航空氣象服務(wù)與直升機(jī)飛行安全探討

時(shí)間:2022-09-05 09:16:33

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航空氣象服務(wù)與直升機(jī)飛行安全探討

摘要:直升機(jī)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(jī)飛行安全密切相關(guān),天氣現(xiàn)象、氣象要素時(shí)刻影響著飛行活動(dòng)的各個(gè)階段,直升機(jī)飛行有特定的天氣標(biāo)準(zhǔn)。蓬萊沙河口機(jī)場(chǎng)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(diǎn),建立了相對(duì)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(jī)具有高效、快捷、地理空間受限小的特點(diǎn),能夠快速到達(dá)海(水)陸作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),實(shí)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(jī)一切飛行都在大氣中進(jìn)行,大氣時(shí)刻不停地運(yùn)動(dòng),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(jī)飛行安全、運(yùn)行效率、任務(wù)成敗密切相關(guān)。蓬萊沙河口機(jī)場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱蓬萊機(jī)場(chǎng))作為交通運(yùn)輸部北海第一救助飛行隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱北一飛)下屬通航機(jī)場(chǎng),是海上救助事業(yè)成長(zhǎng)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(shí)會(huì)遭遇雷雨、大風(fēng)、低云和低能見度等危險(xiǎn)天氣,對(duì)直升機(jī)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(jī)對(duì)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(dòng)規(guī)律,掌握天氣演變特點(diǎn),及時(shí)準(zhǔn)確的提供氣象實(shí)況數(shù)據(jù)和預(yù)報(bào)信息,對(duì)于直升機(jī)飛行趨利避害,保障飛行安全,增強(qiáng)人員信心,確保行動(dòng)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(duì)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(jī)安全的危險(xiǎn)天氣。雷雨,即強(qiáng)降水伴隨雷暴的天氣現(xiàn)象,大雨沖刷座艙玻璃,會(huì)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(jī)滑跑距離變長(zhǎng);雷電干擾中短波無線電通信,還易擊傷機(jī)體或機(jī)載電子設(shè)備。地面大風(fēng)(17米/秒及以上)則會(huì)破壞直升機(jī)飛行的穩(wěn)定性,增大飛行操作難度。低空風(fēng)切變對(duì)起飛、著陸階段的直升機(jī)威脅較大,風(fēng)向風(fēng)速的突然轉(zhuǎn)變易造成直升機(jī)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(jī)的地標(biāo)觀測(cè)距離,機(jī)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(jī)場(chǎng)的條件下,直升機(jī)必須穿云飛行,飛行能見距離降低的同時(shí)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(dòng)機(jī)、空速管積冰,導(dǎo)致直升機(jī)升力、功率、飛行參數(shù)異常,引發(fā)直升機(jī)進(jìn)入危險(xiǎn)飛行狀態(tài)。云內(nèi)上升氣流、湍流、亂流則造成直升機(jī)顛簸,使機(jī)身搖晃劇烈,操縱困難,帶來不良后果,危及直升機(jī)安全。在實(shí)際觀測(cè)中,危險(xiǎn)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(qiáng)烈發(fā)展的積雨云會(huì)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(jī)的飛行品質(zhì)。蓬萊機(jī)場(chǎng)毗鄰黃海,海上潮濕空氣會(huì)腐蝕直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和其他金屬部件,增大機(jī)務(wù)維護(hù)難度。氣溫高低影響發(fā)動(dòng)機(jī)推力、載重量、滑跑距離,讓機(jī)載高度表數(shù)值失真。氣壓是直升機(jī)起飛、降落和航線飛行時(shí),必須使用的一個(gè)參數(shù),由于各地氣壓變化,往往造成機(jī)載氣壓高度表顯示誤差。地面風(fēng)會(huì)直接影響直升機(jī)的操縱性能,高空風(fēng)關(guān)系到直升機(jī)航速和油耗。

2直升機(jī)飛行天氣標(biāo)準(zhǔn)

直升機(jī)起降及飛行最低標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上就是天氣標(biāo)準(zhǔn),以對(duì)飛行影響密切的能見度和云底高為限制條件。目前,蓬萊機(jī)場(chǎng)運(yùn)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(jī)在低標(biāo)準(zhǔn)或危險(xiǎn)天氣條件下運(yùn)行,為此《運(yùn)行控制手冊(cè)》中明確了直升機(jī)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(yùn)輸機(jī)場(chǎng)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(yùn)行直升機(jī)時(shí),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(shí),機(jī)組不得按照儀表飛行規(guī)則起飛直升機(jī),除非在距起飛機(jī)場(chǎng)1小時(shí)飛行時(shí)間的距離內(nèi)有備降機(jī)場(chǎng)。機(jī)組按照儀表飛行規(guī)則起飛直升機(jī)或者進(jìn)入儀表飛行規(guī)則飛行或者云上運(yùn)行,要求直升機(jī)到達(dá)著陸機(jī)場(chǎng)的預(yù)計(jì)時(shí)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(jī)場(chǎng)天氣條件同樣應(yīng)等于或者高于該機(jī)場(chǎng)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(jī)長(zhǎng)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(jī)場(chǎng)通航飛行活動(dòng)多、任務(wù)種類雜,針對(duì)每一種飛行任務(wù)的特點(diǎn),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(jī)場(chǎng)氣象服務(wù)的保障重點(diǎn),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(yàn)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(jī)場(chǎng)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(gè)特點(diǎn)。

