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飞行作风培养与飞行安全的研究

  
评论: 更新日期:2019年04月13日


        飞行安全是航空事业永恒的生命线,为了使我们的航空制造业兴旺发达,作为一名飞行安全监督员,职务赋予我们的使命是关荣的,责任是重大的,应时刻牢记飞行安全这一头等大事,为实现自己航空事业的理想和信念,全身心投入到飞行安全工作中来,不断探索飞行安全工作的新思路、新手段、新方法,一切以安全为先,以发展为重,扎实稳步的做好每一项工作,为全面提升飞行安全管理水平,为企业的健康稳步发展做出不懈努力!
        飞行安全是我们永远的追求主题,是我们为之奋斗的目标,飞行安全不是我们凭空捏造的,而是无数次实践中从血的教训中得来的,如果没有飞行安全,飞机就不可能在空中自由的飞行,如果没有飞行安全就没有生命和财产的保证。“保证安全第一,改善服务工作,争取飞行正常”是我国民用航空安全的总方针,也是评价民航职业道德的行为准则,更是对飞行员素质的要求,不管是飞行教员还是学员,我们每一位飞行人员都要把“安全”放在第一位,任何时候都不能有丝毫的动摇。
        5、我国雷暴气候特征及雷暴天气产生机理
        5.1我国雷暴气候特点
        我国低纬度地区一年四季都有雷暴,中纬度地区雷暴多半出现在夏季,特变是六七八月最多,一般出现在午后到傍晚这一段时间内。海上或海边则夜间雷暴发生的比较多。雷暴分布很广,各地均有,一般南方多于北方,内地多于沿海,山地多于平原,如云南南部雷暴最多,这是当地山区地形起伏比较大的缘故。印尼的茂物就在山边,是世界上雷雨最多的地方(全年平均320天雷暴)。
        这些气候特点是由于形成雷暴的三大条件综合运用。例如夏季,午后(海上夜间)以及低纬度,内陆地区雷暴较多,主要因为在这些季节,时间和地区中水汽及不稳定层结构条件容易具备的缘故。而在山区多雷暴则和地形造成的抬升条件有关。青藏高原除了地形抬升条件外,和高原地面加热作用,容易造成气层不稳定以及高原上盛行的低涡,切变线等天气系统造成系统性辐合上升运动也有很大的关系。
        我国雷暴日数有三个区域特别多,分别是雷州半岛及海南岛北部、云南东南部和四川西部。
        雷州半岛及海南岛北部雷暴日数多大100天以上,在同纬度中的区域中是非常多的,这是因为受了琼州海峡的影响,因为这里日射强烈,水汽充足,海陆辐射差异,热对流尺度大于海峡尺度。在世界各地因为这个原因而多由雷暴区域还有如马六甲海峡。
        而云南雷暴多的原因主要是因为其复杂的地形,该地区地形起伏比较大,使得受到的日辐射相当不均匀。比如以上提到的印尼的茂物就是属于这种情况。
        至于四川西部雷暴多是因为该地区山地起伏大,而且水汽非常充足,因此该地区常伴有冰雹,因为冰雹而导致的自然灾害也不少。参考现有资料有以下的我国雷暴日数分布图:
        图3.1 我国平均年雷暴日数的地理分布
        5.2雷暴对飞行的危害及如何防止雷暴对飞行的危害
        雷暴中包含这各种对飞机有害的天气,包括闪电、积冰、冰雹、下击暴流、湍流、暴雨等。
        5.2.1闪电
        如果在雷暴区域飞行,飞机有可能会被闪电击中,由于闪电是具有强大的能量的,可以向空气中释放强大的能量,其电流可达到一万安培甚至十万安培,温度极高,空气急剧膨胀,形成冲击波,如果飞机被击中,任何部位都可能产生损伤,如果主要控制系统被击中飞机可能会失去控制。
        而且强大的电流会干扰飞机上的电子设备,影响通讯,而且其产生的强大磁场会影响导航设备,如NDB( Non-Directional Beacon:无指向性无线电信标)会直接指向闪电,导致飞机偏离航向,飞向闪电密集区,未知的地理气象情况会更加危险。如果在实施仪表着陆,闪电也会影响着陆系统,可能会导致飞机失去控制或者偏离下滑道。
