試論風(fēng)對飛機航線飛行與起飛著陸的影響

摘要：風(fēng)是影響飛機航線飛行與起飛著陸的主要氣象因素之一。首先，風(fēng)對飛機航線飛行的影響主要有：一是順風(fēng)和逆風(fēng)對起航線飛行的影響，二是風(fēng)切變對飛機狀態(tài)的影響。其次，風(fēng)對飛機起飛著陸的影響主要有：一是順風(fēng)和逆風(fēng)對起飛滑跑距離的影響，二是側(cè)風(fēng)對起飛著陸方向的影響，三是風(fēng)切變對飛機狀態(tài)的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng) 航線飛行 起飛著陸 氣象因素

乘坐飛機旅行，可以享受快捷、舒適和便利，因而受到人們的青睞。但許多旅客不知道，航班飛行與天氣的關(guān)系十分密切，航班是受天氣條件影響最大的一種交通工具。正如輪船的航行離不開海洋，火車前進離不開鐵軌，汽車運輸離不開公路，飛機的飛行則離不開大氣層的存在。因此，大氣層中發(fā)生的各種變化，首當其沖、不可避免地直接影響航空運輸?shù)恼Ｅc安全。風(fēng)對飛機起飛、著陸以及對航行都有很大影響。據(jù)1951-1991年統(tǒng)計資料，大風(fēng)或側(cè)風(fēng)造成飛行事故2起。

一、 風(fēng)對航線飛行的影響

風(fēng)對航線飛行的影響主要有兩個方面，一是順風(fēng)和逆風(fēng)對起航線飛行的影響，二是風(fēng)切變對飛機狀態(tài)的影響。

（一）順風(fēng)和逆風(fēng)對起航線飛行的影響

航線飛行，逆風(fēng)飛行可增加載重量，但要消耗較多燃料；順風(fēng)飛行需減少載重量，但可節(jié)省燃料，并能增大航程和速度，減少時間，但易造成飛行事故的是風(fēng)場變，因為由風(fēng)切變造成的動力湍流，有許許多多大小不一的渦旋，風(fēng)切變越大，湍流越強。在低谷由強風(fēng)切變形成的湍流，對飛機除了造成顛簸外，還嚴重影響飛機起降安全，據(jù)統(tǒng)計占航空事故的20%左右。

與逆風(fēng)起飛、著陸不同的是順風(fēng)對航行則更加有利，飛機在航行過程中要受到風(fēng)的影響，所以飛機相對于地面的速度是由飛機的空速與空中風(fēng)速二者共同決定的。當一架時速為800公里/小時的噴氣客機，在風(fēng)速為100公里/小時的條件下航行，我們可以假設(shè)航線完全與風(fēng)向平行，那么就可以很容易地算出，飛機每小時的飛行距離，順風(fēng)時比逆風(fēng)時要多出200公里。

當然，這也只是一種假設(shè)，實際情況要復(fù)雜得多。因為任何時候風(fēng)向都是不可能與航向完全一致的，但這并不妨礙我們得出一個正確的結(jié)論：當風(fēng)速一定時，順風(fēng)可使航程加大，逆風(fēng)使航程減小。

（二）風(fēng)切變對飛行的影響

風(fēng)切變表現(xiàn)為氣流運動速度和方向的突然變化。飛機在這種環(huán)境中飛行，相應(yīng)地就要發(fā)生突然性的空速變化，空速變化引起了升力變化，升力的變化又引起了飛行高度的變化。如果遇到的是空速突然減小，而飛行員由未能立即采取措施，飛機就要掉高度，以至發(fā)生事故。

