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【刘清贵专栏】这次高空飞行是如何遭遇雹击的?

来源:民航资源网 2016-09-03 18:03:18 我来说两句(0)

专业分类飞行 文章编号】2-2016-0160

  
【刘清贵专栏】这次高空飞行是如何遭遇雹击的?

  “教员,今年好像雷暴特别多,绕飞躲避雷雨,对飞行员来说真是一大考验。”副驾驶小马说。

  “是啊,这段时间路过江南、途经两广,气象雷达始终没闲着,来回躲避雷雨,真是忙个不停。”刘教员回答。

  “前段时间,网络上有几张飞机遭遇冰雹袭击的照片,机头部分被打得坑坑洼洼,惨不忍睹。”

  “你说的这起高空遭遇冰雹的事情,我了解一些。雹击发生之后,四川监管局立即开展了不安全事件调查。此次调查非常专业、深入,得出的结论也是客观公正的。借鉴其调查报告,我们可以实实在在地吸取安全教训。”

  “教员,能不能说来听听?”

  于是,刘教员开始娓娓道来。

  当飞机遇到冰雹

  今年7月的一天,某公司一架空客A320飞机执行航班任务,雷达全程打开。飞机保持8400米巡航高度飞至距离 XYO(叙永)航路点约 80 海里时,雷达显示 XYO 西边有松散的绿点。当时雷达为自动模式,增益在“CAL”(校准)位。在距离 XYO约50海里处,机组目视前方有孤立的云体,伞状,主体在航路左侧,越过航路右侧一点。于是,机组准备绕飞。

  当时是右侧风,风速19节,机组选择从云体右侧(即上风面)绕飞。正切云体时,机组观察到前方航径上有个外扩的云尖。为了避免可能遭遇的严重颠簸,机组向左侧做了机动飞行。紧接着,机组听到类似雨点拍打前风挡的声音,能见度开始下降,机身被击打的声音变大且伴随中度颠簸,前风挡玻璃外层出现裂纹。大约一分钟后,飞机脱离颠簸区域。整个过程自动驾驶保持接通。机组后来讲,遭遇雹击以及绕飞的整个阶段能够保持目视,并没有进入积雨云体中……

  “可是,飞机还是被雹击了!”副驾驶感叹道。

  据了解,这家公司的《飞行运行手册》有明确规定:绕飞雷雨时,应从雷雨的上风方向绕飞;必须根据雷雨所处的位置与范围、云体的高度与强度、雷暴移动方向与速度以及飞机的飞行高度,采取安全绕飞距离绕飞;当必须与一系列雷暴云平行飞行时,应选择在云体的逆风一侧(原来云体前进方向的一侧)飞行。尽量不要在砧状云的下方飞行,尽量避开雷暴云顶部顺风向外的卷云和卷层云。尽管雷达可能没有回波,但其中可能含有冰雹。

  飞行时时刻刻都要同天气打交道。因此,要明白冰雹云的形成原理和冰雹运动轨迹。空中的积雨云云顶很高,可达10千米及以上;云顶边缘变得模糊,云顶常扩展开来形成砧状。一般积雨云可能产生雷阵雨,而只有发展特别强盛的积雨云,云体十分高大,云中有强烈的上升气体,云内有充沛的水分,才会产生冰雹。强烈的上升气流不仅给冰雹云输送了充分的水汽,并且支撑冰雹粒子停留在云中,使它长到相当大才降落下来。冰雹通常在云体移动方向前方、云砧前沿下方降落,部分冰雹在云体移动后方随气流上升被抛出。

  这次遭遇冰雹袭击,飞机实际飞行航径左侧有强烈的雷暴云系。其间有极大可能存在冰雹云。机组虽然未进入云中飞行,但由于云顶较高,云砧可延伸至几十千米以外,其下方区域遭遇雹击的可能性较大。

  “读懂”气象雷达

  飞行员躲避危险天气,全凭机载气象雷达的探测,应该对其原理有所了解。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水目标,如雷、冰雹、雪等。它们属于导电的水物质,反射的强度与气象目标含水滴的直径、数量、下降速度、形态和气象区域的体积等有关。机载气象雷达能对冰雹区域进行探测。湿冰雹反射雷达波的能力很强,在屏幕上形成红色信号,但没有包裹水层的干冰雹对雷达波的发射能力很差,不容易被机载雷达探测到。

