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航空慘案背后的無形黑手:天氣 | 科學人 | 果殼網 科技有意思
中國天氣網 發表于  2014-12-31 11:41

失聯,似乎成了2014年航空史中的關鍵詞。12月28日,又有一架飛機從印度尼西亞飛往新加坡的途中失聯,天氣因素恐怕難脫干系。數據帝將翻出歷史案例,看看究竟是什么天氣引發了那些航空慘案。

雷暴——飛機空中“天敵”

遇到雷暴,飛機一般會采取側方繞飛或爬高從雷暴云上方通過。因為強的雷電,可能導致飛機的電子設備受損,導致通訊系統、導航定位系統、飛控系統被破壞。如果是飛控系統破壞,飛機可能失控。如果雷擊油箱導致爆炸,飛機甚至可能會在高空解體。

亞航QZ8501失聯事件

2014年12月28日,亞航QZ8501航班從印度尼西亞泗水起飛,飛往新加坡。起飛后一小時,在北京時間7點24分飛機失聯。

這架飛機的航線,穿越了熱帶輻合帶——地球上對流天氣最活躍的區域。

28日7點的紅外云圖上顯示,在飛機前進方向上密布著對流云團

28日08時,失聯海域上空的云頂高度在250百帕氣壓高度以上

氣壓也可以反映高度,氣壓越低,對應高度越高。失聯前飛機的航行高度為32000英尺,對應的氣壓為275百帕。而失聯前,飛機曾要求提升飛行高度到38000英尺,相當約214百帕的氣壓高度。因此,飛機可能是為了躲避雷暴云,決定提升飛行高度,但最終出現了失聯的結果。

此外,今年7月24日阿爾及利亞航空AH5017航班墜毀,而當時航線上也有對流云團活動。

臺灣復興航空澎湖墜機事件

今年7月23日傍晚,臺灣復興航空GE─222的ATR─72型客機,在澎湖馬公機場降落時墜毀,此次空難共造成機上48人罹難、10人受傷。

復興航空澎湖墜機事件發生時的雷達影像。

飛機下降時,澎湖還處于臺風“麥德姆”南側的對流云團之下,當時雷雨交加,最大陣風達7-8級,15分鐘降水量23.5毫米,強降水導致能見度差,飛機偏離了跑道。此外,這樣的雷雨天氣之下,或許還和下擊暴流有關(后文有介紹)。

大霧——飛機起降“黑手”

大霧時,能見度低,由此引發的航空災難,主要是發生在航班起、降階段的那10分鐘里。

特內里費空難事件

1977年3月27日傍晚,西班牙特內里費島(位于西北非的加那利群島)的洛司羅迪歐機場,兩架飛機相撞,造成583人死亡。這也是人類航空歷史上死亡人數排名第一的空難

事故發生時大霧彌漫,荷蘭皇家航空4805號航班和塔臺溝通不暢,出現誤會,未經塔臺同意,在濃霧中強行起飛。由于當時能見度極低,沒有發現跑道上其實還有一架飛機。當4805號航班幾乎要離地時,才看到了美國泛美航空的1736號航班竟然橫亙在跑道上,結果兩機相撞,導致4805號航班墜毀,1736號航班也隨即起火。

波蘭總統專機失事

2010年4月10日,波蘭總統萊赫·卡欽斯基搭乘專機,前往俄羅斯參加念卡廷慘案70周年的紀念活動,飛機在俄羅斯斯摩棱斯克機場附近墜毀,共有96人在事故中遇難。根據“黑匣子”中的記錄,波蘭總統乘坐的圖-154專機性能良好,沒有任何技術問題。事故發生時,當時機場大霧,飛行員被建議改降俄羅斯的莫斯科或白俄羅斯的明斯克,但波蘭總統仍決定降落,并在三次著陸失敗、進行第四次嘗試降落時發生事故。飛機右翼撞上樹梢,然后解體。

結冰——潛伏的飛機“殺手”

冬季在寒冷的地區,即便在地面上,氣溫也經常在冰點以下。而飛機飛行的高度經常在幾千米到上萬米的高空,氣溫會更低,因此結冰是個常見的現象。機身、空速感應管、燃料輸送管這些飛機的不同位置結冰,都可能導致事故。

空速感應管結冰:法航447墜機事件

2009年6月1日,法航的447號航班從巴西里約熱內盧飛往巴黎途中,發生事故墜入大西洋,機上228名乘客和機組人員全部遇難。事故調查顯示,當時飛機在大西洋上空時,從雷雨云附近經過,飛機的空速感應管(皮托管)結冰,導致飛機未能偵測空速,自動駕駛自動關閉,而駕駛員錯誤操作導致失速,最后釀成空難。

