浅析低空风切变和飞行安全

本文简单介绍了低空风切变的基本知识和其产生的天气条件,分析了在飞机起飞着陆中几种低空风切变的影响,并浅析了飞行中遇到低空风切变的避让方法和措施,列举出现代飞机上的几种雷达探测装置,结合一些实例加以说明,给出对付风切变的方法。     

北京首都国际机场低空风切变观测分析和数值模拟

利用2007-2008年北京首都国际机场气象观测资料和低空风切变的航空记录资料,统计分析了首都国际机场背景风特征和发生低空风切变时的风特征,并针对影响航空飞行安全的低空风切变个例分析了高空形势场,利用中尺度数值模式模拟了低空风切变的发展过程.主要结论有:两年间首都国际机场平均风速冬春季较大,风向主要为西北和东南方向,出现大风的频率也较夏秋季高;低空风切变主要发生在冬春两季,发生时近地面风速在11～15 m/s,风向为西北方向,主要由大气运动本身的变化造成,环流分析更加明确大尺度运动系统过境对低空风切变诱发的影响;数值模式不仅模拟出首都国际机场的低空风切变,还模拟出低空风切变自西北向东南方向的发展过程,其中,高空动量下传可能是诱发机场低空风切变的重要机制.     

贵阳机场低空风切变的气候特征分析

利用贵阳机场航空器报告、常规资料等对贵阳机场低空风切变的气候特征及其环流背景进行统计分析,同时对低空风切变发生前及发生时的风场特征进行分析,得到如下结论:贵阳机场低空风切变主要发生在冬末和春季,3月和8月出现次数较多;一天中,低空风切变主要发生在上午10时以后,午后发生低空风切变的频率较高;其发生的环流背景分为冷锋型、高压后部型和热低压型,主要发生在冷锋型环流背景下.从风场特征来看,地面南风和北风均会产生低空风切变,但北风条件下出现频率较高;低空风切变发生时边界层风均为南风,且风速较大.冷锋型低空风切变发生前地面风常伴随南风转北风的转风过程,但低空风切变发生在风向完全转成北风后.高压后部型和热低压型低空风切变发生前后地面风均为较大南风.     

机场低空风切变观测浅谈

国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素,被人们称为"无形杀手"。这种现象的时间和空间尺度都非常小,而且变化非常快,所以对它的探测和预报都比较困难。低空风切变是难以抗拒的,最好的方法是避开它。及时、有效地判断低空风切变的存在,为飞机的安全飞行提供保障是我们的责任。本文通过对民航机场所经历的一些风切变,结合风切变的特征和产生的天气条件探讨风切变产生时的一些观测经验。     

大型飞机在风切变环境中的轨迹控制研究

基于低空风切变对飞行安全的影响,提出了一种控制低空风切变中轨迹的方法--改变油门加控制俯仰姿态的方法,这种方法从动力控制和飞机运动参数约束两方面提高了风切变中飞机的飞行安全性。动力控制主要是改变飞机的飞行速度,提高飞机飞行时所需的升力,俯仰姿态控制主要是防止飞机阻力过大,从而造成飞机的高度损失,同时也为了保证合适的升阻比。通过仿真分析,说明该方法可以大大提高飞机的低空安全性。     

2004-2007年兰州中川机场低空风切变分析

选取2004-2007年西北地区兰州中川机场的12起低空风切变个例,分析了中川机场低空风切变发生的时间分布特征,并利用常规天气图、数值预报产品,对造成低空风切变的高低空环流特征进行分析.结果表明:兰州中川机场的低空风切变主要出现在每年的春末夏初,大多发生在午后和傍晚;有利于低空风切变发生的天气形势可归纳为3类:西北气流型、横槽型、西风槽型.研究结果有助于低空风切变的预报,可为今后航空气象保障工作提供参考.     

