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又称为乱流、扰流或紊流

  图1:北京机场上空的雷暴云(CB)。民航资源网资料图片,摄影:民航资源网网友“pj”

  湍流(turbulence),也称为紊流,是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,或称为片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波波状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。

  航空器在大气中飞行时,也会遇到湍流。湍流产生的原因较为复杂,一般来说是由多种大气条件共同作用时生成。第一种是风暴湍流(Storm-related Turbulance)。当水蒸汽凝结成水滴时,释放出的热量会加热周围的空气;空气被加热后不断上升,密度也随即减小。bwin国际注册最后,空气上升地越来越快,也越来越高。由此产生的上升气流就会导致飞机颠簸。风暴湍流的监测相对容易,用机载多普勒气象雷达或简单地通过肉眼观察云层的变化就能识别出来。要避免撞上风暴湍流,最简便的办法就是让飞行员改变飞行航线或飞行高度。

  另一种湍流不易被人察觉,那就是晴空湍流(Clear Air Turbulance)。当两个气团在以不同速度或朝不同方向运动的时中相遇,就会产生晴空湍流。关于晴空湍流的形成,有一个典型的例子:气流在运动过程中,受到山峰的阻隔而瓦解成多个气团,从而形成湍流。飞机在穿过高速气流的时候也会遇到晴空湍流。与风暴湍流相比,要监测到晴空湍流就没有那么容易了,晴空湍流可以说是来无影去无踪,犹如平静的海面下汹涌的暗流,飞行中遇到这种强烈的扰动气流,就会使飞机突然产生剧烈颠簸。

  大气湍流虽然很少造成恶性飞行事故,但在机组来不及处理、乘客又未系安全带的情况下,也可能造成乘客受伤,甚至危及人身安全。那么,湍流能让飞机失事吗?

  答案是肯定的。但现在,发生这种事件的概率已经很低了。一方面,湍流使飞机颠簸有时会超过机身的承受极限:1966年,英国海外航空公司的一架波音707客机从东京机场起飞不久,在富士山附近突然遭遇强烈湍流,致使飞机尾翼断裂,最终飞机解体坠毁。据估计,当时的风速超过了每小时140英里。从那时起,人们对飞机的设计进行了长期改进,今天的商用飞机,其设计受力能力在过去的40年间提高了1.5倍。另一方面,剧烈的湍流也可能使飞机失去正常的飞行状态而坠毁:2009年,法航447航班在跨洋飞行时进入了有风暴活动的区域。飞行员试图通过转向让飞机逃离恶劣天气,但似乎正是这一作法导致了飞机失速,最终坠入大西洋。事后调查发现,强烈的湍流、速度传感器故障及飞行员操纵失误导致,是导致飞机失速坠海的重要原因。

  全世界每年都会发生由于晴空湍流造成的飞行事故,与风暴湍流相比,要监测到晴空湍流就没有那么容易了。晴空湍流通常发生在6~15千米的高空,以离地面10千米高度附近为最多,这恰好也是大多数民航客机航线的飞行高度。所以,当飞行员遇到晴空湍流时,必须要向空中交通管制中心报告:航路有颠簸。目的是提醒其他过往的飞机注意。

  最新消息显示,来自欧洲DELICAT项目的科学家在经过多年研究后终于开发出了被称作“LIDAR”的晴空湍流探测系统。这种系统可以被安装在飞机前部,并通过收集飞机前方的大气数据来预测晴空湍流的存在。具体来说,LIDAR由德国航空航天中心(DLR)下属的大气物理研究所开发。这套设备工作时会利用架设在前端的紫外激光发生器沿飞机航行方向发射激光束检测大气中氧和氮分子的密度波动,并根据反馈的效果来推断航线上是否存在晴空湍流,以便飞行员提前采取避让措施,增加飞行安全。

  李辉在军队服役20余年(已退役),长期从事陆军航空兵飞训、装备工作。多次参与航空装备引进、监造及验收工作,曾负责西北地区国家级应急飞行救援力量建设,具有丰富地飞行任务协调指挥经验。服役时多次组织军方直升机实施反恐维稳、应急搜救、森林灭火、高原救护、要客运输、大机群跨国转场等飞行任务。现主要从事通航企业运营管理、战略发展咨询等工作。

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