影响航空安全的“隐形杀手”——低空风切变

目前，国际航空和气象界均已公认低空风切变（通常指近地面600米高度以下空气层中风向风速突然变化的现象）是飞机起飞和进近着陆阶段的危险因素，常规的探测手段无法探测到低空风切变内部细微的结构，因此，低空风切变已经成为影响航空安全的“隐形杀手”。[第一段]     

低空风切变危险尺度研究

飞机在低空风切变中飞行的危险性评估尺度是机载低空风切变探测、告警、回避系统设计中的关键之一。本文从飞行动力学的基本方程组出发,根据能量高度的概念,从理论上导出了低空风切变对飞行安全的危险尺度,经研究,风切变的危险主要表现在水平风的加速度U_wg和垂直风速度W_wg上。文中研究了U_wg和w_wg对危险尺度的定性、定量关系,提出了用水平风加速度这个目前机载设备能探测的参数来评估风切变的危险程度,为前视式机载低空风变探测传感器的设计提供了基础。     

兰州中川机场低空风切变的初步分祈

本文介绍了2004年以来出现在西北4个机场的16次低空风切变过程。分析了兰州中川机场低空风切变的气候特征；就2007年5月2日弱对流下的强低空风切变过程，与2007年6月23日有雨幡，但无风切变过程的多普勒雷达对探测图像及风切变数值进行了对比分析。结果表明：西北机场的低空风切变主要出现在飞行降落阶段。中川机场的低空风切变有增多趋势。风沙和弱对流云下的降水中也会出现强低空风切变。     

我国第一套机载前视式红外低空风切变探测/告警系统

机载前视式风切变探测/告警系统是近年来国际民航界及航空电子制造行业关注的热点。我国民用机发展计划也将研制机载低空风切变探测/告警系统列为重点攻关项目。 洛阳电光设备研究所负责研制的机载前视式红外低空风切变探测/告警系统试验样机已在去年底通过了航空工业总公司的鉴定。在不长的时间 里,该研究所的科研人员从理论研究、工程设计乃至仿真技术等方面做了充分论证,系统地解决了低空风切变温度特征、探测原理、危险尺度判据、伪信号修正方法、探测波段选择、机载多通道红外辐射计、风切变信息处理计算机快速解算算法及仿真软件等一系列难题。     

机载低空风切变系统适航要求及验证方法研究

风切变是一种特殊的大气现象,影响飞行安全,民用飞机在飞行时应尽量躲避风切变.机载低空风切变系统是一种有效的风切变探测系统,可以探测风切变的存在并发出警告,使飞行机组有足够的时间采取措施安全地避开风切变.本文简要介绍了风切变的概念及其危害,梳理了民用飞机主要应用的机载低空风切变系统类型,分析了机载低空风切变系统的适航条款要求,并给出了可采用的符合性验证方法.研究结果对国内民用飞机的适航审定取证工作具有积极意义.     

上海地区两机场低空风切变的特点和天气背景分析

本文通过对上海浦东和虹桥两机场低空风切变的特点和形成低空风切变的天气形势进行了分析，初步得出了上海地区两机场低空风切变发生的天气背景形势，提出上海地区两机场低空风切变的一些预报思路。     

飞机低空风切变的探测和警告系统

现今大量的证据确证,近来不断增加的飞行事故都与低空风切变(LAWS)有着直接关系。美国国家研究委员会发现1964～1982年期间,几乎所有与天气有关的飞行死亡事故都存在着低空风切变。然而,目前尚没有令人满意的方法能在飞机起飞或着陆的关键阶段提供必要的安全裕度(safety margins)。美国联邦航空局已关注此事,并支持发展从飞机上对低空风切变进行时空探测,且至少在飞行员有潜在危险前一分钟发出警告的机械系统。本文的一个目的就是介绍初步的飞机测量研究结果,证明前视     

双流机场一次锋面低空风切变天气过程分析

低空风切变是指出现在600米以下，短距离内风向、风速的突然变化。具有变化时间短、范围小、强度大、发生突然等特点。能够产生低空风切变的天气系统一般是雷暴、低空急流和锋面等。在双流机场的历史资料中，只发现有雷暴天气造成的低空风切变。而在2002年11月14日，双流机场出现了一次锋面引起的低空顺风风切变，本文对这次过程进行了详细分析，对提高低空风切变的预报是非常有用的。     