微下冲气流对飞行安全的影响

对飞行安全影响较大的主要是大气紊流和风切变,尤其以低空风切变危害最大,微下冲气流则是最危险的低空风切变形式。为了回避和改出危险的微下冲气流,必须对其一定的认识和了解。本文从低空风切变的基本概念入手,既而阐述微下冲气流的形成原因、特点等,分析其对飞行安全的影响。     

颠簸对飞机的影响

颠簸对飞行有很大影响,飞机在飞行中遇到扰动气流时,将受到不均匀的空气动力冲击,造成飞机左右摇晃、前后巅顿、上下抛掷,即为飞机颠簸.尤其是当颠簸强烈时,1 min内,飞机可上下抛掷几十次,高度变化几十米,造成飞行员操纵困难,会使飞机的结构遭到破坏,甚至会折断机翼,造成机毁人亡事故.该文对中度以上的颠簸进行天气系统分析,发现产生高空颠簸的最主要原因是空中风切变和温度差异.风切变有垂直风切变和水平风切变两种,温度差异也分垂直温度差和水平温度差.水平风切变和水平温度差范围相对较大,对颠簸的产生其主要作用,但飞机在起飞和着陆时遇到的低空颠簸,则主要来自风的垂直切变.     

不同侧风类型影响下的飞机尾涡数值模拟研究

在航空飞行中,低空风切变极易对处在起飞爬升或进近着陆阶段的飞机带来安全隐患,严重时会导致飞机失速甚至坠毁。低空风切变往往还具有持续时间短、尺度小、突发性强等特点。因此在中国民航和通用航空业高速发展的背景下,加强对飞机遭遇低空风切变的数值模拟仿真和研究具有重要意义和实际价值。采用SST模型并使用FLUENT计算尾涡演化,通过构建H-B尾涡耗散二维模型,应用ANSYS FLUENT UDF(user defined function)编译环境侧风不同的7种情况进行尾涡耗散机理的数值模拟,通过对比成都双流机场实地探测的尾涡发现在非线性垂直切变影响下侧风和涡诱导速度的叠加会导致尾涡对周围的压力分布不对称,引起尾涡对倾斜。     

基于风廓线雷达的低空风切变特征及其对航空影响分析

利用宜春TWP3风廓线雷达2013年资料,分层计算处理出100~580 m之间8层低空风切变数据,利用统计分析的方法分级计算结果表明:全年对飞行安全有影响的中度以上等级低空风切变在不同高度占2%~4%不等,高度越高,出现高等级风切变的概率越大。严重等级风切变在3-5月和7-9月出现更多,呈现双波峰特征。对易出现强烈以上等级风切变时期的天气系统分析表明,强低空风切变与高空低槽、中低层切变、低空西南急流、地面冷空气以及热带气旋系统有很大关系。其中西南急流系统中风切变一般出现在西南急流建立期,由中高空动量下传诱发;气旋系统引发的对流性强降水也经常伴有强低空风切变,与雷暴系统的发展有关;冷空气引发的低空风切变一般出现在降水前的冷暖空气汇合区,与降水无明显相关关系。     

民航气象关于飑的观测浅谈

在国际民航界,600 m以下的低空风切变一直被誉为飞机的"隐形杀手",而飑常常是引发低空风切变的主要原因之一,飑的出现还常常伴随着一些对飞机有恶劣影响的剧烈天气,此外飑本身所带来的强风也会严重影响飞行,因此,做好飑的观测有助于预报员和观测员警惕风切变的出现,有利于保障飞机的安全飞行。而在近年来的民航气象观测中,观测员常常疏于对飑的观测和记录,由于对飑的判断比较难于把握,该文主要从飑的定义、天气背景及飑的特点出发,来谈一谈民航气象中飑的观测经验和记录方法。     

机场附近低空风切变的数值模拟预测

分别采用Navier-Stokes方程和镜像对称的方法,对机场区域附近发生低空风切变时所形成的三维流场进行了数值模拟;并根据结果对风切变发生的位置和强度提供有效的预测.计算结果表明,模型预测具有较好的可靠性和实用性.     

