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起飞离地后遭遇风切变
SPRING 2024
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上图描述了一起典型的起飞离地后顺风增强的切变事故。图中，1 为离地后的前 5 秒正常状态，2 为离地后遭遇风切变，3 为空速减小造成俯仰姿态减小，4 为离地 20 秒后飞机在跑道末端坠毁。
在多数离地后遭遇风切变的事件中，空速、俯仰姿态、升降率和高度的早期趋势正常。在上述事例中，飞机在建立稳定爬升前遭遇风切变，从而大大增加了风切变识别的难度。
当空速减小时，飞行员减小俯仰姿态以便重新获得空速。
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飞行员只考虑到减小俯仰姿态，而没有充分利用飞机的可用性能，使得飞机丧失高度。当地形构成威胁时，飞行员又开始拉杆至初始俯仰姿态，这可能需要很大的杆力。然而，由于修正动作太迟，且飞机已经处于向下的轨迹，无法改变飞机撞地的厄运。
在以往的训练中，我们强调通过俯仰姿态来控制速度，然而保持或增加俯仰姿态并允许低于正常空速是改出风切变的正确方法。
由于飞机空速和升力的减小，可能需要使用不同于寻常的杆力来抵抗飞机的俯仰趋势。一旦飞机开始偏离原垂直航迹且形成大下降率，需要更多的时间和高度来改变垂直航迹。
上述事故表明：由于未能及时识别及不恰当或不充分的应对，导致飞机性能未被充分利用。如果不能密切监视与垂直轨迹相关的仪表，飞行员将很难意识到爬升性能的快速减损。
遭遇风切变时，可能只有5至15秒识别反应时间-
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因此尽早识别风切变至关重要。高效的机组配合及恰当的提醒是及时识别风切变的关键。
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起飞滑跑遭遇风切变
SPRING 2024
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上图描述了一起典型的起飞滑跑过程中顺风增强的切变事故。1 为开始滑跑时一切正常，2 为飞机遭遇持续增强的顺风切变，空速增加缓慢，3 为飞机接近跑道尽头才达到 VR，4为飞机离地后，顺风持续增强，阻碍了飞机加速，导致飞机撞到跑道末端障碍物。
飞机遭遇风切变，不能正常加速，无法获得足够的升力及时离地越障。由于飞机比正常增速缓慢是唯一线索，阵风也会阻碍飞行员及时发现这一线索，有时可能只有 5 秒的反应时间，因此有效的机组合作，尤其是标准喊话，对确保及时发现性能变差十分必要，飞行员在日常运行中要养成这一习惯。
在必要时，飞行员可考虑使用最大推力提高飞机性能。如果没有足够的跑道来加速到正常起飞速度，也没有足够的跑道来实施中断起飞，飞行员可能需要低于 VR 抬轮以安全离地。
这种情况下，可能需要更大的俯仰姿态来产生足够的升力。
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在正常训练中，为避免俯仰姿态过大导致擦机尾，明令禁止 VR 前抬轮。而遭遇风切变时，即使存在擦机尾风险，飞行员可能仍需要在低于 VR 时抬轮至起飞姿态，从而在可用跑道内离地。飞行员必须充分了解这种非常规操纵技术，以应对突发的风切变。
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进近时遭遇风切变
SPRING 2024
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上图为一起典型的进近时风切变事故。飞机处于位置 1时，进近正常；位置 2 时五边上的下冲气流和顺风不断增强；位置 3 时飞机损失速度，飞行轨迹低于下滑道；位置 4 为飞机在跑道入口前触地。
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飞机遭遇风切变，速度减小，导致升力减小，升力的损失导致下降率增大。速度减小，飞机产生自然低头趋势，造成进一步的高度损失。飞行员没有及时使用增加俯仰的技术，导致飞机触地。恶劣的天气条件、机组配合不足及有限的识别时间是导致风切变改出不及时的重要原因。
进近时速度减小的趋势可能会被平缓增加的推力所掩盖；恶劣的天气条件导致了进近时工作量的增加；从仪表飞行转为目视飞行影响了飞行员对仪表的有效监控；缺乏机组配合使高度损失没有被及时发现。因此，稳定的进近和清晰的喊话有助于及时发现飞行轨迹偏离并修正。
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风切变对飞机和系统的影响
SPRING 2024
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风切变对飞机的影响