1983年4月4日，中國南海石油聯(lián)合服務(wù)總公司民航直升機公司空中國王-200型飛機，起飛過程中遇到低空風(fēng)切變，失速墜地。

1991年4月25日，南方航空公司B757/2801號飛機在昆明機場進近中遇到中度風(fēng)切變，飛機重著陸受損。

2000年6月22日，武漢航空公司運七飛機在武漢王家敦機場進場中遇到雷暴云，受微下?lián)舯┝饔绊憠嫷厥隆?/p>

飛機在整個航行過程中，大致可分為兩個飛行階段，即航站飛行階段和航線飛行階段。航站飛行階段是指飛機起飛、降落的飛行過程；而航線飛行階段是指飛機在高空平飛的飛行過程。因此，機組在執(zhí)行航班飛行任務(wù)前必須向航空氣象保障部門索取飛行氣象文件，以了解相關(guān)航站、航線的天氣情況，即起飛、降落機場、相應(yīng)備降機場的天氣及航線上飛機飛行高度層上的天氣變化情況。

二、風(fēng)對飛機起飛著陸的影響

風(fēng)對飛機起飛著陸的影響主要有三個方面，一是順風(fēng)和逆風(fēng)對起飛滑跑距離的影響，二是側(cè)風(fēng)對起飛著陸方向的影響，三是風(fēng)切變對飛機狀態(tài)的影響。

（一）順風(fēng)和逆風(fēng)對起飛著陸的影響

風(fēng)影響飛機起飛和著陸的滑跑距離和時間。一般飛機都逆風(fēng)起降，因為逆風(fēng)能獲得較大的升力和阻力，縮短滑跑距離；起飛時逆風(fēng)能產(chǎn)生飛機的附加進氣量，因而增大飛機運動開始時的方向穩(wěn)定性和操縱性。著陸時逆風(fēng)便于修改航向，對準跑道，減小對地的沖擊力。側(cè)風(fēng)不能過大，否則無法起降。

飛機的起飛與著陸，通常都是在逆風(fēng)條件下進行的。因為逆風(fēng)能使離地速度和著陸速度減小，因而也就能縮短飛機的起飛滑跑距離和著陸滑跑距離。逆風(fēng)起飛由于能產(chǎn)生飛機的附加進氣量，因而增強飛機運動開始時的方向穩(wěn)定性和操縱性。順風(fēng)時則相反，能增大起飛和著陸的滑跑距離，使飛機的穩(wěn)定性和操縱性變差，起飛和著陸變得相對困難。

根據(jù)簡單的物理運算，一架飛機以同樣的離地速度起飛，在靜風(fēng)和逆風(fēng)風(fēng)速為10米/秒的不同氣象條件下，后者的滑跑距離不到前者的2／3。逆風(fēng)著陸時，飛機滑跑時間和距離的變化，與起飛時類似。

著陸時飛行員更喜歡逆風(fēng)，因為順風(fēng)不僅影響到飛機著陸后的滑跑減速，也會影響飛機下滑著陸，在順風(fēng)太大時甚至有可能造成飛機著陸平飄距離太遠，而無法在著陸區(qū)域接地。

（二） 側(cè)風(fēng)對方向和坡度的影響

側(cè)風(fēng)對著陸的影響最大。在飛機的氣動設(shè)計上要求飛機具有較好的橫航向操縱性和安定性，要求飛機對側(cè)風(fēng)不能太敏感。側(cè)風(fēng)著陸對飛行員的駕駛技術(shù)也提出了很高的要求。修正側(cè)風(fēng)一般采用三種方法，一是坡度修正法，二是航向修正法，三是位置修正法。當側(cè)風(fēng)大于10米，就需要兩種以上方法結(jié)合使用，如當側(cè)風(fēng)大于14米/秒時，就必須使用位置修正法來操縱飛機，此時飛機在下滑進場過程中的運動趨勢是飛向跑道外的，而且航向也是偏向一側(cè)的，只有當飛機即將進入跑道時飛行員才通過精確的操縱使飛機慢慢回歸跑道。著陸技術(shù)是需要通過大量的飛行實踐來積累的。

