航空氣象服務(wù)與直升機飛行安全探討

時間:2022-09-05 09:16:33

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航空氣象服務(wù)與直升機飛行安全探討

摘要:直升機在我國??樟Ⅲw救援中扮演著重要角色。航空氣象服務(wù)直升機飛行安全密切相關(guān),天氣現(xiàn)象、氣象要素時刻影響著飛行活動的各個階段,直升機飛行有特定的天氣標(biāo)準(zhǔn)。蓬萊沙河口機場經(jīng)過多年的氣象服務(wù)建設(shè),形成了信息渠道廣泛、服務(wù)內(nèi)容多樣、服務(wù)方式多元的救助飛行氣象服務(wù)特點,建立了相對完整的航空氣象服務(wù)體系。

關(guān)鍵詞:氣象服務(wù);氣象因素;天氣標(biāo)準(zhǔn);飛行安全

直升機具有高效、快捷、地理空間受限小的特點,能夠快速到達(dá)海(水)陸作業(yè)現(xiàn)場,實施搜尋救助、物資輸送、空中勘察等工作。作為通用航空器,直升機一切飛行都在大氣中進(jìn)行,大氣時刻不停地運動,產(chǎn)生風(fēng)云雨雪、冷暖干濕等各種自然現(xiàn)象,這些現(xiàn)象與直升機飛行安全、運行效率、任務(wù)成敗密切相關(guān)。蓬萊沙河口機場(以下簡稱蓬萊機場)作為交通運輸部北海第一救助飛行隊(以下簡稱北一飛)下屬通航機場,是海上救助事業(yè)成長壯大的見證者。截至2015年6月,北一飛已從波濤洶涌的海面、洪水泛濫的山區(qū)、孤立無援的海島挽救了1404條鮮活的生命。上述地區(qū)開展救助有時會遭遇雷雨、大風(fēng)、低云和低能見度等危險天氣,對直升機飛行和作業(yè)構(gòu)成威脅,增大了???、陸空救援難度,導(dǎo)致救助任務(wù)失敗乃至取消。相較于船舶、車輛,直升機對氣象條件的要求更高。因此,做好飛行氣象服務(wù)保障工作,努力摸清大氣活動規(guī)律,掌握天氣演變特點,及時準(zhǔn)確的提供氣象實況數(shù)據(jù)和預(yù)報信息,對于直升機飛行趨利避害,保障飛行安全,增強人員信心,確保行動順利,具有重要意義。

1飛行安全中的氣象因素

1.1天氣現(xiàn)象對飛行的影響

在眾多的天氣現(xiàn)象中,雷雨、地面大風(fēng)、低能見度、低空風(fēng)切變、低云、積冰和顛簸是危及直升機安全的危險天氣。雷雨,即強降水伴隨雷暴的天氣現(xiàn)象,大雨沖刷座艙玻璃,會降低目視飛行能見距離;雨水附著在跑道,減小摩擦力,致使直升機滑跑距離變長;雷電干擾中短波無線電通信,還易擊傷機體或機載電子設(shè)備。地面大風(fēng)(17米/秒及以上)則會破壞直升機飛行的穩(wěn)定性,增大飛行操作難度。低空風(fēng)切變對起飛、著陸階段的直升機威脅較大,風(fēng)向風(fēng)速的突然轉(zhuǎn)變易造成直升機偏離起落航線,掉高度甚至導(dǎo)致觸地事故。低能見度降低了直升機的地標(biāo)觀測距離,機組容易判斷失誤,誘發(fā)飛行事故。低云則是造成飛行事故的主要天氣現(xiàn)象,在低云遮蔽機場的條件下,直升機必須穿云飛行,飛行能見距離降低的同時還可能遭遇到積冰和顛簸。冬季過飽和云內(nèi)飛行可能出現(xiàn)旋翼、發(fā)動機、空速管積冰,導(dǎo)致直升機升力、功率、飛行參數(shù)異常,引發(fā)直升機進(jìn)入危險飛行狀態(tài)。云內(nèi)上升氣流、湍流、亂流則造成直升機顛簸,使機身搖晃劇烈,操縱困難,帶來不良后果,危及直升機安全。在實際觀測中,危險天氣并不孤立出現(xiàn),通常是一種或幾種天氣伴隨出現(xiàn)。例如大風(fēng)、雷雨使能見度惡化,強烈發(fā)展的積雨云會產(chǎn)生雷暴、低云、風(fēng)切變、積冰和顛簸等極端天氣現(xiàn)象。

