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直升机山区飞行小心"暗坑" 12条安全飞行建议

发布时间:2020.03.21

据韩媒news 1报道,当地时间19日下午3点,韩国蔚山市蔚州郡一架参与扑救山火的直升机坠毁。消防部门称,事发时风速高达10-13米/秒。


另有消息称失事直升机由蔚山市和蔚州郡从民营企业租借,载水量为两千五百升。当天下午3点5分左右,直升机从蔚山体育公园直升机租赁停机坪起飞后飞往水库取水。直升机在水库取水时失去承载力,坠落在附近山坡后滚落到水库里。


当前春季森林草原防火正当时,各地进入山火多发期,直升机参与山区防火灭火的活动频繁。需要注意的是与平原相比,山地对大气运动的影响更加明显和复杂,山区飞行需谨慎。以下两起事故更充分说明山区飞行时稍有不慎就容易掉入气流的“暗坑”。

案例1:某直升机在执行向山顶运送石料的任务时,所载石柱虽然已捆绑并按平衡要求位置装入机舱内,但未完全固定,当逆风飞行接近山顶降落点时,遇到背风坡所产生的较强烈下降气流,直升机进入下降状态并造成石料前移,重心随之前移,在被迫转弯脱离过程中,旋翼打到建筑物顶部,造成直升机失控坠地。

案例2:某直升机执行航空拍摄任务,拍摄对象位于一座小山丘的顶上,现场三个方向均有山口,易形成一定狭管效应,造成区域气流紊乱。直升机低高度飞行,为了满足拍摄需要减速,并围绕拍摄对象做盘旋动作,转弯角速度大,半径小,当机头转向正对一座小山包时,尾部吹来的气流使直升机相对前进速度进一步减小,在自重较大和气流的双重作用下,导致掉高度,进入涡环状态,受地形和高度限制又不能改出,直升机近乎垂直坠地。

山地气流运动既有动力原因,也有热力原因,既影响水平气流,也影响垂直气流。


升降气流



当气流遇到大的山脉时,大部分气流被迫从山顶越过,这样就在迎风坡一侧形成上升气流,在背风坡一侧形成下降气流,造成气流强烈的升降运动。升降气流最强的地方出现在山坡上距山顶500到1000米的地方,根据有关观测记载,速度可达15到20米/秒,再向上气流就会很快减弱。迎风坡的上升气流在距山体相当远的地方就可能出现,距离和山体的形态有关,山体越高越陡,距离就越远。

迎风坡上,湍流很少,上升气流有利于飞行,而背风坡上通常会有颠簸和下降气流,会使飞行变得危险。特别要注意上升气流转变下降气流的“分界线”,上升气流和下降气流之间的分界线通常会随着风速的增加而变得更陡,并向迎风坡方向移动。沿着山谷飞行时,最好是靠近迎风坡,利用向上的气流,尽量避免背风坡飞行。


热力作用也可以造成山区气流的升降,由于山地地表一般起伏不定,各区域增热散温不一致,造就了热力对流。白天山顶、山坡上的气温高于山谷上空同高度的气温,在靠近山顶、山坡一侧气流呈上升,在靠近过山谷中心一侧气流呈下降。


到了夜间,靠近山顶、山坡一侧的空气降温要比靠近山谷中心一侧的空气降温快。因此会形成和白天截然相反的情况,出现沿山坡靠近山坡的下降气流和山谷中心附近的上升气流。


山地湍流



山地湍流也叫乱流、扰流或紊流,是气流在“翻山越岭”时因摩擦作用在山坡上产生涡旋形成的。这种涡旋一般高度不高,常常贴附在山坡上。迎风坡涡旋因为山体的阻挡一般不会移动,背风坡的涡旋则会一边形成,一边随气流移动,最后逐渐消失。气流越山时还可能在山顶和背风坡上空出现湍流,这是因为气流过山时山顶风速大,背风坡风速小,在垂直方向上存在风切变造成的。因此一般背风坡湍流较强,且伸展高度较高。所以要警惕背风坡飞行受下降气流影响自动降低高度,被下降气流“带入”背风坡湍流中的可能。

