顛簸對飛行安全的影響

顛簸對飛行安全的影響摘要：由于近期北京已進入春季，加之冷鋒過境，造成顛簸事件頻發(fā)。本文就顛簸形成、強度劃分、顛簸對飛行危害、嚴重顛簸飛行特點、以及如何應對嚴重顛簸的方法等進行分析，以期有效防止顛簸及減小顛簸對飛行的影響關鍵詞：顛簸對飛行安全的影響

背景資料

2009年5月16日國航西南分公司空客319客機在9200米高度巡航時突然遭遇強烈顛簸飛機突然轉入上升，與相對飛行高度9500米的國航飛機發(fā)生沖突，觸發(fā)TCAS的RA警告，機組按RA指令下降避讓，期間伴有3次重度顛簸共持續(xù)大約20秒，飛機出現最大垂直和側向載荷2.62G和0.42G。顛簸造成13名旅客和3名乘務員身體不適或受傷1993年4月6日，中國東方航空公司一架MD-11型遠程寬體客機，在從上海到洛杉磯的飛行途中，于太平洋的阿留申群島萬米高空失去控制，30秒鐘之內飛機急劇顛簸3次，飛機以每分鐘超過2500米的驚人速度下墜，造成1名乘務員和1名乘客死亡，30多人頭皮破裂，頭骨骨折，另有100人輕傷，飛機最后在美國西米亞空軍機場著陸1971年11月22日，日本一架波音727客機在飛往東京途中遇到擾動氣流發(fā)生強烈顛簸無法操縱，10秒內飛機從9300米的高度掉到8400米，后繼續(xù)掉到7200米，1分10秒后才恢復操縱嚴重顛簸是飛行安全的一大潛在威脅。據IATA統(tǒng)計，當前世界范圍內商業(yè)飛機遇到的嚴重顛簸，每年約5000宗；飛機誤入晴空湍流（CAT）而導致的乘客受傷事件每年數以數百計，索賠額高達數千萬美元。在非致命的飛行事故中，空中顛簸是旅客和乘務員受傷的最大原因，特別是晴空顛簸顛簸的形成首先形成顛簸的最主要原因是:大氣亂流航空氣象學中按形成亂流的成因將大氣亂流分為:

熱力亂流動力亂流

晴空亂流尾渦亂流熱力亂流由空氣熱力原因形成的亂流稱為熱力亂流。熱力亂流主要是由氣溫的水平分布不均勻而引起的，常常出現在對流層的低層，當有較強的熱力對流發(fā)展時，也可能擴展到高空動力亂流空氣流過粗糙不平的地表面或障礙物時出現的亂流，或由風切變引起的亂流，都稱為動力亂流。晴空亂流

晴空亂流是指通常出現在6000米以上高空，與對流云無關的亂流。由于它不伴有可見的天氣現象，飛行員難于事先發(fā)現，對飛行威脅很大。晴空亂流的成因與強風切變有密切關系，在高空急流軸附近常有強風切變，故常有晴空亂流出現。當然強風切變也可以出現在其他特定區(qū)域（如鋒區(qū)和低渦區(qū)）尾渦亂流尾渦是指飛機飛行時產生的一對繞翼尖的方向相反的閉合渦旋，他們在飛機后面一個狹長的尾流區(qū)造成極強的亂流，這就是尾渦亂流。尾渦的特點是：在兩條尾渦之間，是向下的氣流，兩條尾渦的外側是向上的氣流。在空中，尾渦大約以120-150m/min的速率下降，在飛行高度250米處趨于水平，不再下降。附:雷暴云體下擊暴流快速移動的冷鋒顛簸強度的劃分

