低能见度条件的形成原因以及目视转场飞行时飞行员的应对手段

景晓旭，秦文洋（安阳工学院，河南 安阳 455000）

随着中国经济迅速发展，人们对交通手段的要求也不断增多，随之也带动了民航业的蓬勃发展，尽管在2020 年由于疫情的影响，人民出行受限，民用航空业遭遇了前所未有的打击，但是中国目前民用航空领域方面的人才依然有很大的缺口。

目视转场飞行训练是飞行员在训练过程中的基本功与必修课。对于飞行学员来说，在低能见度条件下进行转场飞行是难以避免的。造成低能见度条件的因素多为起雾或烟尘，低能见度对于目视转场飞行有着相当不利的影响。在转场飞行训练前地面准备阶段分析研究低能见度造成的原因，了解较低能见度对于飞行过程中安全的危害，积累低能见度条件下安全飞行的经验以及总结降低低能见度条件下对飞行安全造成影响的手段极为重要。

1 研究飞行能见度条件的意义

气象条件是每一名飞行员在转场飞行准备阶段必须要考虑的因素。飞行中的能见度对于飞行安全有着至关重要的影响，因为并不是每次飞行都是晴空万里，风平浪静。所以对于飞行员来说，在较低能见度条件下飞行是难以避免的。

在转场飞行训练中，飞行的视野条件通常是可以预见的。在航前准备阶段记录航路机场及备降机场的TAF 报，可以对航路上的能见度条件有足够的了解。但是天有不测风云，航路上气象充满了不定性。

在航前准备阶段了解航路能见度极为重要，飞行员由此决定是否进行本次飞行。能见度过低会导致无法进行目视飞行，需要遵循仪表飞行规则。而在飞行阶段遭遇能见度降低，飞行员应决定及时返航或是前往备降机场。如果强行在低能见度下保持目视飞行，飞行员会失去对地面参照物的视野导致偏航，或是由于无法判断飞机飞行状态而产生错觉，导致失速甚至螺旋失速，从而造成严重的飞行事故。飞行员必须熟知造成飞行中低能见度条件的原因并对其有一定预见性，在飞行过程中敏锐感知能见度变化并及时应对，或切换仪表飞行规则，或偏航至备降机场[1]。在飞行中积累经验，为将来的航线飞行打下坚实基础。

2 影响飞行能见度的几种因素

对转场飞行来说，飞行中的能见度条件决定了本次飞行应该遵循的规则。影响飞行能见度条件的因素有许多种，云、空雾、霾或是灰尘都会降低飞行中的能见度，山火产生的烟雾以及火山灰也会对飞行中的能见度造成极大的影响。

2.1 云

云是一种时常影响飞机飞行活动的气象条件，云对飞机飞行的影响主要包括：①云底很低，造成能见度低而影响飞机的降落与起飞；②云中的过冷水滴造成飞机窗口结冰，影响飞行员查看前方；③云层中明暗不均，导致飞行员容易产生错觉等。对飞行影响最大的云是低碎云，由于其云高很低且移动速度快，影响飞行员的目视前方，造成飞机在下降着陆时由于高度偏差而容易偏离跑道，甚至引发事故。

2.2 雾

雾和云一样的存在会降低能见度，影响飞机的起飞和降落，但是与云不同的是，雾一般出现在低空近地面，所以一般不会影响高空飞行。雾的产生是由于空气冷却至露点温度。空气中的水蒸气液化为小液滴。而根据雾的形态及特征的不同，雾分为辐射雾、平流雾、上坡雾、蒸汽雾和冰雾5 种。在沿海区域，平流雾以及蒸汽雾较为常见，在平原地区主要为辐射雾，上坡雾多出现在山区。

2.2.1 辐射雾

辐射雾的产生通常是在低洼地区，如山谷。在晴朗的夜晚，由于地表辐射快速冷却，当周围空气温度到达其露点时，空气中的水分与寒冷的地表接触，辐射雾就会产生。随着太阳升起，温度升高，辐射雾升起并最终消失，任何风的增加也加速辐射雾的消散。如果辐射雾厚度小于20 ft（1 ft≈30.54 cm），则被称为地面雾[2]。

2.2.2 平流雾

当一层温暖潮湿的空气在近地面移动时，空气中的水分可能会凝结形成平流雾。与辐射雾不同，平流雾的形成需要风。低于15 kn 的风会形成平流雾，15 kn以上的风会将雾吹起并形成低层云。平流雾在沿海地区较为常见，这是因为海风会将海上暖湿的空气吹到较冷的陆地上[2]。

