雷暴对飞行的影响

张伟刚

0 引言

雷暴是一种中小尺度的天气系统，它是积雨云强烈发展的结果。在雷暴活动区飞行，会遇到强烈的湍流、积冰、雷击、强降雨和恶劣能见度，有时还会遇到冰雹、下击暴流和低空风切变。这些危险的天气现象会降低飞行的操纵性能、破坏飞机的动力系统、电子和导航系统等，严重威胁到旅客及机组人员的生命安全，并带来无法估量的经济损失。本文希望通过论述由雷暴引起的危害飞行安全的恶劣天气现象，总结在雷暴条件下飞行的经验，以探求减小雷暴危害、保证飞行安全的方法。

1 雷暴对飞行的影响

我国是一个雷暴多发的区域，雷暴地域分布有以下3个特点：南方比北方多；山地比平原多；内陆比沿海多。我国雷暴的季节分布有以下3个特点：夏季最为旺盛频繁；冬季最少；春季和秋季只出现在局部地区。下面说明雷暴区飞行可能会遇到的恶劣天气及其带来的严重危害。

1.1 强烈气流和风切变

与雷暴有关的风切变是造成飞行事故的一个重要原因。积雨云之所以形成就是因为有强烈的上升气流，而上升气流发展的同时一定伴随强烈的下降气流。在雷暴的中部及外缘部都有这样强烈的上升下降气流。

雷暴降临时，近地面有强烈的狂风，这是由雷暴前端猛烈的下降气流造成的。阵风风速往往可达六七级，而且风向不定，严重影响飞行的安全。所以有雷暴已经到达或临近的机场，决不能起飞着陆。

1.2 积冰

积雨云中的结冰现象非常严重，因为积雨云中常含有丰富的水分和过冷的小水滴以及冰晶等物。最强的积冰多见于积雨云成熟阶段的上升气流区，而且常常积明冰，云的顶部和边缘部分积冰相对较弱。由于雷暴的厚度达到10km以上，如飞机在积雨云中遇积冰应改变航向尽快脱离积冰区。

1.3 雷击

闪电和强烈的雷暴电磁场对无线电通信和某些仪表有严重的影响：干扰中、短波无线电通信，甚至使通信联络暂时中断；引起飞机个别部件的磁化，使磁罗盘产生很大误差，使无线电罗盘指示器的指针左右摆动或旋转。此外，如果飞机在雷暴电场中飞行，由于感应带电的电量很大，在翼尖等部位还可能出现火花现象，这也会影响到无线电通信。

1.4 强降雨

在分析雷暴的影响时，往往容易忽略强降雨对飞机性能的降低。几乎在所有由风切变引起的事故中，飞机遭遇强风切变时都是深陷于极大的暴雨单体中。强降雨使空气动力严重损失：雨滴撞击引起动量损失，雨水使机翼和机身表面变粗糙，使阻力增加、升力减小。

1.5 下击暴流

在雷暴云中存在着强烈的下冲气流，当它冲泻到低空时，在近地面会形成大于18m/s的外流——下击暴流。强烈的下沉气流的底部区域是飞行的危险区域。当处于下击暴流的影响下时，飞机首先遭遇正在增强的逆风；当穿越下沉气流底部时，逆风消失，变成顺风，造成空速迅速损失，飞机性能严重下降。

2 雷暴条件下的飞行措施

雷暴对飞行的危害是当飞机接近或遭遇雷暴时表现出来的，所以减小雷暴对于飞行安全的影响，重点就是在遭遇雷暴时做出最佳的判断和决定，合理而正确地控制飞机。

2.1 飞行前准备阶段

机组应根据出发站的天气实况及航路、降落站的气象预报，分析雷暴的性质、发展趋势、移动方向和速度，制定绕飞预案，选择最佳备降场。根据起飞重量加足备份燃油，准备好各种航行、通讯、导航等资料。起飞前要检查防冰系统、风挡雨刷是否工作良好，货物装载是否按规定，固定是否牢靠。

2.2 飞行实施阶段

机组要牢记飞行各个阶段应对雷暴影响的要点，在合适的时间做出最佳的决断。

2.2.1 起飞阶段

进跑道后要及时打开气象雷达，观测雷暴中心位置是否影响正常离场。如要更改离场方式，应在地面提前告知管制员。不得在暴雨中起飞。如在大雨中起飞，不得使用减推力，要及时使用风挡雨刷。

由于机翼表面不光洁，升力变差，抬前轮速度VR可增大5kt，一般最多不超过10kt。起飞后，最好爬到600m以上再转弯，坡度一般不超过15°，如果飞机下沉或有气流，应改出转弯。同时还要注意因雷暴引起的低空风切变。

2.2.2 航线飞行阶段

1）遭遇雷暴时注意的要点

当发现接近雷暴时，先判断，一旦钻入雷暴中便看不见那些重要的特征。飞越任何一个雷暴区之前，必须对将要飞入的前方区域有一个宏观而清晰的把握，才能对将要遭遇的气象条件有好的预判。

如果情况允许，就绕着雷暴飞，从一个个雷暴的间隙中绕飞过去。

冷锋雷暴往往一字长蛇阵连绵不断，不宜整个绕过，最好从两个雷暴云之间穿过。如果已经飞进了雷暴，就应该先判断雷暴的运动方向，然后相对于它的运动方向90°穿过。一旦进入雷暴，不要因乱流、阵雨和冰雹而转向，左偏或右偏不能避免再度袭击，应继续保持原来90°的方向穿过去。

