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浅谈CJ1雷雨季节飞行

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摘要:本文通过对雷雨和雷暴的形成及其种类的阐述,根据各天气特征对航空安全的影响以及严重程度,结合雷暴的基本特点,论述了雷雨中飞行应注意的问题。

关键词:飞行;雷雨天气;安全;注意事项

作为我学院最新最先进的高教机,在执行飞行教学中所遇到的天气情况往往要比我们的初中教机遇到的情况要复杂一些.所以,为了确保飞行训练安全高质量的完成,我们必须要掌握天气对我们飞行的影响.尤其在变化无常的春夏季节,掌握其特点很重要.下面我们来简单地分析下夏季雷雨的特点.

进入春季,正是天气情况复杂多变,冰雪霜、低云、低能见度、雷雨、大风、沙尘等多种天气并存的季节,因此春季飞行更要提高警惕意识,加强预先准备,明确机组分工,坚持“八该一反对”,正确应对各种复杂情况。在此中队收集整理了一些关于雷雨方面的资料,结合本机型手册内容及飞行经验,与大家共同交流一下雷雨天气下的飞行,欢迎大家提供宝贵意见与建议。

一、雷雨的形成

人们通常把发生闪电的云称为雷雨云,其实有几种云都与闪电有关,如层积云、雨层云、积云、积雨云,最重要的则是积雨云,一般专业书中讲的雷雨云就是指积雨云。云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水汽达到饱和是形成云的一个必要条件,其主要方式有:

(1) 水汽含量不变,空气降温冷却;

(2) 温度不变,增加水汽含量;

(3) 既增加水汽含量,又降低温度。

但对云的形成来说,降温过程是最主要的过程。而降温冷却过程中又以上升运动而引起的降温冷却作用最为普遍。

积雨云就是一种在强烈垂直对流过程中形成的云。由于地面吸收太阳的辐射热量远大于空气层,所以白天地面温度升高较多,夏日这种升温更为明显,所以近地面的大气的温度由于热传导和热辐射也跟着升高,气体温度升高必然膨胀,密度减小,压强也随着降低,根力学原理它就要上升,上方的空气层密度相对说来就较大,就要下沉。热气流在上升过程中膨胀降压,同时与高空低温空气进行热交换,于是上升气团中的水汽凝结而出现雾滴,就形成了云。在强对流过程中,云中的雾滴进一步降温,变成过冷水滴、冰晶或雪花,并随高度逐渐增多。在冻结高度(-10摄氏度),由于过冷水大量冻结而释放潜热,使云顶突然向上发展,达到对流层顶附近后向水平方向铺展,形成云砧,是积雨云的显著特征。

积雨云形成过程中,在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下,正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度,就会在云与云之间或云与地之间发生放电,也就是人们平常所说的"闪电"。

二、影响飞行的我国主要雷暴种类及其特点

一切雷雨形成有共同的条件和发展过程,并有共同的天气特点,雷暴云形成的具体情况不同,雷雨强度和天气分布情况也有区别。下面是影响飞行的我国主要雷暴种类及其特点:

1、气团雷雨

⑴、热雷暴(地方性)出现在7-9月份,主要是受地表面局部增热作用而产生的。常在夏季午后出现,傍晚后因对流减弱而消散。所以夏季飞华南、东南地区下午到降落站,要特别注意天气变化。

特点:发展迅速,区域小,移动慢,降水猛烈,一般来讲都是孤立、分散的。空中可绕飞。

⑵、地形雷暴:夏季由于潮湿不稳定的空气被地形(山的迎风坡)抬升而产生的。

特点:发展迅速,很少移动,出现和消散时间不定,云底高度比平原云底高度低,常有冰雹,常常和锋面雷雨相伴生,这种雷雨在我国东南沿海丘陵地区,华南、西南高原等山区出现最多。

2、锋面雷雨

⑴、暖锋雷雨:在江南很少出现,主要出现在东北、华北和华东暖锋。

特点:云层厚,云底过低,降水范围较大,能见度恶劣,不易降落,飞行时要谨慎。

⑵、冷锋雷雨:冷锋雷雨是我国最重要的雷雨之一,许多雷雨云沿锋线排列成行,组成一条宽数公里至十几公里,长达百公里至千公里的狭长雷暴带,是最强烈的雷暴。

特点:夜间白天均可出现,一般在下午和前半夜较强,早晨减弱。

⑶、静止锋雷雨:此种雷雨在长江流域出现最多,一般多出现在每年6-8月份,静止锋雷雨主要是由于暖湿不稳定空气上升的结果,多出现在地面锋线的西侧,通常为气流辐合最强的地方。

特点:到夜晚后暖湿空气变成了冷空气,夜间不稳定,雷雨通常深夜比较活跃。这种雷雨通常是分散的、孤立的。

3、槽线雷雨

如果槽前暖湿气流明显时,往往有降水槽,槽愈强降水愈大;但南方由于水气特别充沛,很弱的槽线也可能引起降水。

特点:槽线雷雨不是很强,主要是降水,一般700毫巴槽线过境的时间,也就是降水的终止。主要是中低云消散。

4、东风波雷雨

在夏秋季节,北半球付热带高压脊已移到北纬30°线附近,在其南侧低纬度广大地区,存在着深厚而稳定的东风气流,在这个东风气流内常因扰动而产生自东往西移动的波动,这就是东风波。东风波可以产生激烈的雷雨天气和降水,主要是福建、广东地区。