  当飞机在较高的高度层上飞行时,在机载雷达天线俯仰旋钮为“0度”的情况下,波束所照射到的巡航高度层中的干性冰雹区域一般不会形成很强的雷达回波。将天线略微下俯,可使波束照射到较低高度上已融化的冰雹及大雨区,在屏幕上产生强烈的红色图像。机载气象雷达对冰雹区的探测冰雹云回波,在ND上表现为强度大、边缘分明的块状回波。强降雨区外缘的绿色区域有时出现“U”形的无回波缺口、指状或钩状回波以及外缘凸凹不平的图形,预示着冰雹区域的存在。

  在上述事例中,机组关注XYO附近天气,观测到有雷雨区域,结合气象资料和气象雷达作出绕飞预案,但对气象雷达上的不规则绿色显影区未引起足够的重视,未考虑到冰雹云回波特征与雷雨回波区域相似,忽视了可能存在的高空冰雹区。

  四川监管局对此提出了具体的安全建议:公司应加强机组对航空气象知识和机载气象雷达的使用等相关知识的培训,提高机组综合判断危险天气及作出正确决策的能力。机组在向管制员申请绕飞天气时,应当更加详细地描述天气情况和可能遭遇的危害,使管制员充分了解空中天气状况,从而得到更大的绕飞裕度,也便于其他机组及时掌握空中天气情况。机组需要机动飞行时应当尽量提前向管制员申请或报告。公司应加强培训,增强机组在遇到不正常情况时向管制员报告的意识。飞机制造商和航空公司要提高气象资料(如卫星云图)的可用性,改进机载设备,向机组提供实时气象资料,为机组及时获知和判断危险天气、尽早作出有效决策提供支持。管制员应当充分考虑机组空中绕飞意图,在与空域其他用户沟通后,尽最大限度、及时地给予机组绕飞支持。

  使用雷达要“三比较”

  “如何使用气象雷达呢?我觉得要善于‘三比较’。”刘教员说。他表示,他在微信公众号空勤圈中看到由空客A320教员机长陈峰编译、程征校对的相关气象雷达使用资料,非常有价值,并推荐给大家。

  一要远近比较(距离圈要在“160海里”、“80海里”、“40海里”之间进行比对)。保持良好的情景意识,机组需要同时监控近距离和远距离的天气,因此操纵飞行员(PF)和监控飞行员(PM)应选择不同的距离圈。机组应该在距离危险天气至少40海里时做出绕飞的决定,所以推荐按下列方法设置ND:PM设置大的距离圈,进行远距离的战略观察(在巡航时推荐放在160海里位置);PF设置小的距离圈,进行近距离的战术绕飞(巡航时推荐放在80海里位置)。

  对于不利天气的绕飞,应同时参考两部显示屏的信息,避免进入“死胡同 ”。小的ND距离圈显示的绕飞路线在更大的距离圈上看,就可能无法通过。

这次高空飞行是如何遭遇雹击的?

这次高空飞行是如何遭遇雹击的?  

  二要高低比较(雷达天线角度要上下扫描,判明云体位置)。在一定距离上有效地调整天线角度,是在ND上获得准确天气信息的关键手段。天线角度必须不断上下调节,以发现危险天气,也要随着ND距离圈的远近来调节。飞行机组要定期对调节角度进行垂直扫描,对调节距离进行水平扫描。

这次高空飞行是如何遭遇雹击的?

  三要强弱比较(要灵活运用增益钮,从小到大或者从大到小,判明雷暴强弱区)。不同型号雷达的接收机灵敏度会有所不同,增益的CAL(AUTO)自动校准位是探测典型的对流云的一个基准位置。不过,要更好地评估天气还需要进行人工调节。在低空,适当地减小增益可以更准确地评估天气。因为低空由于水汽增加,对流云体的反射率会增加,在雷达图像上就会显示出更多的红色区域。这种情况同样会发生在有充足水汽的逆温层大气中,典型的就是印度洋季风气候。在这种情况下,应慢慢减小增益,使探测到的危险天气中的红色区域慢慢变成黄色,黄色区域慢慢变成绿色,绿色区域慢慢消失,然后剩下的那些最后变成黄色区域的红色区域就是我们应该避开的危险区域。在高空,水汽会凝结,云层的反射率会降低。在这种情况下,需要慢慢增加增益来评估天气的危险程度。当然,北方或者南方天气,应对的策略应该有所区别,北方飞行时,气象雷达显示尽管只是一小片绿区,最好还是绕着走稳妥些。

这次高空飞行是如何遭遇雹击的? 

  另外,气象雷达的性能还是值得信赖的。因此,要充分依据其显示,来确定绕飞策略,在留够安全距离的前提下,能够抄近道钻过去的,就要大胆钻。不能胆小如鼠,见云就躲。作为职业飞行员来说,既要保证安全,还要降低成本。(来源:中国民航报,图片来自空勤圈)

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