在地面風(fēng)相對跑道為側(cè)風(fēng)、而風(fēng)速又較大的情況下，飛機起飛和著陸都會變得相當棘手。側(cè)風(fēng)會使飛機兩翼所受風(fēng)的作用力不同，迎風(fēng)一側(cè)升力增加，背風(fēng)一側(cè)升力減小。側(cè)風(fēng)也會造成側(cè)風(fēng)壓力中心與飛機重力中心不重合，使得飛機向逆風(fēng)方向旋轉(zhuǎn)。在側(cè)風(fēng)中，飛機的著落困難會更大，如果飛行員修正不當，會造成飛機場外接地。

當有側(cè)風(fēng)條件時，受機體影響迎風(fēng)側(cè)機翼獲得的升力大于順風(fēng)側(cè)機翼，形成順風(fēng)方向的坡度，我們?yōu)橹浦癸L(fēng)對飛機形成坡度的影響，需要向迎風(fēng)方向壓盤，這是迎風(fēng)側(cè)的副翼升起，打破了機翼的流線性，減少了上下翼面的壓力差，從而減小了升力。反之順風(fēng)側(cè)的副翼下掠，增加了機翼弧度。增加了壓力差從而增加了升力。以飛機縱軸為基準，產(chǎn)生了向迎風(fēng)側(cè)的力矩，從而制止了側(cè)風(fēng)對飛機向順風(fēng)側(cè)形成坡度趨勢。但迎風(fēng)側(cè)機翼升力的降低，使飛機迎風(fēng)側(cè)的重量在機輪上的壓力增加，對于同樣的機輪、道面情況下，迎風(fēng)側(cè)機輪摩擦力大于順風(fēng)側(cè)，飛機縱軸下產(chǎn)生向迎風(fēng)側(cè)偏轉(zhuǎn)的力矩，需要制止這運動趨勢，需向順風(fēng)方向抵舵，因此對于側(cè)風(fēng)修正，在初學(xué)飛行就有了“上風(fēng)盤、下風(fēng)舵”通俗說法。

1999年8月22日臺灣中華航空CI-642班機麥道11型客機，由曼谷飛往香港，當日下午6時45分在香港新機場降落時，遭遇強烈側(cè)風(fēng)和雨的影響，發(fā)生側(cè)傾，右翼觸地翻滾起火，墜毀在跑道尾端。300名旅客和15名機組人員中，2人死亡、212人受傷。（三）風(fēng)切變對起飛著陸的影響

人們對于風(fēng)切變的認識也是近幾十年才逐步豐富完善的，早期一些風(fēng)切邊引起的著陸飛行事故往往被定性為人為操縱錯誤。沿飛行航向的風(fēng)切變，可能引起飛機升力的變化從而影響飛機軌跡，飛機軌跡的變化又影響到飛機的迎角，這一系列的變化如果嚴重就會導(dǎo)致飛機的失速，在起飛著陸階段由于高度較低、速度較小，一旦發(fā)生失速飛行員很難處置。當然橫向的風(fēng)切變也會對飛機的動態(tài)產(chǎn)生影響，2002年7月13日，在殲十飛機試飛中，就曾發(fā)生過由于橫側(cè)風(fēng)切變引起的橫航向人機耦合震蕩，在高度2米的情況下導(dǎo)致飛機坡度震蕩達到18度，由于飛行員的正確處置才化險為夷。

在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，風(fēng)對飛行的影響也越來越多地被人們所利用。例如，一些國際大機場修建的米字型跑道，就能有效地利用各個方向的地面風(fēng)。而一些只有一條跑道的機場，在跑道不同位置安裝的自動側(cè)風(fēng)儀器，也會幫助機組人員選擇最佳起降方案。在航路上，只要條件允許，一些有經(jīng)驗的機組人員，都會按照氣象部門提供的空中風(fēng)的資料，選擇在順風(fēng)的高度上飛行，以增大航程或節(jié)約飛行時間和燃料。

參考文獻：

[1]李玉璽.影響飛行的主要氣象因素[J].知識就是力，2003(3).

[2]晉中，李丹.助飛又抑飛——風(fēng)對飛機飛行的影響[J].航空知識，2002(6).

[3]周海軍，鐘志平.淺析惡劣天氣對飛行安全的影響[J].科技風(fēng)，2010(10).