        5.2.2积冰
        由于积雨云在发展浓积云的时候,其高度已经发展到零摄氏度以下的高度了,在这种高度,水的温度非常低,空气非常纯净,缺少凝结核,即积冰缺少附着点,因此是没有办法结冰的,水滴的尺度很大,当飞机飞入其中,相当于给这些水滴提供了凝结核,飞机是非常容易结冰的,尤其是机翼,这在很大的程度上影响了飞机的气动性。
        5.2.3冰雹
        飞机在高速飞行的时候遭遇冰雹,由于其相对速度非常大,而且冰雹的质量很大,一颗直径2厘米的冰雹其下降速度为19米/秒,会对飞机的结构造成非常大的损害,飞机如果在成熟的雷暴中天飞行,一般在8000米高度的时候遭遇冰雹的概率最大,而在一万米的高度遭遇到冰雹的概率小一点,而且在云的上风方向概率也小。
        5.2.4下击暴流
        下击暴流一般出现在雷暴云的下方或者附近前方,也可能出现在强雷暴云云砧的下方,有时还可能会与龙卷风并存。下击暴流是地面上水平风速大于17.9米/秒、中空气流向下、地面气流为辐散或者是直线的灾害性天气,很多航空事故的发生都因为突然发生的下击暴流,尤其是在飞机在最后进近着陆的时候,下击暴流可能会使飞机突然失去很多高度,最后砸在对面上,而且下击暴流对地面设施也有损害。
        由于下击暴流的难预测性,以及其危害性,这对航空事业造成了非常大的危害。预测下击暴流也因此变得越来越有必要,而且其方法也正在不断发展改善。
        5.2.5湍流
        在成熟的雷暴云中,常常伴有强烈的上升气流和下降气流,而且这些气流强度忽大忽小,带有很多的突然性,有强烈的风切变,当飞机遇到的时候会感受到飞机的剧烈震动,如果湍流非常强烈,可能会导致飞机的结构损伤甚至飞机的解体,而且对仪表的准确性也有影响,如高度表、速度表、垂直速度表的读数会出现不断地变化,对飞行员操纵飞机有影响。
        5.2.6暴雨
        在暴雨中飞行的时候,首先会有低能见度,这个会在很大程度上影响飞机的着陆,而且可能会使飞行员产生错觉。暴雨对飞机发动机也会有影响,尤其是喷气式发动机,由于暴雨中空气温度的降低,加上水蒸气被吸入发动机,水蒸气可以吸收涡轮增压室内的热量,是其内部的气体温度进一步降低,而低温度的空气更加容易被压缩,这样通过发动机的空气量变大,增加了飞机的推力,但是若暴雨过大,可能会造成发动的的点火来不及,最后使发动机熄火。
        5.3如何防范雷暴对飞行的影响
        5.3.1防范雷暴对飞行的危害
        雷暴对飞行的危害已经是众所周知的了,如何减少雷暴对飞行的危害已经成为民航事业的重中之重。这里除了对机组的合理搭配和机组成员在雷雨天的正确飞行外,利用一切可以利用的气象设备来预测雷暴也是有必要的。飞行员在雷暴中飞行的经验是非常重要的;所驾驶飞机能经受的乱流强度;机上雷达若是正常的话,根据雷达观察结果来判定哪块积雨云可以穿过,如果机载雷达上的回波特别强,光点特别亮,而且在光斑中出现“黑洞”,这个“黑洞”中乱流很强飞机绝不能由此穿过[7]。在这里必须注意的是,为了避开伴有危险天气的雷暴,机载雷达是必须利用的设备,但是若以为机上有雷达就可以随意在雷暴区飞行那是错误的。
        此外在雷暴的下面飞行也是危险的。因为雷暴发展到成熟期时,在雨区的中心有强烈的下沉气流,有使飞机坠落撞山的危险。要绕飞积雨云必须遵守以下原则:航线云外绕飞时,选择上风面10km以上间隔,并在0℃等温线以上的高度绕飞,如果选择从云隙中穿过,两块雷暴云之间的空隙应不小于50~70km。如果飞机升限、油料等条件允许,可以从云上飞过,距雷暴云顶至少有500米的余度,因此飞越前应对飞机性能,云顶高等准确了解,避免擦云顶飞行。这里有一个简单的式子可以获得绕过积雨云所需的最小高度:
        H=h+d×tgθ
        H为绕飞所需的高度,h为飞机当前高度,d为飞机距云区距离,θ为天线仰角。