3.1廣泛氣象信息獲取渠道

3.1.1救助基地所在機(jī)場(chǎng)提供氣象信息

北一飛蓬萊基地自身擁有機(jī)場(chǎng),其觀測(cè)設(shè)備設(shè)施相對(duì)齊全,足以幫助氣象員直接、快速地報(bào)告本場(chǎng)天氣實(shí)況和預(yù)報(bào)信息,大連基地也可通過聯(lián)系大連機(jī)場(chǎng)獲取必要的氣象信息支持,為救助機(jī)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(tái)等官方網(wǎng)站,查找強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)、霧霾預(yù)報(bào)、降溫大風(fēng)沙塵預(yù)報(bào)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(cè)成為民用航空氣象綜合服務(wù)平臺(tái)的專業(yè)用戶,可以查找全國190多個(gè)機(jī)場(chǎng)實(shí)時(shí)氣象報(bào)文、重要天氣預(yù)告圖、重要?dú)庀笄閳?bào)和天氣預(yù)警信息,為氣象員開展工作打下了堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)。

3.1.3民航空管站氣象臺(tái)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(tái)與蓬萊機(jī)場(chǎng)保障服務(wù)協(xié)議》,空管站氣象臺(tái)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(bào)和所在地區(qū)天氣趨勢(shì)預(yù)報(bào),使氣象員面對(duì)復(fù)雜多變的天氣狀況時(shí),可以征求專業(yè)咨詢意見。

3.1.4海上船只、平臺(tái)提供作業(yè)海域天氣實(shí)況

當(dāng)救助直升機(jī)飛赴遠(yuǎn)海執(zhí)行救援任務(wù)時(shí),在條件允許的情況下,通過電臺(tái)、電話等通信方式提前向海上救助船舶、遇險(xiǎn)船只、石油平臺(tái)詢問作業(yè)海域天氣實(shí)況,間接了解實(shí)際天氣狀況,增強(qiáng)判斷力,佐證預(yù)報(bào)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(cè)服務(wù)

地面氣象觀測(cè)在機(jī)場(chǎng)范圍內(nèi),蓬萊機(jī)場(chǎng)氣象員按照規(guī)定,在飛行活動(dòng)前一小時(shí)開始定時(shí)觀測(cè)直到飛行活動(dòng)結(jié)束。定時(shí)觀測(cè)每一小時(shí)開展一次,觀測(cè)項(xiàng)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(cè)結(jié)果詳細(xì)記錄在地面觀測(cè)簿中,氣象員按照民航觀測(cè)和報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)編制機(jī)場(chǎng)例行天氣報(bào)告(METAR)。當(dāng)機(jī)場(chǎng)救助警報(bào)拉響后,氣象員應(yīng)在十分鐘內(nèi)做好包含例行天氣報(bào)告的氣象報(bào)告單,當(dāng)面呈送給機(jī)組,低于天氣標(biāo)準(zhǔn)的氣象條件要明確指出。

3.2.2危險(xiǎn)天氣告警服務(wù)

當(dāng)蓬萊機(jī)場(chǎng)遭遇危險(xiǎn)天氣,氣象員要及時(shí)報(bào)告機(jī)場(chǎng)管制室和運(yùn)行控制部,收集氣象信息及有關(guān)資料,同時(shí)加密觀測(cè),密切注視危險(xiǎn)天氣發(fā)展動(dòng)向;及時(shí)了解起飛(降落)機(jī)場(chǎng)、航路及備降機(jī)場(chǎng)的天氣預(yù)報(bào)、天氣實(shí)況;向飛行中的機(jī)組發(fā)出本場(chǎng)告警,并提出相關(guān)建議;禁止直升機(jī)在危險(xiǎn)天氣中起飛(降落),選擇天氣形勢(shì)轉(zhuǎn)好或趨穩(wěn)時(shí)放行。

3.2.3趨勢(shì)預(yù)報(bào)服務(wù)

航空氣象預(yù)報(bào)是組織和實(shí)施飛行的重要依據(jù),由于氣象要素在時(shí)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(shí)況、天氣圖、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖等觀測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品,依據(jù)天氣學(xué)原理和方法對(duì)蓬萊本場(chǎng)、目的地機(jī)場(chǎng)及救助區(qū)域的天氣趨勢(shì)作出合理判斷,得出預(yù)報(bào)時(shí)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(duì)于可能威脅直升機(jī)飛行、影響機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的天氣,提前向機(jī)場(chǎng)保障、機(jī)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(bào)服務(wù)

