范圍的運(yùn)動(dòng)中有許多局部升降渦旋等不規(guī)則運(yùn)動(dòng)大氣亂流產(chǎn)生原因1;動(dòng)力亂流;2;熱力亂流;3;風(fēng)切變亂流大氣亂流種類1;熱力亂流;2

2、;動(dòng)力亂流;3;晴空亂流;4;尾渦亂流熱力亂流 熱力亂流主要是由氣溫的水平分布不均勻而引起的,常出現(xiàn)在對(duì)流層低層,當(dāng)有較強(qiáng)的熱力對(duì)流發(fā)展時(shí),也可擴(kuò)展到高空動(dòng)力亂流 空氣流過粗糙不平的地表面或障礙物時(shí)出現(xiàn)的亂流,或由風(fēng)切變引起的亂流,都稱為動(dòng)力亂流 晴空亂流 1; 晴空亂流是指在6000m以上高空,與對(duì)流無關(guān)的亂流.它不伴有可見的天氣現(xiàn)象.飛行員難于發(fā)現(xiàn),對(duì)飛行威脅很大. 2;成因與高空強(qiáng)風(fēng)切變有密切關(guān)系 高空急流附近常有強(qiáng)風(fēng)切變 當(dāng)水平風(fēng)的垂直切變每100米達(dá)到1-2m/s 水平切變達(dá)到每100km為5-6m/s時(shí)常有 晴空亂流.尾渦亂流 概念尾渦是指飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的一對(duì)繞翼尖的方向相反的閉合

3、渦旋,在飛機(jī)后面一個(gè)狹長的尾流區(qū)造成極強(qiáng)的亂流尾渦亂流特點(diǎn); 1;渦旋的強(qiáng)度隨飛機(jī)重量和載荷因素的增大而增大,隨飛機(jī)速度增大而減小,重量大;速度小飛機(jī)上加上一馬平川的地面將產(chǎn)生很強(qiáng)的尾渦. 2;在兩條尾渦之間是向下的氣流,兩條尾渦的外側(cè)是向上的氣流,流場的寬度約為兩個(gè)翼展,厚度約為一個(gè)翼展.在空中大約以120150m/min的速率下降 3:當(dāng)后機(jī)進(jìn)入前機(jī)尾流區(qū)時(shí),會(huì)出現(xiàn)飛機(jī)抖動(dòng);下沉;姿態(tài)改變;發(fā)動(dòng)機(jī)停車甚至翻轉(zhuǎn)等現(xiàn)象.飛機(jī)顛簸的形成 1;飛機(jī)亂流 在湍流區(qū)存在大小尺度不等的渦旋,過小的渦旋,從各個(gè)方向作用到飛機(jī)上,作用力互相抵消,過大的會(huì)產(chǎn)生均勻的升降運(yùn)動(dòng).飛機(jī)顛簸是由那些與飛機(jī)尺度相當(dāng)?shù)?

4、無一定順序出現(xiàn)的那部分渦旋造成這種亂流就是飛機(jī)亂流.飛機(jī)顛簸還與渦旋的頻率有關(guān) 2;飛機(jī)顛簸的形成 1)因升力不斷急劇改變而呈現(xiàn)忽升忽降的顛簸狀態(tài). 2)作用在左右機(jī)翼上垂直陣風(fēng)的方向和大小不一致,產(chǎn)生的力矩會(huì)使飛機(jī)產(chǎn)生搖晃;如果作用的時(shí)間短促而頻繁,則會(huì)使飛機(jī)產(chǎn)生抖動(dòng). 3)如果水平陣風(fēng)是從正前方或正后方吹來會(huì)引起飛機(jī)上下拋擲等現(xiàn)象. 4)垂直陣風(fēng)引起的顛簸比水平陣風(fēng)大的多. 顛簸強(qiáng)度的劃分弱中度強(qiáng)飛機(jī)輕微地和有間歇地上下投擲空速表示度時(shí)有改變飛機(jī)抖動(dòng);頻繁地上下投擲;左右搖晃 顛簸;操縱費(fèi)力空速指針跳動(dòng)達(dá)10KM/H飛機(jī)強(qiáng)烈抖動(dòng),頻繁地和劇烈地上下投擲不止,空速指針跳動(dòng)達(dá)成15-20km/

5、s,操縱有困難影響飛機(jī)顛簸強(qiáng)度的因子1;亂流強(qiáng)度;2;飛行速度; 3;飛機(jī)的翼載荷亂流強(qiáng)度 垂直陣風(fēng)速度越大.空氣密度越大.它所引起的飛機(jī)升力的變化越大,顛簸也越強(qiáng).飛機(jī)作平飛時(shí)亂流強(qiáng)度主要取決于垂直陣風(fēng)大小.飛行速度1;在低速飛行條件下空速小于600km/h 飛行速度越大顛簸越強(qiáng).2;高速飛行空速大于600km/h在一定亂流下,空速越大顛簸越弱.飛機(jī)翼載荷同一類型的飛機(jī);翼載荷越大顛簸起弱值得注意的是飛機(jī)顛簸還與飛機(jī)的機(jī)型有密切的關(guān)系.飛機(jī)顛簸層的特征空間分布1.低空;山區(qū)多于平原2;中;高空顛簸層的厚度和水平尺度厚度6001000m;水平尺度500km以下厚度:在高度612km之間強(qiáng)顛簸層