2.2.3 上坡雾

当潮湿、稳定的空气被迫移动到向上倾斜的地表如山脉时会产生上坡雾。这种类型的雾也需要风来形成和持续存在，所以辐射雾和上坡雾是非常类似的，仅仅出现的地形不同[2]。

2.2.4 蒸汽雾

当干燥的冷空气移动到较暖的水面时，水面的水蒸气会凝结形成蒸汽雾，也叫海烟。随着水汽蒸发，蒸汽雾会上升，看起来像烟雾。这种类型的雾在一年中最冷的季节的水面比较常见。低空湍流和积冰通常与这种雾相关。

2.2.5 冰雾

当空气温度远低于冰点时，会产生冰雾，水蒸气直接凝华为冰晶。冰雾和辐射雾形成原因相似，但是温度更低，通常为-25 ℉（约-31.7 ℃）或更冷。冰雾主要发生在极地，但在寒冷季节的中纬度地区也偶然出现。

2.3 烟

烟通常是由于山火或是集中焚烧麦秸秆造成的，未能完全燃烧的碳颗粒漂浮在空中会对飞行中的能见度造成影响。

2.4 霾

霾看起来和雾很像，但是实际上完全不同，雾是水蒸气的凝结，而霾是空气中的固体悬浮物，雾会随着温度升高逐渐散去，而霾存在时间要长很多。但是与雾相同的是，霾也会严重影响中低空起降和飞行的能见度，造成安全隐患。

雾霾的形成原因如下：①水平方向静风现象的增多，风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气污染物向城区外围扩散稀释，并容易在城区内积累高浓度污染。②垂直方向的逆温现象。污染物在正常天气下，从气温高的低空向气温低的高空扩散，逐渐循环排放到大气中。但是逆温现象下，低空的气温更低，导致污染物的停留，不能及时将霾排放出去。③悬浮颗粒物的增加。近些年来随着工业的发展，机动车辆的增多，污染物排放和城市悬浮物大量增加。霾的形成与污染物的排放密切相关，城市中机动车尾气以及其他烟尘排放源排出粒径在微米级的细小颗粒物，停留在大气中，当逆温、静风等不利于扩散的天气出现时，就形成霾[3]。

2.5 降雨、降雪

雨雪打在玻璃上会使得飞行员无法看清前方。而远处的降雨降雪会对飞行员的视野造成遮盖。

2.6 火山灰

和霾一样，火山灰也是空中的固体悬浮物，但是火山灰多在高空中，不仅会影响能见度，也会影响飞机的性能。

呈熔融状态的岩浆在巨大压力作用下，由火山口喷出形成岩浆雾，岩浆雾在常温下会凝固成细小颗粒，就形成火山灰。

3 低能见度条件对目视飞行的影响

低能见度对目视飞行的影响不是某个阶段，而是全航段的。

3.1 在起飞爬升阶段的影响

在起飞阶段，飞行员不仅需要在跑道规定距离内完成起飞，也需要考虑障碍物和不利因素的规避。低能见度不仅会影响飞行员对于障碍物和不利因素的判断，很多时候也会对飞行的操作性和动力性能造成很大的影响。飞机起飞能见度要求为600 m。当云底部较低时，会影响飞行员的视线，影响目视飞行时飞行员对方向判断，从而造成安全隐患。烟雾会影响飞行员视线，造成飞机偏离跑道等安全事故。浓雾天气会影响飞行员判断飞机位置，从而出现错误操作，造成安全事故。沙尘天气影响更加严重：①会引起飞行员视觉障碍，阻碍飞行员判断方向，导致飞机有偏离跑道的安全隐患；②沙尘会与飞机机体产生摩擦，产生静电，干扰电子系统工作；③一旦这些沙尘被吸入发动机，后果更加严重，可能会导致发动机叶片变形甚至损毁。

与沙尘天气类似，降雨对飞机起飞的影响也是多方面的：一方面雨水打在驾驶舱前玻璃上，会让飞行员视线模糊，若在大雨中飞行，飞行员的视线仅有几十米；另一方面降雨造成的跑道湿滑会减少轮胎与地面的摩擦力，造成飞机起飞性能下降，飞行员对飞机控制力减弱，一旦需要中止起飞更是变得非常困难。