通常皮托管結冰后,一般會壓低機頭,增加飛機速度,通過摩擦生熱融冰。但由于測速出現問題,飛機自動駕駛的動力不足,飛機速度下降,高度也隨之下降。其中一位駕駛員,采取了壓低機頭的措施,但另一駕駛員看到飛機高度下降,就拉升機頭,兩者操作相互抵消,等到老機長發現問題時,為時己晚,飛機失速,最終墜落在大西洋中(根據斷面分析,飛機高速墜落,幾乎是平拍在海面上折斷的)。

機身結冰:俄羅斯西伯利亞墜機事件

俄羅斯當地時間2012年4月2日凌晨5點50分,一架ATR-72飛機從秋明市起飛飛往蘇爾古特,途中墜毀,導致31人遇難。飛機失事當天,當地氣溫非常低,濕度也不小。根據事后調查,專家們認為,可能為機身結冰有關。結冰會增加飛機重量,飛行的空氣動力也會改變(風洞試驗表明,當機翼前緣有1.2厘米厚的積冰時,會減少50%的升力和增加60%的阻力)。而如果冰層附著在側翼和尾翼這樣的活動裝置上,可能使客機無法改變飛行姿態。

燃料輸送管結冰:英航38號航班失控事件

2008年1月17日,英國航空的38號航班從北京飛至倫敦。當飛機在希斯羅機場上空正準備降落時卻因為雙引擎故障而失去動力,飛機腹部在跑道旁邊的草地上著陸,造成希斯羅機場近30年來最嚴重的空難事故,所幸無人喪生,共19人受傷。

事后調查顯示,飛機飛越西伯利亞上空時,油料里的水結成了冰,零下20℃時,它們開始累積在油管內部,自動駕駛儀設定飛機定速巡航,冰的累積量也逐漸增加,在臨近降落時,亂流迫使飛機需要發動機提供更多的動力支持,大量冰晶限制了流入發動機的燃油量,最終導致引擎失去動力。

下擊暴流——飛機最怕遇到的天氣

對飛機來說,正是有了風才能讓鋼鐵飛機沖上云霄,但是如果低空幾百米水平方向的風速、風向變化很大(也就是低空風切變),則可能導致飛機側翻,而若是遇到垂直方向上的風切變,也就是下擊暴流,后果更為可怕。

注:下擊暴流是地面上水平風速大于17.9米/秒(8級風以上)、低空氣流向下、地面氣流為輻散或直線型的災害性風。根據外流的災害性范圍大小,下擊暴流又分為(大)下擊暴流和微下擊暴流。災害性風的范圍小于4公里稱為微下擊暴流。“微”說的是范圍大小,不是強度小,有時微下擊暴流的風速比(大)下擊暴流還要強。

下擊氣流是如何影響飛機的降落的。

當飛機臨近降落時,一旦遇到下擊暴流,在逆風作用下,機頭抬起(如上圖中的2階段),會拉升減速,讓原本就進入減速降落狀態中的飛機進一步減速,這樣飛機可能出現失速;

當繼續前進到下擊暴流的中心區(上圖中的3階段),此時強勁的下沉氣流則會導致飛機快速向地面靠攏,導致飛機在進入跑道前“被拍到地面上”墜毀。

數據顯示,在雷雨天氣發生微下擊暴流的概率可達60~70%,因此雷雨天氣時,其實飛機最擔心的不是雷擊,而是微下擊暴流。

美國東方航空N8845E墜機事件

1975年6月24日,美國東方航空66號班機的一架波音727-225(編號N8845E)準備在美國紐約肯尼迪機場降落時遭遇微下擊暴流,墜毀于皇后區牙買加,導致113人死亡,11人受傷。

結語:警惕“黑色10分鐘”

根據統計,飛機起飛和著陸是事故發生率最高的兩個階段,絕大多數空難都發生在起飛階段的3分鐘和著陸階段的7分鐘,因此有“黑色10分鐘”之說。它也是最容易受到天氣影響的階段,強對流、大霧、冰雪、大風,都可能帶來致命一擊。

就這短短的10分鐘,可以占據事故幾率的68.3%。

那以后還能不能坐飛機了?其實飛機的事故率相比汽車要低很多,飛機的事故率為百萬分之一,但因為每次事故可能伴隨著重大的人員傷亡,因而被高度關注,所以大家也不必過度恐慌。(編輯:老貓)

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