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航空器空中颠簸等级划分标准应用研究

时间:2022-04-15 08:45:30 浏览次数:

工作造成了极大的影响,航空器在颠簸情况下会出现高度忽然变化,航空器会选择改变高度或航线,都会给附近的航空器带来威胁。颠簸造成的大量飞行路径及高度变化会使得管制员工作量激增,造成管制员工作负责增加和管制难度增加,进而影响到同一管制空域内的其他飞机。

2 现有颠簸强度分级标准

2.1 涡流消散率

根据国际民航组织附件3,国际上颠簸强度根据涡流消散率EDR(eddy dissipation rate)为指标来分类。

颠簸程度被分为以下4类:(见表1)

a.严重颠簸:当湍流指标在15-27之间(EDR峰值超过0.5);

b.中度颠簸:当湍流指标在6-14之间(EDR峰值超过0.3);

c.轻度颠簸:当湍流指标在1-5之间(EDR峰值超过0.1);

d.无湍流:当湍流指标为0(EDR峰值低于0.1)。

2.2 过载增量

我国使用过载增量作为颠簸强度分级标准,该指标可以通过机载加速计进行测量,数据容易获得。

2.3 空速表加体感

为了帮助飞行员快速、正确判断颠簸强度,国际民航组织设计出一个定义表以供使用。

3 颠簸强弱判断指标应用

现有的三个判断指标分别是:涡流消散率、过载增量、空速表加体感。涡流消散率具有进行颠簸预报的能力,空速表加体感可以由航空器驾驶员进行实时判断,过载增量则主要进行事后数据分析。三个指标共同构成了航空器空中颠簸强度等级判定体系。

通过空速表加体感来对颠簸强度进行判断,是由驾驶员对航空器的速度变化进行监视,配合驾驶员主观身体感受。主要是便于航空器驾驶员进行实时的颠簸强度识别,进而根据操作手册采取相应的措施。

颠簸发生后航空器驾驶员要及时向管制员通报颠簸情况,管制员转发后续飞机便于后续飞机做好准备或及时绕飞。但是相同的乱流对不同的机型、载重造成的颠簸不尽相同,后机只能进行推测。而颠簸区域随着大气运动可能发生漂移,总体来说前机颠簸情况对于后机参考价值有限。

过载增量是由机载计算机对飞机加速度变化进行计算和监控。通过计算乱流对本机造成的加速度变化来对颠簸强度进行判断。由于驾驶员采用空速表加体感来判断颠簸强度更为快捷和直接,所以航空器的过载增量数据主要是用于后期的航空器性能分析和飞行数据分析。该数据从QAR(飞机机载记录系统中的快速存储装置)中导出。

涡流消散率(EDR)是描述湍流强度的一个重要参数,它代表了湍流内部热能转化为动能的程度,可以反映湍流的速度结构。EDR可由多普勒声雷达、多普勒激光雷達、多普勒风廓线雷达、多普勒天气雷达以及多普勒测云雷达等进行探测。涡流消散率表示的是该区域内涡旋此时的强烈程度。所以涡流消散率越大表明该区域湍流发展越剧烈。涡流消散率可以说是一个独立衡量颠簸的参量。通过构建函数关系将EDR、飞机型号、重量、飞行高度、结构配置和飞行速度充分结合,可以得出相对于本机当前状态下的颠簸强度数值。这就可以起到较好的颠簸预测作用。

全面的涡流消散率数据需要由多普勒激光雷达测出,但是多普勒激光雷达主要安装在地面气象观测站。机载多普勒气象雷达可以对含水汽的区域进行测量,通过计算可以向机组提供颠簸预报,仍旧可以实现在大多数飞行情况下向机组提供颠簸预报,具有极高的应用价值。已有航空公司开始尝试使用此项技术。

4 结语

本文分析了现有的对于航空器空中颠簸强度评定的指标。对涡流消散率、过载增量、空速表加体感进行应用和实效性对比。着重对涡流消散率(EDR)进行分析,强调了基于涡流消散率的航空器空中颠簸强度预测能力。为加强民航运行安全,提升航空服务水平和质量提供有益的参考和建议。

参考文献:

[1] 周林,黄超凡.近10年晴空湍流的研究进展[J].气象科技,2015(01).

[2] 陈华利.飞机颠簸的预报[J].四川气象,1999,19(3):32-33.

[3] 王永忠.大气湍流对飞机颠簸的影响[J].西南交通大学学报,2006,41(3):279-283.

作者简介:袁江(1988-),男,山西朔州人,研究实习员,主要从事民航空管方向教学与研究工作。

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