那么,“風(fēng)切變”具體是個(gè)什么鬼?
日本飛機(jī)降落遭遇“風(fēng)切變”
風(fēng)切變是一種大氣現(xiàn)象,風(fēng)矢量(風(fēng)向、風(fēng)速)在空中水平和(或)垂直距離上的變化。風(fēng)切變按風(fēng)向可分為水平風(fēng)的水平切變、水平風(fēng)的垂直切變、垂直風(fēng)的切變。垂直風(fēng)切變的存在會對橋梁、高層建筑、航空飛行等造成破壞。發(fā)生在低空的風(fēng)切變是飛機(jī)起飛和著陸階段的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素,被人們稱為“無形殺手”。
飛機(jī)是靠機(jī)翼與空氣的相對運(yùn)動產(chǎn)生升力并維持姿態(tài)的。所以,飛機(jī)最怕的是突然出現(xiàn)的強(qiáng)順風(fēng)。比如A320這類的民航客機(jī)降落的速度大概130節(jié)左右,相當(dāng)于每小時(shí)250公里左右。如果在快靠近地面時(shí)突然來了一陣10級順風(fēng),機(jī)翼上氣流的速度瞬間變成了原來的60%,升力和機(jī)翼的相對氣流速度平方成正比,于是飛機(jī)會突然損失六成升力,會迅速下墜。如果飛機(jī)在起降階段遭遇劇烈風(fēng)切變,這時(shí)候飛機(jī)反應(yīng)更大,安全處置余地更小。歷史上因此造成的機(jī)毀人亡事故數(shù)不勝數(shù)。
地球大氣受太陽照射積聚能量產(chǎn)生大氣的流動,形成風(fēng)。受地面性質(zhì)、地面形狀、地球自轉(zhuǎn)等諸多因素的影響,風(fēng)力和風(fēng)向總在變化。比如,海洋和陸地的分界線上,在白天,由于陸地升溫快,形成上升氣流,在飛越海岸線的時(shí)候,經(jīng)常出現(xiàn)顛簸,那就是一種常見的風(fēng)切變,如果以前沒注意,下次坐飛機(jī)時(shí)可以體會一下。還有比如地形,在高山的背風(fēng)面經(jīng)常會出現(xiàn)氣流的滾動,就像瀑布下的水流,經(jīng)常會把人“拖”進(jìn)水里。還有就是冷熱空氣交匯的地方,比如冬天冷空氣前鋒附近,往往會有強(qiáng)風(fēng)切變。綜合起來以上三點(diǎn),讓大連周水子機(jī)場在冬天成了著名的多風(fēng)切變難起降的機(jī)場之一。
這些風(fēng)切變,尺度較大,也比較容易預(yù)測。而有些就難得多。比如強(qiáng)對流天氣。夏天飛在天上常見到小山一樣的積雨云,看上去很舒服的大棉花包,其實(shí)里面是一片沸騰。積雨云是地面快速升溫產(chǎn)生的上升氣流,在高空遇冷再下沉,如此反復(fù)形成的。于是在穿越一個(gè)積雨云時(shí),飛機(jī)會遭遇這樣的氣流變化。接近時(shí),會趕上順風(fēng)的上升氣流,為了保持升力,飛機(jī)要加速鉆進(jìn)云,于是馬上就遭遇頂風(fēng)的下沉氣流,飛機(jī)的升力會突然上升,沒有經(jīng)驗(yàn)的飛行員會收油門讓飛機(jī)減速。穿過中心,下沉氣流馬上變成了順風(fēng),這時(shí)候如果之前減速了的話,飛機(jī)就會下墜,無法保持高度。直到穿出云,遇到頂風(fēng)的上升氣流。這只是一種簡化,實(shí)際情況要復(fù)雜的多,尤其是還可能遭遇機(jī)翼結(jié)冰,那就更兇險(xiǎn)了。
在所有的風(fēng)切變里,最危險(xiǎn)的是“微下?lián)舯┝鳌?,微指的是氣象尺度,并不是危害等級。一個(gè)微下?lián)舯┝髯阋愿采w一個(gè)機(jī)場。在起降階段,飛機(jī)如果遭遇這種情況,就會像被氣流拍在地上一樣造成墜機(jī)。實(shí)際上真正的殺手不是“下降氣流”,而是風(fēng)向的迅速轉(zhuǎn)變。
由于在水平方向垂直運(yùn)動的氣流存在很大的速度梯度,也就是說垂直運(yùn)動的風(fēng)速會出現(xiàn)突然的加劇,就產(chǎn)生了特別強(qiáng)的下降氣流,被稱為微下沖氣流。這個(gè)強(qiáng)烈的下降氣流存在一個(gè)有限的區(qū)域內(nèi),并且與地面撞擊后轉(zhuǎn)向與地面平行而變成為水平風(fēng),風(fēng)向以撞擊點(diǎn)為圓心四面發(fā)散,所以在一個(gè)更大一些的區(qū)域內(nèi),又形成了水平風(fēng)切變。