1.2氣象要素與飛行的關(guān)系

濕度、氣溫、氣壓、風(fēng)等氣象要素也間接或直接影響著直升機的飛行品質(zhì)。蓬萊機場毗鄰黃海,海上潮濕空氣會腐蝕直升機發(fā)動機和其他金屬部件,增大機務(wù)維護(hù)難度。氣溫高低影響發(fā)動機推力、載重量、滑跑距離,讓機載高度表數(shù)值失真。氣壓是直升機起飛、降落和航線飛行時,必須使用的一個參數(shù),由于各地氣壓變化,往往造成機載氣壓高度表顯示誤差。地面風(fēng)會直接影響直升機的操縱性能,高空風(fēng)關(guān)系到直升機航速和油耗。

2直升機飛行天氣標(biāo)準(zhǔn)

直升機起降及飛行最低標(biāo)準(zhǔn)實際上就是天氣標(biāo)準(zhǔn),以對飛行影響密切的能見度和云底高為限制條件。目前,蓬萊機場運行標(biāo)準(zhǔn)為:云底高不低于200米、能見度不小于2公里。北一飛嚴(yán)格禁止直升機在低標(biāo)準(zhǔn)或危險天氣條件下運行,為此《運行控制手冊》中明確了直升機目視、儀表、海上航線飛行需要滿足的天氣標(biāo)準(zhǔn)。

2.1目視飛行規(guī)則最低天氣標(biāo)準(zhǔn)

在修正海平面氣壓高度3千米以下,能見度不小于5千米,距云的水平距離不小于1500米,垂直距離不小于300米。在運輸機場以外的空域,在修正海平面氣壓高度900米以下或者離地面高度300米以下(以高者為準(zhǔn)),按目視飛行規(guī)則運行直升機時,能見度晝間不小于800米/3000米(海上),夜間不小于1600米/5000米(海上)。

2.2儀表飛行規(guī)則最低天氣標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)天氣條件不低于起飛最低標(biāo)準(zhǔn),但低于儀表飛行規(guī)則著陸最低標(biāo)準(zhǔn)時,機組不得按照儀表飛行規(guī)則起飛直升機,除非在距起飛機場1小時飛行時間的距離內(nèi)有備降機場。機組按照儀表飛行規(guī)則起飛直升機或者進(jìn)入儀表飛行規(guī)則飛行或者云上運行,要求直升機到達(dá)著陸機場的預(yù)計時刻,天氣條件達(dá)到或者高于儀表飛行規(guī)則著陸最低標(biāo)準(zhǔn)。儀表飛行中的備降機場天氣條件同樣應(yīng)等于或者高于該機場最低天氣標(biāo)準(zhǔn)。

2.3海上航線飛行下降高度天氣標(biāo)準(zhǔn)

晝間云高不低于200米、能見度不小于3公里,夜間云高不低于300米、能見度不小于5公里。在該標(biāo)準(zhǔn)以上,機長可決定下降高度,從云中飛行轉(zhuǎn)入海上能見飛行。

3航空氣象服務(wù)措施

蓬萊機場通航飛行活動多、任務(wù)種類雜,針對每一種飛行任務(wù)的特點,航空氣象服務(wù)的手段和方法不同。其中救助飛行是蓬萊機場氣象服務(wù)的保障重點,相較于一般飛行,救助飛行距離遠(yuǎn)、作業(yè)難度大、海況天氣復(fù)雜,北一飛氣象人經(jīng)過多年建設(shè)和經(jīng)驗積累,總結(jié)出一套行之有效的做法,確保救助飛行安全。概括而言,目前蓬萊機場航空氣象服務(wù)具有信息渠道廣泛、服務(wù)內(nèi)容多樣、服務(wù)方式多元三個特點。

3.1廣泛氣象信息獲取渠道

3.1.1救助基地所在機場提供氣象信息

北一飛蓬萊基地自身擁有機場,其觀測設(shè)備設(shè)施相對齊全,足以幫助氣象員直接、快速地報告本場天氣實況和預(yù)報信息,大連基地也可通過聯(lián)系大連機場獲取必要的氣象信息支持,為救助機組決斷提供參考。

3.1.2氣象服務(wù)網(wǎng)站提供所需氣象資料

除登陸中國天氣網(wǎng)、中央氣象臺等官方網(wǎng)站,查找強對流天氣預(yù)報、霧霾預(yù)報、降溫大風(fēng)沙塵預(yù)報等服務(wù)信息。根據(jù)氣象服務(wù)協(xié)議,氣象室獲得了青島航空氣象網(wǎng)使用權(quán)限,并注冊成為民用航空氣象綜合服務(wù)平臺的專業(yè)用戶,可以查找全國190多個機場實時氣象報文、重要天氣預(yù)告圖、重要氣象情報和天氣預(yù)警信息,為氣象員開展工作打下了堅實的信息基礎(chǔ)。