6、的厚度通常不超過200-300m顛簸層的水平寬度:幾公里-500公里飛機(jī)顛簸層隨緯度和高度的分布動(dòng)力亂流顛簸多出現(xiàn)在中高緯度大陸.熱力亂流顛簸是低緯度地區(qū)多于高緯度地區(qū)晴空亂流多出現(xiàn)在對(duì)流層上部和平流層.產(chǎn)生顛簸的天氣系統(tǒng)和地區(qū)1;鋒面;2;空中槽線和切變線;3;高空低渦4;急流區(qū)5;對(duì)流層頂附近鋒面;冷暖氣流交匯,鋒面的移動(dòng)和水平氣流差異都形成亂流空中槽線和切變線高空低渦飛機(jī)穿越高空低渦時(shí),碰到的高空風(fēng)很小,但風(fēng)向打轉(zhuǎn),并且由于高空低渦大多是冷性的,使氣層變得不穩(wěn)定,亂流發(fā)展飛機(jī)會(huì)遇到中度以上顛簸.急流區(qū)1:風(fēng)的垂直切變每100m超過2m/s,水平風(fēng)切變每100km超過6m/s的地方.常有亂

7、流造成顛簸.2;頻率最大出現(xiàn)在急流軸的低壓一側(cè)下方,西風(fēng)急流高緯度一側(cè)3;在急流轉(zhuǎn)彎處和兩支急流匯合處,亂流更容易發(fā)展,顛簸也增強(qiáng)4;當(dāng)急流橫過山地時(shí),山地背風(fēng)坡的亂流也加強(qiáng). 對(duì)流層頂附近1;在對(duì)流層頂有斷裂現(xiàn)象和對(duì)流層頂坡度較陡時(shí),往往有較強(qiáng)的亂流出現(xiàn)2;當(dāng)對(duì)流層頂坡度達(dá)到1/1001/300時(shí)可產(chǎn)生顛簸,當(dāng)坡度大于1/100時(shí)顛簸將十分強(qiáng)烈. 地區(qū)性顛簸 1;地表熱力性質(zhì)不同的地區(qū) 2;山區(qū)及地表粗糙區(qū) 3;積狀云區(qū) 4;低層風(fēng)切變區(qū)地表熱力性質(zhì)不同的地區(qū)1;當(dāng)氣溫直減率達(dá)到此為0.7/100m常有中度到強(qiáng)度的亂流顛簸,2當(dāng)天空有云層密布或地面為積雪覆蓋時(shí),一般不會(huì)出現(xiàn)明顯的亂流顛簸.山

8、區(qū)及地表粗糙區(qū) 1:動(dòng)力亂流強(qiáng)度和規(guī)模,決定于風(fēng)向風(fēng)速;下墊面粗糙度和近地層大氣穩(wěn)定度三個(gè)因素. 2;當(dāng)強(qiáng)風(fēng)從高大山脊正面吹過時(shí),不但可形成較強(qiáng)亂流,有時(shí)還會(huì)形成山地波.在山地飛行動(dòng)力亂流造成的顛簸是比較常見的.積狀云區(qū)1;淡積云區(qū)云頂以下飛行,要受到云中上升氣流和云外下降氣流的交替影響,一般有輕度顛簸,在云上飛行較平穩(wěn).2;在發(fā)展旺盛的濃積云和積雨云中,一般有較強(qiáng)顛簸.在積雨云頂以上100m左右;云底以下至近地面附近,以及云體周圍相當(dāng)于12倍的范圍內(nèi),也常常存在不同程度的顛簸.低層風(fēng)切變區(qū)顛簸對(duì)飛行的影響和處置方法 1982年臺(tái)灣一架波音747在飛行中遇強(qiáng)烈顛簸,使未系安全帶的旅客19名受傷,2名死亡.影響 1使飛機(jī)操縱困難,甚至失去操縱 2;損害飛機(jī)結(jié)構(gòu),減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率 3;造成飛行人員緊張和疲勞甚至 危及安全顛簸時(shí)的處置方法 1;柔和操作,保持平飛 2;采用適當(dāng)?shù)娘w行速度 3;飛行速度和高度選定之后不必嚴(yán)格 保持 4;適當(dāng)改變高度和航線,脫離顛簸區(qū)課堂練習(xí)1;晴天積云常預(yù)示 A;在云塊間和云塊下飛行有輕度顛簸 B;云下飛行氣流平穩(wěn),能見度好 C;云塊間有空氣下沉形成下沖氣流2;在下述何種地區(qū)飛行可能會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈飛機(jī)顛簸 A;逆溫層的下面 B;積雨云云體的邊緣 C;冷鋒的層狀云中.3;同一種飛機(jī)機(jī)翼載荷越大,飛機(jī)顛簸 A;越頻繁 B;越弱 C;越強(qiáng)4;在高空急流中