高空預(yù)報(bào)包括航路預(yù)報(bào)、區(qū)域預(yù)報(bào),直升機(jī)一般飛行高度較低,執(zhí)行救助任務(wù)時(shí)通常不走航路,所以一般只提供區(qū)域預(yù)報(bào),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(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)距離救助任務(wù)時(shí),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(jī)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(duì)流層頂高度和急流等可能對(duì)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(tái)等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),實(shí)時(shí)查詢了解各地機(jī)場(chǎng)警報(bào)、區(qū)域預(yù)警、天氣通報(bào)及快報(bào)、終端區(qū)重要天氣預(yù)警等氣象通告。通過救助基地、塔臺(tái)或船舶,對(duì)影響機(jī)場(chǎng)起降或航線飛行的救助直升機(jī)及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息,幫助機(jī)組掌握天氣動(dòng)態(tài),在遭遇危險(xiǎn)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(huì)商服務(wù)

針對(duì)重大氣象災(zāi)害,氣象室會(huì)召開專題會(huì)商,匯總各方氣象員意見,形成未來2-3天趨勢(shì)預(yù)報(bào)的書面報(bào)告。以2015年10號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥德姆”為例,在福建登陸后一路北上,針對(duì)可能造成的災(zāi)害性天氣和由此引發(fā)的海上險(xiǎn)情,7月24日上午氣象室召開專題研討會(huì),討論臺(tái)風(fēng)“麥德姆”移動(dòng)路徑、發(fā)展趨勢(shì)以及北上對(duì)山東、遼東半島帶來的風(fēng)雨影響。會(huì)商后,氣象室撰寫了書面報(bào)告,向運(yùn)控部、飛行部通報(bào)臺(tái)風(fēng)動(dòng)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(duì)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(xiǎn)情救助后,值班氣象員向機(jī)組呈交天氣報(bào)告單、趨勢(shì)預(yù)報(bào),當(dāng)面進(jìn)行報(bào)文講解或直接參與天氣會(huì)商,詳細(xì)分析天氣特點(diǎn)及變化。針對(duì)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(tái),為飛行人員乃至全隊(duì)職工提供綜合、快捷、便利氣象信息服務(wù)。例如臺(tái)風(fēng)“麥德姆”過境山東半島前后,值班氣象員及時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)一日三次最新臺(tái)風(fēng)信息及“近期天氣趨勢(shì)預(yù)報(bào)”,提醒員工加強(qiáng)防范、提高警惕,采取必要的防抗措施。同時(shí)運(yùn)控部通過短信平臺(tái)臺(tái)風(fēng)天氣預(yù)警,為臺(tái)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(tái)風(fēng)窗口時(shí)間,成功救起3名海上遇險(xiǎn)人員。

3.3.3飛行期間氣象服務(wù)

在救助直升機(jī)從本場(chǎng)起飛后,氣象室全程跟蹤,密切關(guān)注落地機(jī)場(chǎng)、航線、救助區(qū)域的天氣變化,實(shí)時(shí)更新雷達(dá)圖、衛(wèi)星圖、機(jī)場(chǎng)天氣報(bào)告以及所在城市整點(diǎn)實(shí)況,關(guān)注機(jī)場(chǎng)警報(bào)和區(qū)域警報(bào),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(shí)間、移向以及強(qiáng)度變化,告知執(zhí)行救助任務(wù)的機(jī)組,解答機(jī)組疑問。

4結(jié)語

北一飛建隊(duì)以來,航空氣象服務(wù)保障工作已伴隨直升機(jī)隆隆的旋翼聲走過了11個(gè)春秋,新老氣象員放飛直升機(jī)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(duì)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(shí)際工作,我提出四點(diǎn)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(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí),精進(jìn)業(yè)務(wù)能力,提高預(yù)報(bào)水平和氣象保障能力。二是規(guī)范業(yè)務(wù)流程,及時(shí)保質(zhì)保量地完成各項(xiàng)觀測(cè)、預(yù)報(bào)任務(wù),形成良好的業(yè)務(wù)習(xí)慣。同時(shí)針對(duì)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(yùn)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(jī)制,考慮各自的實(shí)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(cè)及要素信息采集手段,同時(shí)為氣象員配備專業(yè)的MICAPS業(yè)務(wù)終端,幫助氣象員及時(shí)掌握數(shù)值預(yù)報(bào)最新成果,為氣象服務(wù)工作搭建一個(gè)牢固的硬件平臺(tái)。

作者:郭泓麟 單位:交通運(yùn)輸部北海第一助飛行隊(duì)