低空风切变与飞行安全

越来越多的由低空风切变原因造成的飞行事故事实,引起了人们对低空风切变问题的极大关注。了解低空风切变的产生,对飞行的影响与对策,对飞行人员和航管人员来说,具有十分重要的意义。本文试对以上方面作些介绍。由于低空风切变的定义及类型目前有几种说法,作者普查了有关资料,选用“空军飞行试验训练中心研究部”袁连胜的提法,加上自已的分析,较为通俗明确。     

低空风切变中直升机纵向运动特性分析

低空风切变是危及飞行安全的一种危险天气，由此而引起的严重事故时有发生，将风切变引入直升机的基本运动方程，定性地讨论了水平风切变对直升机进场着陆／着舰的影响，着重分析了直升机在低空风切变中的飞行航迹，操稳特性变化特点等，对飞行员处理风切变有一定的参考价值。     

低空风切变对飞行的危险性评估

本文利用风切变场中飞机的近似的能量高度传递函数和激发飞机长周期振荡的最严重的风切变模型,研究并确定了适用于机载风切变系统的风切变危险通报(caution)的阀值.为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则.     

机载风切变系统的告警准则

利用风切变场中飞机近似的能量高度传递函数研究了飞机在激发其沉浮振荡的最严重风切变场中的动态特性 ;确立了适用于机载风切变探测告警系统的风切变危险通报的阈值。为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则     

美国低空风切变危险性评估的研究概况

对美国在低空风切变的危险性评估及其准则、风切变模型及地面系统仿真等方面的研究概况作一介绍,最后找出我国在这方面研究的差距,并提出努力的方向。     

低空风切变系统建模及其对直升机飞行安全威胁定性分析

系统地建立了含湍流的三维低空风切变模型，并综合分析了其对直升机飞行安全的威胁。建立了微下击暴流风场及大气湍流场组合的风切变模型，在不增加计算量的前提下，选取特征点发展直升机飞行动力学模型，有效捕捉了风切变的切变特性，提高了在风场中的动态响应计算精度。模型配备姿态保持功能的控制增稳系统已符合一般直升机的飞行状态，并改善机体响应。根据风速分布的特点，选取不同飞行速度、不同风场位置进行飞行仿真，定性地对比分析状态量变化与风场对应关系，并且以垂向通道为例，从动力学角度分析验证了响应的理论计算表达式。结果表明：湍流主要导致高频姿态角响应，风切变对飞行状态量变化占主导作用，且垂向风是引起威胁的主要因素，据此提出危险风场规避建议。     

飞机抗拒风切变的能力

本文对大型喷气飞机穿越严重风切变——微下冲气流提出了一种简单、近似的飞机安全穿越微下冲气流的性能指标,并基于能量守恒定律,推导出一种近似的计算飞机抗拒风切变能力的解析式。通过对波音-727飞机在起飞、着陆阶段的抗风切变能力的计算,表明该式之结果与通过时间历程进行动态计算所得的结果是一致的,从而为飞机风切变的告警以及抗风切变控制系统的设计提供了一个参考的准则。     

机载前视式低空风切变探测数值模拟研究

使用二维面对称微下击暴流数值模式,对“湿”微下击暴流风切变进行了模拟,并通过工作在Ｘ－波段的微波多普勒雷达,对飞机着陆下滑航迹前方的微下击暴流风切变进行探测。结果表明：通过单元－单元自动增益控制、杂波滤波和天线仰角控制,可提前８０ｓ（６ｋｍ）探测到“湿”微下击暴流风切变,符合ＦＡＡ提出的适航要求     

计及诱速和风切变的直升机自转前飞特性

研究直升机自转前飞时在风切变条件下的稳定性和操纵性。风切变采用非线性模型，旋翼模型考虑桨叶的刚性挥舞运动，桨叶根部具有水平铰外伸量和弹性约束，诱速在桨盘处的分布采用固定涡系所表示的诱速非均匀分布模型，以Ｚ９飞机为算例，算出计及风切变与否的自转前飞平衡参数和稳定根及操纵响应，显示了风切变对自转前飞操稳特性的影响。     

计算机辅助的低空风切变改出优化控制

介绍了动态系统的计算机辅助直接优化方法的原理及其在低空风切变改出飞行中的应用，利用较真实的风切变工程化模型，选择适当的控制函数模型，性能准则及其约束条件，通过计算机直接地，系统地和迭代地探寻最优条件，对飞机改出低空风切变控制进行了优化，获得了最佳改出性能飞行参数曲线，并与没有优化的改出引导策略结果作了比较，结果表明，通过优化，飞机改出低空风切变的性能获得了明显的改善。