特点:东风波形成后一般是自东往西移动,一般晚上活动比较多,移动速度比较稳定,一般是20-25公里/小时。

5、西南槽雷雨

西南槽对低纬度地区的天气有很大的影响,是造成两广地区初夏雷雨的一个重要系统,西南槽和低空冷空气南袭相配合时,槽前的西南气流所提供的暖湿气流,造成华南的大片雨区和雷雨。

特点:面积大,白天晚上都会出现,一般每年3-5月份云顶多在6000米以下,7000米就可在云上。一般700毫巴槽线过境降水终止。

6、台风

它是发源于热带海洋上强大而深厚的气旋,它是一种热带风暴,会带来狂风暴雨,灾难性的天气,通常中心风力在12级以上。台风一年四季都会出现,但是以6-9月份为最多,占全年的60%左右。

特点:严重的颠簸、阵雨、大风、低云、低能见度,在台风的台风槽还可能产生雷雨,严重影响飞行安全,一般应避免在台风区域飞行。

三、雷雨对飞行的影响

雷雨云中强烈的升降气流,云下的狂风暴雨,雷雨区域的极低的低云和恶劣的能见度,云内云外强大的电场,以及强烈的冰雹都严重地危及飞行安全,所以飞行条令明确规定“禁止在雷暴区或积雨云中飞行”。下面是雷雨对飞行的主要影响。

1、颠簸--雷雨中的上升、下降气流对飞行严重威胁,特别是成熟阶段的雷暴云,上升气流主要出现在雷暴云中的上部和前部,下沉气流多在中下部和云的后部。在雷雨云中飞行,飞机会遇到严重颠簸。

2、积冰--雷雨云中有大量的过冷水滴,特别是在成熟阶段,但对高速、高空飞机危害较小,但机组应按规定及时使用发动机防冰设备。

3、雷击--当飞机在雷雨区域飞行时,由于机翼、机身等凸出部位,电场很强,导致飞机遭受雷击。雷击多发生在±10℃零度等温线附近。

4、雹击--飞行中遇到冰雹,由于相对速度很大,雷达罩、机翼、水平安定面等部件,雹击概率较高。雹击也多发生在±10℃,零度等温线附近的下降气流中。

5、恶劣的能见度--当降落站有雷雨时,强烈的降水,恶劣的能见度,急剧的风向变化和阵风,对飞机起降带来很大的困难,所以一定要严格掌握天气标准。

6、风切变……等。

四、雷雨中飞行应注意的几个问题。

1、绕飞规定:

(1)只准有雷达的航空器或者根据气象雷达的探测资料能够确切判明雷雨的位置,方可在云中绕飞,但距积雨云(浓积云)不少于20公里。

(2)只准机舱有增压或氧气设备和具有相应升限的航空器,方可从上面绕飞。

(3)只准在安全高度以上,偏离航线不超过导航设施的有效半径范围内绕飞(有惯导设备的航空器除外),在云外绕飞时,当距离积雨云(浓积云)昼间不少于5公里,夜间不少于10公里,两个云体之间不少于20公里,方可从中间通过。

(4)只准昼间从云下目视绕飞雷雨,但航空器与云底的垂直距离不得少于400米;飞行真实高度在平原、丘陵地区不得低于300米;在山区不得低于600米;航空器距主降水区不得少于10公里.

2、直接准备阶段

当起飞机场、航线和降落站预报有雷雨活动时,教员必须及时了解天气,分析天气形势判明雷雨的强度,分布情况,适当增加备份油量,预选合适的备降场、做好飞行预案。

3、进离场阶段

当机场范围内有雷雨活动,条件允许时,应选择不同方向进、离场或延迟起飞、着陆,同时必须使用地面雷达和机载雷达,目视观察、塔台的通报、前机绕飞方法等一切手段获取资料,进行判断,加强机组配合,明确分工,采取正确措施:

⑴、雨中起飞

① 尽可能提前打开雷达,判断雷雨位置,做好绕飞准备,并及时通知管制员,提前申请。

② 飞机平稳起飞后按情况早一点接通自动驾驶仪,减轻机组负担,按分工做好绕飞配合。

⑵ 、雨中落地

① 反对盲目地抢在雷雨前落地,要留有充分的退出余地。

② 五边在1000英尺以上建立好着陆形态,做好着陆准备。

③ 五边及时合理使用雨刷和排雨剂。

④ 认真做好进近简令,明确机组分工,强化复飞和备降意识,熟悉复飞动作,切实做好进近各项准备工作,及时决断,果断复飞。

4、 航线飞行绕飞雷雨的几个原则。

⑴、航线云外绕飞时,尽量在0℃等温线以上高度绕飞,过冷水滴和冰雹在雷达荧光屏上可能仅仅显示微弱的回波,而掩盖着极强的雷雨。

⑵、云上绕飞:从云上绕飞,距雷雨云顶至少有1500米的余度,否则应避免云上绕飞。要避免在9000米以上擦云顶飞行。

⑶、因为在雷雨附近,任何方向都能遇到严重的颠簸和冰雹。且雷雨的下风一侧更为猛烈,所以平行雷雨实体绕飞时,较为安全的路线是在雷雨的上风一侧。

⑷、在雷雨实体下风有极大可能遇到雹击,冰雹从砧状云落下,有时在大型雷雨的下风30公里还会遇到雹击,因此要避免在砧状云下飞行。

5、穿过雷雨

如果不可避免地误入雷雨中需要穿过时,为避免进入强烈的颠簸区和冰雹区,需注意以下问题:

⑴、用雷达确定降水最小的区域,选择一条比较直的路线穿过,荧光屏上钩状、手指状、贝壳状的回波现象,表明是最严重的颠簸、冰雹区,也可能是龙卷风,必须避开。

⑵、万一飞机进入雷雨实体,应继续往前飞。如果遇有强烈颠簸,不要试图转弯退出,这样会失去较大升力,增加失速的可能。

五、气象雷达的使用常识。

1、中空的倾斜控制

天线扫描雷雨目标的倾斜取决机的高度和距离选择。大部分雷雨的形成高度出现在32,000英尺以下。飞行在20,000英尺(中空)的飞机,其天线应调置在0°附近或者稍微低于0°。飞越陆地时,常用的最佳方法是调整天线直至在显示图像的外部边缘出现少量地面回波。须监视显示图从1/2距离点至外部边缘的雷雨主体以便在必要时作出避开决定。

探测到雷雨目标时,天线应稍上下调定以确定雷雨区内的最强活动区所在位置,左右座ND距离圈应放不同距离,增加信息量。最强活动区确定后记住主体后面的回波会出现衰减,并且同显示器相比,云体可能更加往后推移.

2、10,000英尺以下的倾斜控制

10,000英尺以下的飞行活动,比如起飞和着陆,要求天线调置为上仰角2-3°。这样可以提供远至40海里的目标探测而又不会产生过多的地面回波,并可消除频繁的天线调整,当然天线设置也可以变动,以便对遇到的目标进行最佳探测。

如果存在严重的天气活动,应该调整天线设置角度以便获得所需距离之外的稳定回波,确保不出现波束扫描区域高出目标的情况。

3、高度预测

可以利用探测到的降雨主体的高度(液体水气的顶部)来确定雷雨的饱和度、形成强度以及危害程度。通常,雷雨主体之液体水气和顶部越高,雷雨强度越严重。而且,雷雨主体的升高或下降越快,该雷雨的颠簸性越强。

于以上原因,在垂直扫描某一雷雨主体时估计该雷雨主体液体水气之顶部高度就很有必要了。在这里,天线下俯为负数;天线上仰为正数,对100海里内的雷雨主体高度可按下式求得:

雷雨H=飞机H+(±天线角×雷雨主体距离×100)

我们的雷达天线以窄波束发射。但是,由于波束的宽度在远距离时增加,所以,高度估计的精确性会被降低。

4、雷达特性

a、雷达波束

发射的雷达波束及来自降雨目标的回波信号提供天气信息并显示在显示器上。要理解显示图像,必须明白雷达探测降水目标能达到什么程度。

雷达波束扫描飞机前方区域,天线的波束宽度由位于其发射能量1/2部位的波束宽度确定。波束横截面的直径随距离的增加变的很大。因此,雷达的分辨能力在远距离时大大低于在近距离时的分辨能力。另外两个因素也影响分辨力:衰减和距离。距离的影响很容易看出来,同样大小的两个雷雨目标,远距离的目标产生的回波只有近距离目标的1/4。还有,并非所有的雷雨目标反射信号的能力是相同的。一般湿雹的反射信号可达100%;雨和干雹则低于80%;而雪的反射能力则近乎为0。

b、天线的稳定性

气象雷达系统的天线由飞机陀螺仪系统的输入信号控制(或稳定),只有天线稳定,才能够总是扫描飞机前方同一区域而不受飞机姿态瞬时改变的影响。因此,在起飞或较长的机动飞行期间产生的陀螺振荡可能导致显示器显示的天气目标暂时有些变化,即显示效果变差。当然,通过调整天线倾斜度1-2°直到飞机完成转弯动作或者陀螺仪稳定即可补尝陀螺振荡引起的后果。

所以,在处理某一气象雷达问题(雷达地标绘图)之前,要确保飞机有足够的时间处于非转弯状态且保持恒速飞行,以便让陀螺重新校准。

总之,当我们面对雷雨天气时,要始终坚持最基本的几个原则如:早准备、早计划、早申请、早绕飞,严格坚持“八该一反对”,只有在坚持这些原则的前提下做好处置,在面对雷雨时保持一种“惹不起,躲的起”的心态,才能及时准确的避开雷雨区,顺利完成飞行任务,保证飞行安全!■