[科普中国]-除了风切变，还有3种因素也会在飞机起降时产生威胁

2018年5月，四川航空3U8633航班（机型为空客A319）在重庆江北机场起飞后约40分钟，发生驾驶舱右挡风玻璃突然破裂脱落的事件。该事件发生后广受关注，机组成员临危不乱的职业素养令人印象深刻，但引发事故的技术原因尚不明晰，目前中法联合组成的技术团队正在深入调查事故起因。一波未平，一波又起。8月28日中午，首都航空JD5759航班（机型为空客A320）于8时17分从北京首都国际机场起飞。几小时后航班抵达澳门着陆时，疑似遭遇风切变导致降落失败。在机组试图重着陆后，前起落架已经破损，前轮碎片将一台发动机打坏， 飞机的无线电设备也已失去通信。机组决定返航迫降深圳，深圳机场随即启动应急预案，最终有惊无险，该航班在11：58成功迫降于深圳机场。据报道，该事件中有五名乘客受轻伤。对于这次JD5759航班事故，民航专家表示，其原因很可能是着陆时遭遇了剧烈风切变。风切变这个词对于大家来说可能很陌生，那么它到底是什么现象？飞机发动机风切变一定是此次事故的罪魁祸首？在详尽调查前不能断言风切变是英文wind shear的译名。从风切变这个名字，就可以看出，风切变是气流方向和大小的剧烈改变。大家都知道，飞机依靠气流来产生升力，风向和风速如果产生突变，对飞行一定会产生很大影响。尤其是起飞和着陆阶段，飞机姿态的微小改变都有可能导致事故发生。因此，风切变一直以来都是民航飞行的一个重大危险因素。飞机依靠与气流的相对运动产生升力，升力的两个主要决定因素是相对运动速度，和飞机的气流迎角。迎角和速度越大，升力就越大。当飞机在一定风速，一定迎角的条件下平稳飞行时，如果风向突然从逆风变为强顺风，也就是出现了风切变，飞机相对气流的速度就会骤减，这时飞机由于巨大的惯性，无法快速调整迎角，此时飞机升力也会随之骤减，从而全机出现巨大的下坠趋势。可想而知，这样的情况是极其危险的，尤其是在飞机起飞和降落时，突然出现的风切变很有可能导致飞机直接触地坠毁。实际上风切变并不罕见，在乘坐民航客机时经常会碰到机身颠簸和突然下降等情况，它们有一部分是由紊流引起的，另外一部分就是由高空风切变引起。但在高空巡航状态时，飞行速度可达0.9马赫（约800千米每小时），风向的突然改变不会对飞行状态有很大影响，而且在高空中飞行员有足够的时间和空间来做出调整。但在起飞和降落时情况就完全不一样了，飞机的突然下坠是及其危险的。在20世纪60年代到80年代，仅在美国就发生了26起因风切变引起的航空事故，造成600多人丧生。20世纪90年代起，全球各大飞机制造商开始在飞机上装设风切变探测预警系统，同时大部分机场也装设了多普勒雷达来监控近地气流情况。如今，风切变的事故率已经降低到十年一遇。尽管风切变是国际公认的影响飞机起降的主要危险因素之一，但在未详尽调查之前也不能断言，风切变一定是造成此次事故的罪魁祸首。事实上，飞机起飞和着陆是整条航线中飞机最脆弱的两个阶段，在这两个阶段机组成员需要手动操作，难度很高，因此飞机起降过程也极易受各种危险因素影响。那么，除了风切变之外，还有哪些危险因素会导致起落过程中发生险情呢？阵风通常情况下，民航飞机在降落时，地面的风向不会恰好与降落方向相同，而是存在一定的侧风分量。为了在侧风中使飞机保持平衡，民航飞机（尤其是大型客机）在着陆时会采取一定的侧滑角，也就是机头的方向和着陆的方向存在一个夹角，来平衡侧风的影响。驾驶大型客机着陆非常困难，需要驾驶员有很高超的技术，其中一个原因就是着陆时侧滑角很难手动精确控制。如果在降落时的侧风较大，甚至超过允许降落的侧风风速限制时，这不仅对飞行员的技术是一个重大考验，还有可能会产生危险。因此，地面风速和风向是机场最重要的实时观测项目之一。下击暴流?下击暴流常见于雷暴天气，由雷暴云的运动和消散而产生。下击暴流经常产生于低空区域，因此会严重影响飞机的起降。在飞机通过下击暴流区时，首先会遇到强烈的逆风，此时飞机升力增大，从而快速爬升。但随后风向会急剧改变为强顺风，这是极其危险的，因为它会导致飞机升力骤减，从而导致飞机的剧烈颠簸甚至触地坠毁。可以看出，下击暴流与风切变较为相似，本质都是飞机在低空时遭遇的剧烈风向改变。目前，民航机场主要采用多普勒雷达来监测雷暴天气，从而可以提前告知飞行员机场低空附近的气象情况。下击暴流示意图低能见度天气飞机抵达机场低空区域时，飞行员需要手动调整对准机场跑道。尽管有助航设备的协助，大雾、雷雨等天气还是会严重阻碍飞行员视野，从而对起降过程的安全造成很大威胁。因此，低能见度天气是导致机场航班延误的主要原因。目前，民航机场对恶劣天气和能见度都规定了最低标准，从而防患于未然。例如，台湾高雄国际机场规定，降落时最低能见度为750公尺。20多年前，震惊全国的南航CZ3456事故，就是因为飞机遭遇恶劣天气，能见度过低，导致着陆失败，重着陆时，由于机组成员未能做出准确判断，人为操作失误并受到恶劣的天气影响，飞机以俯冲姿态触地，随即解体爆炸，机上成员死亡比例近一半。该起事故震动了整个中国民航界，直到现在网上还在流传长达12分钟，记录飞机解体之前机组成员对话的的黑匣子音频。值得庆幸的是，当年的CZ3456事故发生之后，南方航空公司乃至整个中国民航界都进行了大规模的反思和整顿。在今年的两起事故中，虽然具体事故原因尚不明确，但机组的职业素养和责任心都令人称道。飞机起落架作者| 李昌浩 毕业于北京航空航天大学工程力学专业，目前在美国宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系攻读博士学位文章由腾讯科普“科普中国头条创作与推送项目”团队推出转载请注明来自“科普中国”