当进入雷暴区的前部时，将遭遇强烈的上升气流，因此可以飞低一点；从雷暴的后部穿过，则进入雷暴时应飞高一点，以防下降气流的猛烈下推。

平原或海面上可从雷暴下飞行，但飞行时离云底越远越安全，最好能够保持从地面到云底1/3的高度飞行；在山区不要从云下飞行，除非云层较高。

打开驾驶舱照明设备或双眼注视仪表，以防闪电造成目眩。

2）飞行中遇到雷暴时的处置方法

（1）安全飞越雷暴区的方法

绕飞雷暴时距云体不得少于l0km，最好大于40km，以防云外强烈颠簸和雷击，以及飞机被吸入云体中。绕飞雷暴时应选择上风方向，以防云外雹击及偏航过大。从两块雷暴云体间穿越时，云隙宽度不得少于20km。

从云顶飞越雷暴区时，应高出云顶500m以上，以防云上颠簸引起飞机失控掉入云中。应尽量避免在雷暴下方飞行，雷暴下方常有垂直气流和乱流。在昼间地形条件允许的情况下，从云下目视绕飞雷暴，飞机距云底不得少于400m。

当雷暴在机场上空或接近机场时，不可冒险起降，因为雷暴下的风切变、暴雨、低空乱流及阵风等均可对飞机造成危害。不要因为前一架飞机曾安全通过雷暴而起降，因为雷暴中恶劣天气如低空风切变、阵性大风等均具偶发性和间歇性，延续时间极短，难以把握。

机载气象雷达或者地面天气雷达通常能探测到降水区，但不能探测到颠簸。颠簸出现的强度和可能性，通常随雷暴云所伴随大量降水产生的雷达反射回波增强而增加，禁止穿越强的雷达回波区。

（2）飞机误人雷暴云后的处置方法

按照飞机操纵手册，选择穿越颠簸的速度和所需发动机功率，减少飞机颠簸；柔和操纵飞机，尽量保持平飞；避开滚轴云和零度等温线区域飞行，减少强积冰、雹击、雷击和强烈颠簸的可能性。

保持飞机真高不少于1000m，以免遇到强烈下沉气流时没有高度改出；注意监控发动机工作情况；及时合理地使用空速管加温、放电刷及防冰设备；打开座舱照明设备，以防闪电造成目眩。

如果有机载雷达，把气象雷达天线仰角上下相应调整，尽可能观测出别的高度上活动的雷暴。

2.2.3 进近阶段

进场阶段遇有雷暴时，应把雷达放在80海里的距离圈，宏观看天气，找雷达较弱的路线进场。雷达回波主要是以大气含水汽的多少而显示，低空一般显示红色，但对飞行影响不大。

2.2.4 着陆阶段

反对盲目抢在雷暴前着陆，要留有充分的余地，不要因其它飞机是否着陆而影响自己的判断。明确复飞方法、程序及去备降场的航行路线、高度。

飞机在1000ft以上必须建立好着陆外形，控制好高度、速度、航迹。

及时使用风挡雨刷，严格控制进跑道头的高度，如有仪表着陆系统应按下滑道飞行。进跑道后慢慢退出下滑角，柔和收油门，防止飞机下沉过快。

保持规定的进近速度。因为入口速度增加1%，会导致着陆距离增加2%，加上接地速度过大容易引发滑水现象，滑跑中方向难以控制。在目标区扎实接地，前轮尽快放下，及时使用刹车和反推。

3 结论

雷暴能产生对飞机危害很大的电闪雷击和冰雹袭击，风切变和湍流使飞机颠簸、性能降低，强降雨使飞机气动性能变差、发动机熄火。虽然现在飞机性能、机载设备、地面导航设施都越来越先进，但这只是为尽早发现雷暴、顺利避开雷暴提供了更有利的条件。到目前为止，要完全消除雷暴对飞行的影响还不可能。在雷暴条件下飞行，要加强飞行前的准备，严格遵守绕飞雷暴原则，当遭遇雷暴时应按照规章操作，沉着冷静、临危不乱。正确使用机载气象雷达，配合空中交通管制，确保飞行安全，把雷暴所能造成的危害降到最低。

[1]黄仪方，等.航空气象.中国民航飞行学院，2000：123-140.

[2]谢帮兴.雷雨与飞行.飞行安全文选，1994.

[3]胡焱.利用机载气象雷达发现和绕过雷暴阵雨.飞行安全文选，1999.

[4]苏彬，刘晓明.飞行性能与计划.中国民航飞行学院，1988，108.

[5]冰雹.积冰译文集，2000.

[6]何晓薇，等.航空电子设备.中国民航飞行学院，2002：86-95.

[7]陈廷良.现代运输与航空气象学.气象出版社，1992.

[8]黄继红.申红喜.强对流天气雷达回波分析，2003.

[9]谭壁光.航空气象学.中国民航飞行学院，1993.

[10]A look at how general aviation pilots are doing when the weather goes down，Les Absend，2003.

[11]Tom Morrison，Weather for the New Pilot，Iona state University Press.1991

[12]H.R.Quantick, Climatology For Airline Pilots，1990.