        另外雷暴可以在十几或二三十分钟发生很大的变化,原来判断可以绕过去,可是等飞机飞过去云体就可能增大或连成一片,所以一定要慎重。在实际飞行中往往遇到的是积雨云群而不是积雨云单体。到目前为止的方法是首先推测一下穿过积雨云群的情况然后应采取下列措施。了解航线上积雨云区的宽度、强度和高度。这些在大多数情况下虽然可由将机上雷达放在最大距离刻度来探知,但必要时还要通过航管取得地面雷达的情报。这是因为机上雷达的波长较短衰减较大,显示出来的雨区的范围比实际要小。将驾驶舱所有的灯光都打开,使之尽可能亮一些。这是为了防止闪电造成目眩。决定穿过积雨云区的飞行高度。最不利的高度是在0℃--10℃(大约在0℃层以上1500米左右)附近。一般的经验认为1200米-1800米是最有利的高度。不过为了防止撞山,要选择比最高的山顶高出1200米。
         在进入雷暴区之前要将飞机的功率保持在使飞机的乱流响应的最小速度。这样才能使飞机在雷暴云中保持一定的功率。这是因为在雷暴云中表速要受垂直气流的影响而变化。机上雷达要像下面一样进行连续的监视:在积雨云中可使用小的距离刻度进行观察,但要注意时时改变距离刻度以便观察全部情况;改变天线的角度,连续观察上、下回波的变化,注意冰雹的危险和下游积雨云的急速的发展。这是因为积云发展时从突破0℃层开始,经过15分钟左右在积雨云中就会出现最恶劣的天气。 在积雨云中由于电荷的作用使磁罗盘、中波收讯机失效,要利用VOR,在没有VOR的地区穿过大范围的积雨云区时有可能弄不清楚自己的位置所以要特别注意。不过在陆上飞行时也可以利用机上雷达给自己定位。
        尤其是在雷雨季节中,航空公司的各个部门应该积极配合,机务应该加强对飞机的检修,确保飞机是处于最佳状态,比如对飞机除冰防冰系统、放电刷、气象雷达的重点检查,安全部门应当结合已发生的事故原因分析;还有某些存在的隐患提出合理的建议完善其安全管理条例,保证飞行的安全与舒适,并且严格审查其中的不完善;标准制定部门应该听取各个部门的相关建议就针对飞行员如何应当雷暴提出合理的操作手册;训练部门也应该就飞行员对雷暴的应急处置能力进行训练,保证飞行员有过硬的心理素质和飞行技术。
         5.3.2 模拟飞行条件下雷暴天气的安全飞行
        模拟机可以模拟很多种复杂天气,让飞行员可以在地面上就可以学会如何在复杂气象条件下飞行。在我进行飞行培训阶段,国内外都进行了模拟机培训阶段。
        在国内主要进行的是理论培训,其模拟机主要是硬件、软件结合,由操纵杆和舵面操纵飞机,信息反馈到电脑,经过一系列处理模拟各种飞行状况。国外飞行培训对学生的操作和程序记忆要求很严,所以其模拟机的操作面板和机舱全是模仿真机,尤其在后期高性能的培训中所用到的king air c90模拟机,在其中操作,模拟的感觉和飞真机的感觉基本相似。
        飞行员的培训过程中就多次用到过这样的模拟机,可以在零风险的情况下提高飞行技术,增强危险情况的应对意识。作为一名合格的飞行员应该就如何避让雷暴天气,在雷暴周围飞行时应该注意些什么,不小心误入雷暴的备份应对方式都应该很好地掌握。我们知道雷暴之所以危险是因为雷暴与一系列的恶劣天气是相关联的,比如说风切变、下击暴流、冰雹、雷击,就算没有飞入雷暴云中,也是有可能遇到这些天气的。
        雷暴与很多种危害天气相关联,例如降雨、结冰、下击暴流、湍流等,在国内模拟机的训练中,就大致的进行了如何避让雷暴云的学习。
        如果飞机有搭载乘客,乘客座位超过10个,飞机是要求装上雷暴发现装置或者是机载雷达,这些都是为了保证飞行安全,但是也会有突发情况,比如说机载雷达失效,而前方就是雷暴天气,这个时候飞行员就要尽快报告管制中心,听从管制中心指令,结合目视情况,做出最正确的处置方案。
         (1)在目视飞行条件下