3.1.3民航空管站氣象臺提供氣象咨詢服務(wù)

2013年9月,北一飛與民航青島空管站簽署了《青島空管站氣象臺與蓬萊機場保障服務(wù)協(xié)議》,空管站氣象臺向北一飛提供重特大飛行任務(wù)(應(yīng)急救援或保障任務(wù))期間飛行航路天氣預(yù)報和所在地區(qū)天氣趨勢預(yù)報,使氣象員面對復(fù)雜多變的天氣狀況時,可以征求專業(yè)咨詢意見。

3.1.4海上船只、平臺提供作業(yè)海域天氣實況

當(dāng)救助直升機飛赴遠(yuǎn)海執(zhí)行救援任務(wù)時,在條件允許的情況下,通過電臺、電話等通信方式提前向海上救助船舶、遇險船只、石油平臺詢問作業(yè)海域天氣實況,間接了解實際天氣狀況,增強判斷力,佐證預(yù)報結(jié)論,為救助飛行提供決策支持和氣象保障。

3.2多樣化的氣象服務(wù)內(nèi)容

3.2.1地面觀測服務(wù)

地面氣象觀測在機場范圍內(nèi),蓬萊機場氣象員按照規(guī)定,在飛行活動前一小時開始定時觀測直到飛行活動結(jié)束。定時觀測每一小時開展一次,觀測項目包括:天氣現(xiàn)象、主導(dǎo)能見度、云、地面風(fēng)向和風(fēng)速、氣溫、濕度、氣壓。觀測結(jié)果詳細(xì)記錄在地面觀測簿中,氣象員按照民航觀測和報告標(biāo)準(zhǔn)編制機場例行天氣報告(METAR)。當(dāng)機場救助警報拉響后,氣象員應(yīng)在十分鐘內(nèi)做好包含例行天氣報告的氣象報告單,當(dāng)面呈送給機組,低于天氣標(biāo)準(zhǔn)的氣象條件要明確指出。

3.2.2危險天氣告警服務(wù)

當(dāng)蓬萊機場遭遇危險天氣,氣象員要及時報告機場管制室和運行控制部,收集氣象信息及有關(guān)資料,同時加密觀測,密切注視危險天氣發(fā)展動向;及時了解起飛(降落)機場、航路及備降機場的天氣預(yù)報、天氣實況;向飛行中的機組發(fā)出本場告警,并提出相關(guān)建議;禁止直升機在危險天氣中起飛(降落),選擇天氣形勢轉(zhuǎn)好或趨穩(wěn)時放行。

3.2.3趨勢預(yù)報服務(wù)

航空氣象預(yù)報是組織和實施飛行的重要依據(jù),由于氣象要素在時間和空間上的多變性和技術(shù)上的限制,氣象員需要綜合地面實況、天氣圖、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖等觀測數(shù)據(jù),結(jié)合數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品,依據(jù)天氣學(xué)原理和方法對蓬萊本場、目的地機場及救助區(qū)域的天氣趨勢作出合理判斷,得出預(yù)報時段內(nèi)各氣象要素最有可能出現(xiàn)的值以及最有可能出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象。對于可能威脅直升機飛行、影響機場運行的天氣,提前向機場保障、機務(wù)和空勤人員發(fā)出預(yù)警,做好防范措施。

3.2.4高空預(yù)報服務(wù)

高空預(yù)報包括航路預(yù)報、區(qū)域預(yù)報,直升機一般飛行高度較低,執(zhí)行救助任務(wù)時通常不走航路,所以一般只提供區(qū)域預(yù)報,氣象中心以預(yù)告圖的形式,分為重要天氣預(yù)告圖和高空風(fēng)/溫預(yù)告圖。當(dāng)直升機執(zhí)行遠(yuǎn)距離救助任務(wù)時,氣象員整理并打印3000米以下重要天氣預(yù)告圖、1500米高空風(fēng)/溫預(yù)告圖交給機組,重要天氣預(yù)告圖內(nèi)包含雷暴、熱帶氣旋、顛簸、積冰、云、鋒面、對流層頂高度和急流等可能對低空飛行構(gòu)成威脅的天氣現(xiàn)象和云。

3.2.5氣象通告服務(wù)

氣象員根據(jù)協(xié)議使用青島航空氣象網(wǎng)、航空氣象服務(wù)綜合平臺等網(wǎng)絡(luò)平臺,實時查詢了解各地機場警報、區(qū)域預(yù)警、天氣通報及快報、終端區(qū)重要天氣預(yù)警等氣象通告。通過救助基地、塔臺或船舶,對影響機場起降或航線飛行的救助直升機及時發(fā)出預(yù)警信息,幫助機組掌握天氣動態(tài),在遭遇危險天氣前,盡快做出避讓、繞行、備降或延后飛行的決策。

