體驗過尾流紊流(Wake Turbulence)嗎?以及影響尾流紊流的五種因素

你上次聽到來自空中交通管制員的「注意 - 尾流紊流(caution, wake turbulence)」是什麼時候?

你有沒有想過它對你來說意味著什麼?

像我這種小飛機的飛行員在大型飛機後面起飛和著陸時經常會聽到這句話,這意味著我需要特別的注意飛機的操控,來避免飛入別的飛機的尾流紊流。

尾流Wing Vortex是怎麼產生的?

飛機在飛行的時候,翅膀產生的升力是由於翅膀上下空氣不同的氣壓產生的升力(不完全準確,有興趣可以私信聊伯努利定理),但對於Vortex,就是因為翅膀下面的空氣壓力大,上面的壓力小,所以翅膀下面的空氣總想到上面去,而這個過程,只能在翅膀尖部進行(機身那側不行),所以就導致了尾流。

自己畫的圖好醜

https://www.zhihu.com/video/955896010057216000

看看這個A380的尾流是多麼強大!

除了看尾流有多強大,還請關注一下這個尾流持續的時間,尾流在產生之後,一般會持續幾分鐘的時間。在ATC空管那裡,一般以三分鐘時間為比較安全的間隔。美國NASA聯合FAA在幾十年前就做過相關的實驗,請看下面的視頻。

https://www.zhihu.com/video/955897034914398208

那麼,開小飛機的時候遇到尾流紊流是什麼樣的體驗?飛機會突然像某一個方向翻滾。這種情況如果出現在起飛和降落的時候,由於飛機本身的速度和高度都不夠,往往就會引起比較大的後果。

下面的賽斯納駕駛員在進近時遇到尾流,但反應很快復飛,避免了一次事故。

https://www.zhihu.com/video/955898484600029184

但有的時候就不會這麼幸運。下面的視頻就是一架西瑞飛機在起飛後幾秒鐘之內墜毀的視頻,原因就是在跑道上半分鐘之前有一架直升飛機起飛。對沒錯,直升飛機也會產生wake turbulence尾流紊流,而且比想像的強大。

https://www.zhihu.com/video/955899047010168832

那麼,如何判斷前方飛機產生的尾流紊流對自己的影響呢?

1)飛機速度

隨著飛機速度的增加,漩渦的強度通常會降低。這是因為飛行速度快,攻角角度相對就小,攻角小尾流漩渦就小。這也是為什麼起飛和著陸是大飛機最容易產生尾流湍流的時候。

2)飛機重量

飛機越重,維持飛行所需的升力就越大,更大的升力也會增加渦流強度。上面的A380就是一個很好的例子。

3)攻角

更高的攻角會導致更強的旋渦。你在機翼周圍的低壓和高壓之間有較強的差異,並且攻角很大。

4)機翼狀態

沒有開襟翼往往會導致更強的旋渦,因為通常需要更高的攻角來產生足夠的升力。

5)飛機距離地面的高度

當飛機的翅膀越靠近地面時,尾流紊流越小,因為當氣流繞著機翼尖旋轉時,它們會衝擊地面並消散。這是地效的原因(Ground Effect)。

那麼,如何避免遭到尾流紊流的襲擊呢?

避免著陸時的尾流紊流

在最後進近時,若前方是大型飛機時,FAA建議避免尾流紊流的方法是:

保持進近飛行在大型飛機的最後進近航線的上方。

注意它的接地點,並降落在它的接地點之後,因為飛機在地面上是不產生(或者極少產生)尾流紊流。

在起飛時避免尾流紊流

避免起飛時的尾流紊流有點棘手,因為大型飛機的爬升速度通常比小型GA飛機快得多。

FAA建議避免尾流紊流的方法是:

在前一架飛機起飛(rotate)之前起飛。

控制你的飛機轉向以避開前面飛機的飛行路線。

轉向,往哪邊轉?看風向。

10節的風速意味著尾流紊流會每分鐘移動1000英尺(300米左右)。所以,往上風處避讓。

最後的大招:

多等一會再起飛!ATC如果告訴你可以起飛或者降落,如果你自己覺得跟前面飛機間隔太小,是可以拒絕的!雖然可能會短暫增加ATC工作量,但永遠是安全第一。

----------------------------------彩蛋---------------------------------------------

Microburst下擊暴流也是一種災害性天氣,最要命的是它不易識別,不可預報。

2014年4月23日,位於科羅拉多泉(Colorado Springs)的空軍飛行學院機場停機坪遭遇到了一次比較強的Microburst下擊暴流(55節Gust),直接把停機坪上的飛機都吹起來了,導致那幾架飛機都緊急起飛。下一篇文章來聊聊下擊暴流和飛行當中其他有意思的天氣。

https://www.zhihu.com/video/955910404564668416
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