機尾亂流
機尾亂流(英語:wake turbulence)(簡稱:尾流)是飛機飛行時在其後方形成的一種大氣擾動。主要包括翼尖渦流和噴氣尾流,即噴氣發動機排出的高速氣流。
在飛機起飛和降落階段,機尾亂流特別危險。此時,飛機通常以較大的迎角飛行,這種姿態更容易形成強烈的渦流。在機場附近,可能有多架飛機以低速和低空飛行,飛機在遭遇異常時的恢復空間也相應減少。[1]
定義
機尾亂流是晴空亂流的一種。重型飛機的機翼會產生旋轉的雙渦流,這種渦流在飛機經過後可能會持續較長時間,甚至超過一分鐘。遇到這些旋轉渦流時,無論是在空中還是地面,較小的飛機可能會受到嚴重干擾,甚至發生倒轉。[來源請求]
在固定翼飛機的平飛過程中
從前後方觀察固定翼飛機平飛時,渦流的方向是向外、向上並繞着機翼尖端旋轉。大型飛機的測試表明,渦流始終保持在不到一個翼展的距離內,隨着風向漂移,並且會在高於翼展距離的高度上存在。測試還表明,渦流以每分鐘數百英尺的速度下沉,隨着時間的推移和與產生渦流的飛機的距離增加,其下沉速度會減慢,強度也會逐漸減弱。
在高空,渦流每分鐘下沉約90—150米(300—490英尺),並在距離產生渦流的飛機飛行高度下方約150—270米(490—890英尺)的範圍內穩定下來。因此,飛行高度相差600米(2,000英尺)以上運行的飛機受渦流影響的風險較小。[2]
當大型飛機的渦流下沉距離地面約100—200英尺(30—61米)時,通常會以每小時2—3 kn(3.7—5.6 km/h;2.3—3.5 mph)的速度橫向移動。側風會削弱上風渦旋的橫向運動,並增加順風渦旋的運動。
直升機
直升機同樣會產生機尾亂流。直升機的尾流有時比同等重量的固定翼飛機尾流更強。當直升機以較低速度(20至50節)飛行時,尾流達到最強。輕型雙槳直升機產生的尾流與多槳葉重型直升機產生的尾流一樣強。例如,貝爾波音 V-22 魚鷹傾轉旋翼機的旋翼尾流十分強大,甚至可能導致墜機。[3]
避免危險
儘管翼尖裝置可稍微減弱翼尖渦流的強度,但其影響不足以改變跟隨其他飛機時的安全間隔要求[4]
尾流類別
國際民航組織根據飛機的最大起飛重量(MTOW)定義了尾流類別,用於起飛和降落時的間隔控制。
根據尾流類別,起飛、降落和巡航階段的間隔標準各有不同。空中交通管制員會根據這些標準對進行儀表進近的飛機進行排序。對於目視進近的飛機,管制員會提供建議的間隔,而飛行員需自行保持與前機的安全距離。[5] (p. 9)
平行或交叉跑道
在起飛和降落時,靜風條件下,飛機的尾流會下沉到地面並橫向遠離跑道。當出現三到五節(3–6英里/小時;6–9公里/小時)的橫風時,上風渦流可能保持在跑道上空,而下風渦流則可能漂移到另一條跑道,這種情況將會帶來潛在的危險。 [5] (p. 10)
警示特徵
無預警的飛機晃動(例如機翼擺動)可能是機尾亂流引起的。因此,保持情境意識至關重要。在進近階段遇到尾流十分常見。如果飛行員懷疑被尾流影響,應儘快避開,並考慮執行復飛或終止進近,防止遇到更強的尾流。
儘管尾流有時看似溫和,但在某些嚴重事故中,飛行員因試圖繼續降落而遭遇強烈亂流,導致無法恢復控制。因此,在遇到亂流影響時,飛行員應立即採取規避行動,而不應依賴飛機系統的提示。
板線
2020年,研究人員研究在跑道入口附近安裝「板線」,嘗試通過引發次生渦流來縮短尾流持續時間。在維也納國際機場的試驗安裝中,有報告稱渦流減少了 22%-37%。[6] [7]
測量
機尾亂流可以通過多種技術進行測量。國際民航組織(ICAO)目前認可的測量方法包括聲層析成像和多普勒激光雷達,而後者已經是成熟的商業化解決方案。
聽覺感受
在特定條件下,地面觀察者有時可以聽到機尾亂流的聲音。[8]
例如在靜風條件下,重型噴氣機進近時產生的機尾亂流會發出低沉的轟鳴聲或哨聲,代表渦流強勁。如果渦流較弱,則聲音類似撕扯紙張的聲音。通常,飛機的直接噪音消退幾秒後,可以聽到機尾亂流的聲音。聲音持續時間可能長達30秒,且音色會隨時間變化,伴隨沙沙聲和裂響聲,直到完全消失。
參見
參考
- ^ AIM Page-569. faraim.org.
- ^ Jumpseat: Assaulted by an A380. flyingmag.com. 26 February 2013 [22 April 2018]. (原始內容存檔於1 October 2017).
- ^ AFSOC Crash Report Faults Understanding Of Osprey Rotor Wake. AOL Defense. 30 August 2012. (原始內容存檔於23 September 2012).
- ^ Aircraft Wake Turbulence. U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration. AC No: 90-23G: 24. February 10, 2014 [2023-03-05].
- ^ 5.0 5.1 Aerodynamics of Flight (PDF).
- ^ Holzäpfel, Frank; Stephan, Anton; Rotshteyn, Grigory; Körner, Stephan; Wildmann, Norman; Oswald, Lothar; Gerz, Thomas; Borek, Günther; Floh, Alexander; Kern, Christian; Kerschbaum, Markus. Mitigating Wake Turbulence Risk During Final Approach via Plate Lines. AIAA Journal. November 2021, 59 (11): 4626–4641 [5 August 2023]. Bibcode:2021AIAAJ..59.4626H. ISSN 0001-1452. doi:10.2514/1.J060025 (英語).
- ^ Rienth, Thorsten. Mitigating wake turbulence to increase airport capacity. June 2020 [5 August 2023].
- ^ Repository Notice - Bureau of Transportation Statistics (PDF). ntl.bts.gov. [22 April 2018]. (原始內容 (PDF)存檔於17 June 2017).