如果飛機(jī)在起飛和降落階段進(jìn)入這個(gè)區(qū)域,就有可能造成失事。比如,當(dāng)飛機(jī)著陸時(shí),下滑通道正好通過微下沖氣流,那么飛機(jī)會突然的非正常下降,偏離原有的下滑軌跡,有可能高度過低造成危險(xiǎn)。當(dāng)飛機(jī)飛出微下沖氣流后,又進(jìn)入了順風(fēng)氣流,使飛機(jī)與氣流的相對速度突然降低,由于飛機(jī)在著陸過程中本來就在不斷減速,我們知道飛機(jī)的飛行速度必須大于最小速度才能不失速,突然的減速就很可能使飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài),飛行姿態(tài)不可控,而在如此低的高度和速度下,根本不可能留給飛行員空間和時(shí)間來恢復(fù)控制,從而造成飛行事故。
嚴(yán)重的低空風(fēng)切變,常發(fā)生在低空急流即狹長的強(qiáng)風(fēng)區(qū),對飛行安全威脅極大。這種風(fēng)切變氣流常從高空急速下沖,像向下傾瀉的巨型水龍頭,當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入該區(qū)域時(shí),先遇強(qiáng)逆風(fēng),后遇猛烈的下沉氣流,隨后又是強(qiáng)順風(fēng),飛機(jī)就像狂風(fēng)中的樹葉被拋上拋下而失去控制,因此,極易發(fā)生嚴(yán)重的墜落事件。
美國聯(lián)邦快遞飛機(jī)因“風(fēng)切變”墜毀在日本東京機(jī)場
在1970年-1985年的16年間,在國際定期和非定期航班飛行以及一些任務(wù)飛行中,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),至少發(fā)生過28起與低空風(fēng)切變有關(guān)的飛行事故,絕大多數(shù)都發(fā)生在飛行高度低于300米的起飛和著陸階段,其中尤以著陸為最多。通過對這28起飛行事故的分析,可以發(fā)現(xiàn)低空風(fēng)切變飛行事故有如下特點(diǎn):
1.風(fēng)切變飛行事故都發(fā)生在飛行高度低于300m的起飛和著陸階段,其中尤以著陸為最多。
2.現(xiàn)代中、大型噴氣運(yùn)輸機(jī)的風(fēng)切變飛行事故比重較大。
3.風(fēng)切變飛行事故與雷暴天氣條件關(guān)系密切。
4.風(fēng)切變飛行事故的出現(xiàn)時(shí)間和季節(jié)無一定的規(guī)律。
從1964年到1985年,美國境內(nèi)因?yàn)轱L(fēng)切變共摔掉了26架民航客機(jī),造成600多人喪生。
2009年3月23日,聯(lián)邦快遞80號班機(jī)在日本成田國際機(jī)場降落時(shí),因風(fēng)切變墜毀,2名駕駛員遇難。
2014年7月,臺灣失事飛機(jī)2個(gè)黑匣子找到,懷疑風(fēng)切變是元兇。
2018年8月28日,首都航空 JD5759航班在澳門的遭遇嚴(yán)重風(fēng)切變,飛機(jī)能在前輪掉落,一臺發(fā)動機(jī)熄火,通訊中斷等極端情況下讓飛機(jī)安全落地深圳,實(shí)屬不易,也是萬幸。
2018年8月,首都航空已經(jīng)發(fā)生兩起機(jī)械故障。此前的8月26日,該公司昆明—杭州航班于當(dāng)天 14:54 從昆明長水機(jī)場起飛,在航行中出現(xiàn)機(jī)械故障,飛機(jī)出現(xiàn)異響,高空失壓后氧氣面罩瞬間脫落,隨后機(jī)艙內(nèi)出現(xiàn)煙霧。乘客稱:當(dāng)時(shí)機(jī)長突然出來讓大家?guī)Ш醚鯕饷嬲?,出現(xiàn)失重感覺。最后,航班于 15:30 安全降落,機(jī)上 9 名機(jī)組與 146 旅客全部平安下機(jī)。