1）应对顶风/顺风切变
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不同种类的风切变对于飞机性能都有其不同的影响。另外，穿越微下击暴流的飞行路径决定了切变的强弱。逐渐增强的逆风（或逐渐减小的顺风）切变增加了指示空速，从而增加了飞机性能。飞机将向上抬头以减小空速。另一项需要考虑的因素是，这种类型的风切变在正常拉平过程中可能减小正常减速率，从而导致平飘过长直至冲出跑道。任何快速或较大的增速，特别是在接近对流天气时，都应当视为可能的速度减小的预兆。
因此，速度大幅增加时可以考虑中断进近。然而，由于微下击暴流通常为非对称结构，且不一定伴随有顶风，不可完全依靠顶风切变来预测随后而来的强烈顺风切变，需保持警惕。
相反，逐渐增强的顺风（或逐渐减小的顶风）切变将减小指示空速并降低飞机性能。由于速度损失，飞机将向下低头以增加速度。
2）应对垂直风切变
垂直风存在于所有微下击暴流中，且强度随高度上升而增加。此类风通常在高度大于 150 米（500 英尺）时达到强度的峰值。在强微下击暴流的中心可能存在风速大于 1000 米（3000 英尺）/分钟的下冲气流。下冲气流的强度取决于飞行高度和与微下击暴流中心的距离。
微下击暴流引发的水平涡流，会造成短时垂直风的扭转，比持续的下冲气流更危险。
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如上图所示，飞机穿越水平涡流将经历交替出现的上升气流和下冲气流，机头也将随之上下俯仰。甚至可能导致飞机在较大速度时出现短时的抖杆及机身抖动现象。
垂直风，以及那些带有水平涡流的风，已包括在风切变改出程序中。快速变化的垂直风造成的短时抖杆和非人为的俯仰姿态变化在风切变改出时大大增加飞行员的工作量。
3）应对侧风切变
侧风切变将导致飞机横滚、偏转，如下图。
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大侧风切变可能需要大量或快速的操纵输入。
此类风切变可能造成工作量大幅增加和注意力分散。另外，如果遭遇水平涡流，飞行员可能需要全杆量的输入来对抗剧烈的横滚力矩。
4）颠簸的影响
风切变可能伴随有剧烈的颠簸。颠簸可能掩盖速度变化并延迟风切变的识别。颠簸造成的抖杆，使得飞行员不敢及时采用合适的俯仰姿态改出风切变，可能造成工作量大幅增加和注意力分散。
5）降水的影响
事故调查及对于风切变的研究显示，某些类型的风切变伴随着大量的降水。强降水可视为严重风切变的预兆，也大幅增加了驾驶舱的噪音，加大机组配合难度，分散飞行员注意力，因此应规避强降水区域。
6）空气动力学常识
飞行员通过控制飞机姿态来调整飞行轨迹。俯仰姿态的改变引起飞机的迎角变化，从而调整飞行轨迹角。这三个角度之间的关系如下：
俯仰姿态=飞机迎角+飞行轨迹角
7）飞机性能
运输类飞机即使在速度低于正常区间的情况下也有较为可观的爬升能力。如下图所示：
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即使在抖杆速度下飞机仍然能够达到 1500 英尺/分钟的爬升率。
8）飞机稳定性
之前提到过，飞机的纵向稳定性会在速度增大的情况下抬头，在速度减小的情况低头。速度的波动造成的推力变化，也会影响稳定性。对于翼下安装发动机的飞机来说，加油门时，有抬头趋势；减油门时，有低头趋势，此趋势在低速的情况下更为明显。
9）失速和失速警告
飞机的迎角增加而不能相应增大升力，就发生了失速。为防止无意识进入失速状态，飞机安装了失速警告装置（抖杆器，推杆器，失速音响警告）。另外，保持机翼前缘平滑无污染可以避免飞机过早地产生失速抖动和失速前滚转趋势。
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风切变对飞机系统的影响
1）高度表
遭遇风切变时，飞行员应根据无线电高度表和气压式高度表的不同特点来选择使用。
无线电高度表受地形的影响，地形的起伏会造成高度表的波动。气压式高度表会受下击暴流造成的气压波动影响，指示不准确。
2）升降速度表
不能仅仅依靠升降速度表来判断飞机的升降率。由于仪表的指示延迟，所指示的读数可能滞后好几秒钟，某些情况下，飞机开始下降了，但仪表仍然指示上升。
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惯性基准系统驱动的升降速度表有了较大改进，但仍然存在一定滞后。另外，微下击暴流的阵风会导致静压波动，增大升降速度表的误差。基于此类滞后和误差，所以垂直升降率需参考其他仪表交叉证实。
3）抖杆器抖杆器会在接近失速迎角时被激活。
因此，快速变化的垂直风或机动动作，会改变触发抖杆的姿态和速度阈值。飞机的失速警告和探测功能正常工作的情况下，抖杆器会在达到失速迎角前被触发，起到警告的作用。
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