        飞行员主要是观察云的形状来分析天气,通过观察云体是可以知道前方有没有雷暴云的,如果在飞行中发现前方的云有如下特征:云体高大,像大山或高塔;底部交平,呈暗灰色;顶部突起而明亮,呈圆弧形重叠,像花菜或鸡冠花顶,有时会呈白色纤维结构并扩展成铁砧状。那么这种云就是雷暴云。还有飞机如果在其他云上飞行的时候,例如雨层云,在这浓密的云层上有向上突起的云塔,其顶部伸展到8000米以上的高空,被强劲的空中风吹得像马鬃似地倒向一边,那么在这层状云中一定有积雨云。飞机在避让雷暴云过程中,若航线上出现了孤立分散的雷暴,可以选择从上风一侧,离开云体的目视距离不小于10千米,若雷暴呈带状分布时,可以从云隙较大的地方垂直于云带迅速通过,而且对于热雷暴,不能从云下飞过。这样能够最低程度上减小雷暴天气对飞机的影响,如果飞机高度足够,可以从雷暴云的上方飞过。
        (2)在国外模拟机的培训阶段
        尤其是最后一阶段的高性能地面模拟机训练,在熟悉如何操作king air c90的同时也学会了如何使用机载气象雷达。虽然在每次飞行之前都查天气,但是天气是千变万化的,没有谁能够保证天气百分百与预测是一样的。于是在某些飞行的某些时刻打开气象雷达是必要的的。气象雷达可以探测到与雷暴相关的雨区、风切变,还有地形测绘与湍流。
        机载气象雷达主要是由四部分组成的:收发机、天线、控制单元和显示单元。由收发机发射信号经过信号的倍频由778MHz变成9333MHz的微波信号,微波脉冲信号遇到含有雨滴目标后,一部分穿过目标,一部分反射回来,反射回波被平板天线接收,最后经过一些列的处理将这些信号显示到显示器上。
        雷达探测大气的基础是气象目标对雷达电磁波的散射。大气中引起雷达波散射的主要物质是大气介质、云、降水粒子等。其中大气介质的散射包括大气气体分子的散射,以及大气介质折射率分布不均匀引起的散射与反射。云、降水粒子的散射情况则随形态、几何形态不同而异,在雷达有效探测范围内,具有一定的降雨区包含较大的雨滴,就能够对微波长生产生一定程度的反射,形成有效的气象回拨。不同性质的气象目标产生的回波强度不同,降雨率越大,雷达的回波就越强。机载气象雷达以不同颜色来表征目标回波的强弱。中雨区显示是黄色,那种品红色的区域就得注意,很大的可能是雷暴区中的暴雨和湍流区[5]。利用机载气象雷达飞过雷暴区时,如果要在两块雷暴云之间穿越,在雷达屏幕上,两块雷暴云回波之间的空隙应不小于50到70千米,如果气象雷达显示一个极强雷暴云回波,绕过这一雷暴云时,在雷达屏幕上,飞机与雷暴云回波边缘的距离不应小于25千米。
        当然在模拟飞行的时候,不仅学到了利用雷达探测雨滴,而且在模拟飞行的时候,也学到了如何处理飞机结冰情况,这个时候会感到飞机操纵变得越来越困难,飞机性能越来越差,有时为了保持飞行高度,油门加了很大,仰角在不断提升,这个时候就知道飞机机翼可能结冰了,如果继续下去,飞机有可能会失速,所以果断的解决方案就是打开所有除冰防冰装置,报告管制中心,结合飞行情况有必要的改变航线、降低高度等。
        模拟飞行过程中,若接近雷暴,这个时候无线电罗盘指针左右会摇摆,飞机颠簸增强,如果接着向前飞,可能会飞入雷暴,大多飞入的雷暴是那种隐藏在其他云中间的隐藏雷暴,在目视飞行条件下,不依靠机载气象雷达这种雷暴是很难发现的,在雷暴中飞行,各种恶劣天气会伴随而来,比如上面所说的暴雨、积冰,除了这些还有湍流、强颠簸等,为了保证飞行安全,飞行员最正确的做法是解除自动驾驶仪,保持飞机平飞姿态,不要保持高度飞行,这样做可以保证飞机不会因为强烈的湍流使飞机超载荷而使飞机结构受损,当然再根据公司的标准操作手册来完成其他事宜,一般飞行员应该调转航向或飞往已知有目视飞行条件的区域,保证飞行安全[3]。