山地湍流的强弱与气流速度、气流方向与山脊的夹角、山体形态以及气层的稳定程度等有关,气流速度越大,气流方向与山脊的夹角越接近于直角、山体越陡峭、气层越不稳定,湍流的强度就越强,范围也越大,伸展高度也就会越高。


当气流方向与山脉走向垂直的时候,山谷中迎风坡和背风坡上的湍流如图所示与前述情况相类似,背风坡一侧湍流比迎风坡一侧要强,因此这时在山谷中飞行的话应该避开背风坡而靠近迎风坡,减小湍流的影响。


如果气流方向是沿着山谷时,山谷中的湍流强度会随气流速度的增大而增大。当从峡谷吹来的气流进入开阔山谷或进入平原时,由于两侧气流散开,速度会骤减,中心气流速度和两侧气流速度存在较大差距,形成风切变,会在谷口两侧形成绕垂直轴向的强大的涡旋。所以当沿山谷顺风飞行时应当尽力避免靠近谷底和山坡,特别是出谷口时不要过早的转弯,否则一旦误入两侧的湍流中将“在劫难逃”。

热力作用同样也可以“造就”湍流,湍流的高度甚至可达2000到3000米,气层不稳定时更可达4000到5000米。山区的热力乱流呈现出早晚弱,午后强的日变化特征,且各区域湍流出现的时间和强度也不尽相同。一般早上由于太阳照射的原因朝东的山坡比朝西的山坡增温快,湍流出现的时间也早,强度、范围也越大,伸展高度也越高。同样道理,就北半球而言,朝南的山坡比朝北的山坡湍流要强烈。


山地背风波



在下述条件下气流越山时:
1、气流越过的山脊是长山脊或山岳地带;
2、气流方向与山脊的夹角接近于直角;
3、气流速度在山脊高度上在8米/秒以上;
4、山脊到对流层顶,气流速度随高度增加而增大或保持不变;
5、低层气层不稳定,上层气层稳定。

在山脊背风一侧的上空气流会形成一定的波动,称为山地背风波。

山地背风波中升降气流的垂直速度通常为5到10米/秒,有时甚至可达25米/秒,直升机进入后,往往会短时间内急剧掉地高度,继而又上升高度,如此反复,如果恰逢是夜间或在云中飞行,将十分危险。背风波中的下降气流还会使气压式高度表读数偏高,有时甚至偏高上百米,此时由于是在下降气流中,直升机实际是在下降高度,但犹如表高偏高,机组不易发现高度在下降,容易造成危险。


一些其他山地地形


当单山山脉山坡规则而平缓时,迎风坡上升气流和背风坡下降气流也会较为平缓,气流通常比较规则,但特别是在背风坡有时也会出现湍流。如果单山山脉山体陡峭,山脊突出,气流流动的基本趋势将不会有大的改变,但是在山体凹地和“台阶”区域会有比较强烈的湍流。

气流“翻越”群山山脉时会在群山之间形成一系列的滚轴状的气流。通常情况下迎风坡气流应当是上升的,但是在群山山脉,当气流流过的后一座山比前一座高度低时,后一座山的迎风坡上通常会是来自前一座山的下降气流,这一点特别要注意。

气流流过短的山脊或者孤立的、“身材比较苗条”的山峰时,大部分气流会从两侧绕过,只有少部分气流会从山顶“翻越”,这时一般升降气流不会很强烈,但是通常会在背风一侧出现绕垂直轴向的滚轴状的涡旋,因此飞行时要尽量远离这一区域。


其他建议


国际直升机安全团队对直升机山区飞行的12条建议:
1.了解直升机的性能和限制;

2.提交飞行计划或通知某人你的意图;

3.仔细研究航图——不要依赖GPS;

4.获取最新的天气信息,以便做出去/不去的决定;

5.当风速超过25节时不要去;

6.在安全的高度飞行;

7.注意风向和风速;

8.监测天气变化迹象;

9.注意山地飞行中心理和生理的影响;

10.总是计划好脱离和逃生的路线;

11.注意风切变和可采取的处置措施;

12.接受足够的,适当的训练。