3.2 在巡航阶段的影响

巡航阶段，低能见度对目视飞行的影响主要是飞行员对于目视参照物的判断以及高度的判断。这不仅是因为低能见度影响了飞行员的视觉，也是因为低能见度天气往往会影响相关仪表的功能。云对于飞行爬升的影响很大：会使飞行员出现错觉，云中的过冷水也会凝结在驾驶舱玻璃表面，影响飞行员的方向感。雾对于巡航的影响不仅是视线，更主要是过于潮湿的空气会引起飞机仪表错误，尤其是高度表的错误，从而影响飞行员的判断，让飞行员误以为高度比实际高度更低，造成了很大的安全隐患。沙尘主要分布在中低空，因此沙尘主要影响了中低空飞行的能见度，可能造成迷航。沙尘对飞行的影响是全方位的，对于发动机和飞机机体的影响也非常大，影响飞行的巡航性能，甚至会使飞机有一定的安全隐患，减少飞机的寿命。

3.3 在下降着陆阶段的影响

着陆阶段，低能见度对于飞行安全的影响大于起飞阶段和巡航阶段。目视飞行时飞行员在降落阶段需要对地标参照物的位置有准确的判断，这样才能以规定的下滑角度、速度和接地点安全落在跑道上，除此之外刹车一直是着陆性能的主要影响因素，低能见度天气往往伴随污染跑道，造成飞机刹车困难。云尤其是云底很低的云会影响飞行员下降过程中的对于高度和位置的判断偏差，从而造成安全隐患。雾天会影响地标领航对飞行员的帮助，并且雾天潮湿天气对高度表的影响对于着陆阶段的影响比巡航阶段更大，仪表高度低于实际高度可能会导致飞机摔在跑道上，从而发生严重的安全事故。降水天气可以认为是更严重的雾天，降水不仅影响了飞行员对于高度和视野的判断，还会影响跑道的摩擦力，造成刹车困难，历史上多起严重的着陆阶段飞行事故都是由强降水引起的。中低空分布的沙尘不仅会影响飞行员视线，造成飞行员对位置的判断偏差，也会由于摩擦影响发动机和飞机机体。沙尘还可能会产生各种固体沉积物严重污染跑道，影响飞机轮胎与地面的接地摩擦，从而造成刹车困难，引发严重的飞行事故。

4 低能见度的应对手段

4.1 航前准备阶段

通过收集转场飞行计划所需资料，分析当地沿海地区气候特征，对比美国SAA 飞行训练学校课程大纲以及联邦航空法规，控制空域航图，结合机场地理位置、相关导航设备等实际情况，找到合适的目的地降落机场与备降机场。结合当地气候特点，如沿海地区在冬春季节湿度高，易受海雾、低云以及寒流的影响，夏季经常冷暖锋交汇， 天气条件差。 通过www.1800wxbrief.com 或skyvector.com 等网址获取航路及沿线周围天气条件[4]。获取METAR（机场例行天气报告），了解航线上机场的云层状况以及航路沿线的能见度情况。AIRMET（航空人员气象情报）中包含了云雾对山体的遮盖信息以及低于目视飞行最小能见度及云高。

通过SIGMET（重要气象情报）得知是否有火山活动，通过CONⅤECTIⅤE SIGMET（对流性重要气象预报）获知航线周围的雷暴信息。查看航线周围是否有山火造成的TFR（临时限制空域）以及PIREP（飞行员报告），查看沿线各机场NOTAM（给飞行员通知）并选择被降机场。最后根据所获信息决定是否进行目视转场飞行。若原定航路途中有低能见度区域，则应选择重新规划路线避开该区域或延迟起飞[5]。

4.2 飞行实施阶段

飞行员应熟悉航线周围地形并了解备降机场情况。在转场飞行途中如遭遇天气变化导致能见度降低，则根据能见度情况决定是否切换至仪表飞行规则、选择返航或是降落至备降机场。了解在低能见度下空间定向障碍（前庭错觉、科里奥利错觉、墓地螺旋、躯体重力错觉、反转错觉、电梯错觉、视觉错觉、假地平线、自动运动）对飞行员造成的影响。可以通过一些可控的飞行机动动作来体验空间失定向的感觉。虽然每个机动通常产生一种特定的错觉，但任何虚假的感觉都可有效体验失定向[6]。

4.3 航后总结

在结束转场飞行后，对本次飞行中不熟悉的机场情况空域和通讯交流进行总结，为下次飞行做准备。

5 结论

能见度条件对飞行的影响是至关重要的，一名合格的飞行员应熟悉各种造成低能见度条件的原因以及对飞行安全的影响。对于目视转场飞行来说，前期的准备尤为重要，通过获取航线周围天气信息，从而判断本次转场飞行气象条件。从航校培训阶段开始积累飞行经验是必要的。通过目视转场飞行的练习培养飞行员的情景意识及应急能力，保证平稳飞行、平安落地，这是每一个飞行员的职责和义务。