        在模拟飞行的时候,我因为从地面天气中心知道了跑道附近有雷暴,而雷暴附近常常伴有低空风切变和下击暴流,地面管制又不能准确的预知这些天气现象了,所以果断的拒绝了起飞。一般飞机遭遇到风切变的时候空速表会发生急剧变化,高度表指示会出现异常,在飞机起飞和着陆的时候遭遇风切变是非常危险的,如果飞行员不能够保证安全着陆,最正确的做法就是复飞。对于下击暴流,因为这个航空史上也出现过一些飞行事故,这些飞行事故基本上都有因为不能正确的预知下击暴流导致的。针对这些飞行事故,越来越多的机场也陆陆续续的安装了多普勒雷达,这很有效的预测下击暴流,提高飞行安全。雷暴中有下冲气流的目视征兆是有滚轴状云或雨幡。在雷暴周围飞行的时候一定要有雷暴中下沉气流所造成的外流最远可出现在雷暴云前方20-30千米处的意识。下击暴流对飞行造成的主要影响是在低空造成强烈的垂直风和水平风切变,若飞机在飞行中遭遇到微下击暴流飞机的性能往往是先变好后变坏,若飞机遭遇到该暴流,最正确的做法就是马上避开。
         (3)合格的飞行员
        在飞行前和飞行中不仅仅要时刻的掌握航路的天气状况、地形等,还需要能够利用一切可利用的资源避开恶劣天气,保证飞行的安全、高速、舒适,若在紧急情况下,例如飞机飞入了雷暴或者降落时遭遇下击暴流,飞行员也要沉着应对,在事情可以挽回之前找到应对方案,做出最合理的应对措施。模拟飞行只是训练成为一名合格飞行员的一种方式,飞行员在任何时候都应该学会思考,提高主观能动性。
        在飞行中,不会每次飞行都是理想状态的,而且天气是千变万化的,没有谁能够百分百的预测,而且随着中国航空事业的发展,对天气的预知和避免危害天气的飞行越来越有必要了,这是衡量一名优秀飞行员必要的素质,就本文所研究的雷暴来说,从雷暴的成因发展来研究因雷暴而导致的航空事故,我们是可以清楚的认识其实很多恶劣天气是可以避免的,有时候需要的只是飞行员一个正确的决策就可以保护飞机上乘客的安全财产就本文做了一下的总结:
        第一,飞行员在飞行前一定要仔细查看所飞区域的天气变化信息而且正确掌握飞行区域的气候特征,从雷暴的成因来说我们知道雷暴的形成需要足够的水汽、不稳定能量和足够的冲击力。我国雷暴日数有三个区域特别多,分别是雷州半岛及海南岛北部、云南东南部和四川西部。在每次飞行前如果有飞行雷暴多发区域,对这些区域的天气分析是有必要的。
        第二,雷暴是伴随着各种恶劣天气,比如说低能见度等,因这些情况导致的连锁反应比如说机场的暂时关闭,空域变得异常繁忙,在这个时候一名飞行员的自身心理素质是非常重要的,飞行员不仅要相信自己的机组,而且还要相信地面管制人员,大家的共同目标是保证飞行的安全,飞行员能做的就是沉着处理当下的事情,向管制人员报告当下情况,避免恶劣天气,保证乘客安全。还有飞行员在任何时候都应做个正确的决策,不要急于做什么事不经过大脑思考,不要认为别人做的都是对的,也不要认为别人做的都是错的,更不要反权威。在美国学习期间就有一名机长和我说他亲眼所见,他看见一架客机在龙卷风离他还有大概20海里的位置的时候还决定起飞,当然后来管制拒绝了。
        总之在出现任何特殊情况的时候,飞行员都必须要清楚当下处于什么情况,天气状况如何,飞机状况如何,做任何事情经过慎密的思考,做出最正确的决策,保证飞行安全。
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        致谢
        非常感谢老师的悉心教导,从选题、结构安排、论文初稿直至最终定稿的全过程无一不是在导师的悉心指导下进行,论文的顺利完成,也离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中,各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见,在他们的帮助下,论文得以不断的完善,最终帮助我完成论文。另外,要感谢在大学期间所有传授我知识的老师,是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识,这也是论文得以完成的基础。最后,衷心感谢于百忙之中评阅论文的各位老师。
   

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