3.2.6專題會商服務(wù)

針對重大氣象災(zāi)害,氣象室會召開專題會商,匯總各方氣象員意見,形成未來2-3天趨勢預(yù)報的書面報告。以2015年10號臺風(fēng)“麥德姆”為例,在福建登陸后一路北上,針對可能造成的災(zāi)害性天氣和由此引發(fā)的海上險情,7月24日上午氣象室召開專題研討會,討論臺風(fēng)“麥德姆”移動路徑、發(fā)展趨勢以及北上對山東、遼東半島帶來的風(fēng)雨影響。會商后,氣象室撰寫了書面報告,向運控部、飛行部通報臺風(fēng)動態(tài)變化和相關(guān)影響。

3.3多元化的氣象服務(wù)方式

3.3.1面對面氣象服務(wù)

氣象室可根據(jù)不同階段差異化需求,提供多元化的救助飛行氣象服務(wù)。在接到險情救助后,值班氣象員向機組呈交天氣報告單、趨勢預(yù)報,當(dāng)面進(jìn)行報文講解或直接參與天氣會商,詳細(xì)分析天氣特點及變化。針對飛行中可能遭遇的天氣狀況,與飛行員充分溝通,盡可能提供全面、精確的氣象業(yè)務(wù)指導(dǎo),讓飛行員做到心中有數(shù),防患于未然。

3.3.2網(wǎng)絡(luò)氣象服務(wù)

通過辦公QQ群、微信群和短信平臺,為飛行人員乃至全隊職工提供綜合、快捷、便利氣象信息服務(wù)。例如臺風(fēng)“麥德姆”過境山東半島前后,值班氣象員及時利用網(wǎng)絡(luò)平臺一日三次最新臺風(fēng)信息及“近期天氣趨勢預(yù)報”,提醒員工加強防范、提高警惕,采取必要的防抗措施。同時運控部通過短信平臺臺風(fēng)天氣預(yù)警,為臺風(fēng)期間發(fā)生的三起救助任務(wù)提前做好氣象保障,幫助飛行員合理利用臺風(fēng)窗口時間,成功救起3名海上遇險人員。

3.3.3飛行期間氣象服務(wù)

在救助直升機從本場起飛后,氣象室全程跟蹤,密切關(guān)注落地機場、航線、救助區(qū)域的天氣變化,實時更新雷達(dá)圖、衛(wèi)星圖、機場天氣報告以及所在城市整點實況,關(guān)注機場警報和區(qū)域警報,區(qū)分天氣系統(tǒng)威脅程度,努力通過多種通信方式,將可能危及飛行安全的天氣系統(tǒng)的出現(xiàn)時間、移向以及強度變化,告知執(zhí)行救助任務(wù)的機組,解答機組疑問。

4結(jié)語

北一飛建隊以來,航空氣象服務(wù)保障工作已伴隨直升機隆隆的旋翼聲走過了11個春秋,新老氣象員放飛直升機16872架次,保障救助飛行任務(wù)870起,沒有發(fā)生一起天氣原因造成的飛行事故或事故癥候,確保了全隊飛行正常、可靠、安全。展望未來,在如何提高氣象服務(wù)質(zhì)量上,結(jié)合實際工作,我提出四點建議和想法。一是苦練內(nèi)功,“打鐵還需自身硬”,氣象員要保持進(jìn)取心,主動學(xué)習(xí)新知識,精進(jìn)業(yè)務(wù)能力,提高預(yù)報水平和氣象保障能力。二是規(guī)范業(yè)務(wù)流程,及時保質(zhì)保量地完成各項觀測、預(yù)報任務(wù),形成良好的業(yè)務(wù)習(xí)慣。同時針對突發(fā)天氣事件做好預(yù)案,周密安排,提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備。三是積極與運控、飛行、航務(wù)及其他保障部門交流溝通,建立良好的協(xié)作機制,考慮各自的實際需求,做好氣象定制服務(wù)。四是在氣象儀器設(shè)備建設(shè)上給予必要支持,建立更全面的天氣觀測及要素信息采集手段,同時為氣象員配備專業(yè)的MICAPS業(yè)務(wù)終端,幫助氣象員及時掌握數(shù)值預(yù)報最新成果,為氣象服務(wù)工作搭建一個牢固的硬件平臺。

作者:郭泓麟 單位:交通運輸部北海第一助飛行隊