机场地面风特殊变化的监测与分析

该文对沈阳桃仙国际机场自动气象观测系统记录的风向、风速进行统计分析,结合航空器关于风切变的报告、航空地面气象观测月总簿及观测员关于风的特殊天气报告等资料,分析在观测员发出的各种气象要素特殊天气报告中,关于风的特殊天气报告较少的原因,提出了增加短时平均值风特殊变化通报并设立相关告警值,同时利用地面自动观测数据监测低空风切变的方法,以更好的保障飞行安全。     

广州白云机场"721"低空风切变天气过程综合分析

对2005年7月21目发生在广州白云机场的一次低空风切变飞行事件进行分析,发现此次过程是由超级单体风暴云产生的下击暴流和阵风锋造成的.利用机场实时的多普勒气象雷达和地面自动观测资料定量计算出风切变的大小,从而确定风切变和飞机颠簸的强度等级.并通过与飞行数据作检验分析,证实在广州白云机场现有的条件下,设计出的风切变预警方法是基本可行的.     

过山气流低空风切变对野战火箭弹弹道特性影响分析

针对过山气流低空风切变的流动特点,基于位势流动理论,在地面坐标系上建立考虑地面摩擦及背风旋涡的过山气流三维风场分布模型。结合六自由度刚体弹道模型,以某122mm尾翼火箭弹为例,仿真分析了野战火箭弹在主动段受过山气流风切变影响的弹道特性变化。结果表明,过山气流低空风切变对野战火箭弹的飞行时间、射程、侧偏,落速及角运动均产生较大影响,其中对弹箭横向运动的影响较为显著;风场强度与野战火箭弹受风场的影响程度正相关;野战火箭弹在迎风坡与背风坡发射时,弹道特性的变化规律相反,且背风坡处发射时弹道特性的变化更明显;中低射角范围内,增大野战火箭弹的射角能够降低过山气流低空风切变对射程的影响,但侧偏所受的影响会相应增大。     

通用航空飞机性能分析

随着国家低空空域的逐渐开放,通用航空迎来了它的快速发展期。随着发展要求的不断提高,通航很多方面的研究远远滞后于其快速的发展,其所面对的瓶颈问题也越来越大,从而制约了通用航空产业的长足发展。本文从飞机性能的角度,针对通用航空飞机性能对飞行安全的重要性,着重研究通用航空飞机的起飞、着陆等性能。如起飞重量,着陆重量,起飞距离,着陆距离以及飞机载重的限制、航程时间及燃油消耗等。     

风廓线雷达在强降水监测预警中的应用研究

本文在风廓线雷达观测风场的基础上发展了低空风切变指数、高低空急流指数和温度平流三种产品算法,并将其用于两次强降水过程的监测预警研究.通过分析强降水发生前后风廓线雷达二次产品的变化得出:低空风切变指数在降水开始和结束时均会出现较大幅度的增长;低空急流指数一般在降水前3~4个小时开始增强,降水减弱时则大幅减小;高空急流指数在降水前2个小时左右会出现小幅的波动;此外,高低层冷暖平流强度和厚度的变化与降水过程也有很好的对应关系.     

基于自适应多尺度的梯度搜索风切变预警算法研究

新一代多普勒天气雷达(China new generation radar,CINRAD)主要依据单尺度的径向、切向速度梯度或者是两者合成的结果探测风切变,容易产生漏报。针对此问题,提出了基于自适应多尺度的梯度搜索风切变预警算法。该算法的核心思想是进行多个自适应尺度的速度梯度拟合。首先,计算多个尺度下最大风切变强度因子,取较大因子值对应的尺度为自适应尺度。其次,在径向上以自适应尺度进行最小二乘速度梯度拟合。最后,以国际上规定的低空风切变阈值搜索速度梯度,并合并切变段给予预警。采用东北空管局提供的新一代多普勒天气雷达(CINRAD-CD)真实数据进行实验。结果表明新方法能够检测出所有尺度类型的风切变,提高了风切变预警率,具有一定的实际应用价值。     

浅谈低空无人机测绘精度影响因子

低空无人机测绘遥感相对大飞机测绘遥感来说具有低成本、高机动、高时效、气候影响小等特点已广泛应用于基础测绘中,特别是局部小范围进行基础测绘时,以其先天的优越性可以取代外业全数字化测图和大飞机航空摄影测量,该文从对影响低空无人机测绘精度的航飞质量和影像质量的两大因子分析,进一步从硬件选型角度剖析了分别提高这两大因子质量的子因子,并对相机设置给出了建议,最后还对畸变差检校做了初步研究,对重做畸变差检校的条件做出了定量性地建议。