顛簸強度的劃分有兩種方式：

一是根據飛行員感覺和目測的飛行狀態(tài)劃分等級；

二是根據飛機在垂直方向承受的負荷變量劃分顛簸可分為四個級別：輕度、中度、嚴重和極度嚴重

輕度顛簸(垂直方向承受的負荷變量r小于0.05g)會引起飛機輕度、間歇性地抖動，飛機的高度和姿態(tài)略有變化；中度顛簸時(垂直方向承受的負荷變量r在0.05g-0.2g)飛機會頻繁地搖晃，飛機的高度、姿態(tài)和指空速會有一定程度的變化，但飛機始終處在可控狀態(tài)；嚴重顛簸(垂直方向承受的負荷變量r在0.5g-1.5g)會使飛機急劇地抖動，飛機的高度、姿態(tài)和指示空速有較大的變化，飛機可能瞬時出現失控狀態(tài)；極度嚴重顛簸時(垂直方向承受的負荷變量r大于1.5g)，飛機有非常強烈的拋擲感，飛機的高度、姿態(tài)和指示空速的變化類似于嚴重顛簸，飛行狀態(tài)無法維持，飛機基本處于失控狀態(tài)，可能導致飛機結構受損

影響飛機顛簸強度的因子亂流強度飛行速度飛機的翼載荷可能產生顛簸的天氣系統(tǒng)鋒面空中槽線或切變線高空低渦急流區(qū)對流層附近嚴重顛簸對飛行的危害使飛行狀態(tài)和機動性能發(fā)生不規(guī)則的變化，從而失去穩(wěn)定性，會使部分儀表的指示誤差加大，從而導致飛機操縱困難，難以保證正確的飛行狀態(tài)，甚至失控。飛機的高度變化頻繁，甚至可能急劇變化，在空域繁忙的區(qū)域極易導致飛行沖突。顛簸引起的飛機載荷變化快，變化量大。在大速度飛行時，陣風過載可能會大于飛機的最大允許載荷，從而導致飛機結構受力過大而變形、受損甚至結構解體。顛簸會造成機組和旅客的緊張和疲勞，嚴重影響客艙服務質量，突發(fā)的嚴重顛簸甚至會導致客艙機組和乘客受傷

應對嚴重顛簸的方法在鋒面、空中槽線和切變線、高空低渦、急流區(qū)、對流層頂以及積狀云區(qū)都存在不同程度的顛簸。要避開顛簸，就要了解何處存在這些區(qū)域;在飛行前應盡可能地獲得完整、詳細的氣象資料，同時應根據這些氣象資料對整個飛行航路顛簸情況進行分析，確定可能出現嚴重顛簸的區(qū)域，制訂計劃繞過這些區(qū)域；在飛行中，要隨時更新天氣信息，特別要注意收聽來自管制員和飛行員的天氣報告;科學使用氣象雷達，及時發(fā)現航路上的雷雨天氣，采取改變高度，修改航路等方法避開嚴重顛簸區(qū)域;

雷達探測顛簸與實際預判在無法避開嚴重顛簸區(qū)或突遇嚴重顛簸的情況下：

(1)飛行中遇到強烈顛簸，最好的脫離辦法是改變高度。因為顛簸層厚度一般不超過1000米，強顛簸層厚度只有幾百米。所以，飛行中如出現顛簸，可改變高度或暫時偏離航線，一般可以脫離顛簸區(qū)。采取改變高度的脫離方法，往往更能迅速的脫離顛簸區(qū)(2)機長立即接管對飛機的操縱權，嚴格執(zhí)行嚴重顛簸標準操作程序旅客信號牌...............................ON自動駕駛.........................保持接通自動推力（當推力改變過大時）...........脫開進進時；管理速度的自動推力....................使用注：如進近時必須進入嚴重顛簸區(qū)，應盡可能推遲放襟翼。光潔形態(tài)下飛機能承受較大的陣風載荷。在無法避開嚴重顛簸區(qū)或突遇嚴重顛簸的情況下：

在無法避開嚴重顛簸區(qū)或突遇嚴重顛簸的情況下：(3)起飛過程中遇到嚴重顛簸或不得不在嚴重顛簸條件下起飛時，根據飛機性能考慮推遲收輪時機，延遲收襟縫(4)在空中穿越嚴重顛簸區(qū)前或突遇嚴重顛簸時，應選擇機型手冊規(guī)定的顛簸速度或者設置相應的顛簸推力，這是因為機型的顛簸速度能確保有足夠的余度防止陣風載荷損壞飛機結構，并防止空速低于飛機機型限制(5)系好安全帶。首先駕駛艙的人員必須系好自己的安全帶(包括肩帶)，防止對駕駛桿和方向舵腳蹬的誤操縱；其次要及時接通“安全帶信號燈”，按預先協(xié)同的規(guī)定信號通知客艙機組，防止客艙人員受傷(6)嚴密監(jiān)控飛機的速度變化，防止飛機超速。嚴重顛簸會導致速度產生較大的變化，甚至導致飛機的速度超過最大操作速度而威脅飛機的結構。當速度趨勢指針達到或稍微超過最大操作速度時，應采取相應必要措施以達到防止超速的目的在無法避開嚴重顛簸區(qū)或突遇嚴重顛簸的情況下：(7)盡量保持自動駕駛接通。特別是在RVSM運行中，AP可以避免人為的高度偏差，防止交通沖突。如果自動駕駛斷開，在條件合適時，應該嘗試重新接通(8)如果自動油門的變化太大時，應斷開自動油門，并根據機型手冊規(guī)定設置推力值。除非速度變化過大，否則不要改變推力來追蹤速度；如果在顛簸中不得不人工操縱飛機(如起飛過程中)，那么要注意：波音飛機的自動飛行系統(tǒng)完全能夠確保在顛簸中飛行，即使必須要人工飛行，操縱動作也必須柔和，應保持適當的飛機姿態(tài)，避免過多粗猛的操作，允許速度和高度合理波動，防止因追蹤速度和高度而誘發(fā)飛機顛簸加劇

在無法避開嚴重顛簸區(qū)或突遇嚴重顛簸的情況下：(10)起飛及爬升階段應注重尾流的影響。應嚴格執(zhí)行避讓尾流的規(guī)定，嚴格執(zhí)行起飛機場預報有風切變的飛行程序。在遇有前機尾流時，應增大上升或減少下降率來免除尾流危害(11)通知ATC，報告顛簸情況，提醒其它飛機和ATC，隨時保持對周圍交通狀況的了解，防止TCAS沖突(12)必須強調機組在任何狀況下必須相信儀表，依靠儀表而忽略任何生理暗示，防止飛機出現不正常狀態(tài)，從而確保飛行安全在無法避開嚴重顛簸區(qū)或突遇嚴重顛簸的情況下：(13)巡航及進近階段。原則是機長應提前將可預知的顛簸情況通知乘務長。飛行員應該知曉較強的顛簸多出現在鋒面附近，在各種鋒面中，冷鋒的顛簸最強，冷氣團一側出現的頻率比暖氣團一側大，鋒面移動速度越快，兩側氣團越不穩(wěn)定，產生的亂流顛簸就越強；在空中槽線和切變線附近，由于氣流呈氣旋式變化，并常常有冷暖溫度平流，使大氣層不穩(wěn)定，因此亂流易于發(fā)展；飛機穿過高空低渦時，碰到的高空風很小，但風向會打轉，并且由于高空低渦大多是冷性的，使氣層變得不穩(wěn)定，會遇到中度以上的顛簸；對流層頂附近，尤其在對流層頂有斷裂現象和對流層頂坡度較陡時，往往會有較強的亂流出現。(14)在海洋空域，飛行員為減少尾流顛簸可采用《海洋空域內側向偏置程序》；(15)在RVSM空域遭遇嚴重顛簸導致60米以上的高度偏差，則應向ATC報告“由于顛簸，不能保持RVSM”客艙安全

確保飛行安全不僅要確保飛機的安全，更需要確保機上人員的安全。在嚴重顛簸導致的乘客和客艙機組受傷的不安全事件中，絕大多數受傷人員都是因為沒有系好安全帶造成的。這表明在嚴重顛簸的問題上，駕駛艙和客艙之間可能存在著溝通不暢。因此加強駕駛艙與客艙的溝通就可以有效防止機上人員受傷：

1．飛行前直接準備時，飛行機組應將飛行中的顛簸區(qū)域和大致到達該區(qū)間的飛行時間通報給客艙機組，以方便客艙機組做好預案

2．飛行前，飛行機組和客艙機組應該細致明確地協(xié)同關于飛行中顛簸信息的通報和警示方案。例如，使用安全帶燈、使用客艙內話或直接的旅客廣播等

3．針對不同級別的顛簸，駕駛艙和客艙之間應制定不同的警示方法。例如，使用開關安全帶燈的次數表示顛簸的強度等