RN5VD40AA当垂直阵风由下向上吹来,速度增大,迎角增加,升力也随着增大,瞬间飞机要承受较大的气动载荷,并产生向上的曲线运动,机头上仰。阵风消失后,经颠簸飞机才能恢复原飞行姿态。当垂直阵风由上向下吹来,情况正好相反,飞机承受的气动载荷减小,甚至会承受向下的气动载荷,并产生向下的曲线运动,机头下俯。阵风消失后,经颠簸飞机才能恢复原飞行姿态。

由于飞机的飞行速度比较大,垂直阵风改变飞机相对气流速度而引起的升力变化量较小,可以忽略不计,但垂直阵风改变飞机相对气流的迎角导致的升力变化量却不可忽略如图1-8所示。飞机稳态飞行时,有利的迎角是4°左右,当垂直阵风速度达到飞机飞行速度的1/10时,引起的迎角增量可达5°左右,这时,飞机气动升力的变化就相当可观了。所以在相同的风速下,垂直阵风对飞机飞行造成的影响要比水平阵风严重得多。

           图1-8 垂直阵风引起飞机的迎角和升力的变化

垂直阵风不但造成飞机在飞行中的颠簸,对飞机结构受力和飞行安全也会带来较大的影响。向上的垂直阵风使飞机承受较大的向上的气动载荷,而向下的垂直阵风使飞机承受较大的向下的气动载荷,这些都是在现代民用运输机设计中要重点考虑的载荷。垂直阵风对飞行安全也有较大的影响,比如:当飞机以小速度大迎角飞行时,遇到速度较大的垂直向上的阵风,可能会使迎角增大到临界迎角,造成飞机失速的危险。所以在扰动气流中作大迎角小速度飞行时,应适当的减小迎角,提高飞机的最小飞行速度。当飞机在低空小迎角大速度飞行时,速度较大的垂直向上的阵风会产生较大的气动升力增量,对飞机结构的受力产生较大的影响。所以在扰动气流中做小迎角大速度飞行时,应适当的加大迎角,减小飞机的最大飞行速度。所以,由于阵风的影响,飞机飞行的迎角和速度范围都减小了。

从飞机侧面吹来的阵风叫侧向阵风。它会破坏飞机侧向气动力的平衡,造成飞机摇晃、摆头等,但对飞机的飞行影响不大。

稳定风场对飞机飞行的影响

时间较长较稳定的风场对飞机的起飞着陆有较大的影响。

逆风起飞和着陆,当沿跑道方向有风时,飞机一般应逆风起飞和着陆。逆风起飞可以使飞机经较短滑跑距离达到要求的空速(相对气流的速度),获得所需要的升力,使飞机离地;着陆时,也可以使飞机在保持一定空速,获得所需要的升力的情况下,以较小的接地速度着陆,并可增加着陆时的阻力,减少着陆时滑跑距离。

有侧风时起飞和着陆,在垂直跑道方向有风时,飞机起飞或着陆,侧风在飞机上产生的侧向载荷会带着飞机一起漂移,使飞机偏离跑道,危及到飞行安全。对于这种现象,在飞机离地后空中飞行中,一般采用改变航向的方法进行修正,在着陆进近阶段也可以采用侧滑法进行修正。飞机带侧滑着陆时,驾驶员要同时操纵副翼和方向舵阻止飞机漂移,使飞机航迹对准跑道着陆。在飞机飞行速度一定时,侧风风速的大小决定了舵面操纵量的大小。为保证飞机能在一定的侧风风速下安全着陆,对副翼和方向舵的操纵性能有一定的要求。超过了规定的侧风风速,飞机进行侧滑着陆就不能保证飞行安全。

低空风切变对飞行的影响,风向和风速在特定方向上的变化叫风切变。比如,飞机由小顺风区域进人大顺风区域;曲逆风区域进人顺风区域;由某一方向的侧风区域进人另一方向的侧风区域,或在较短距离内升降气流变化,由无明显升降气流区域进人强烈的下降气流区域等等。

强烈的低空风切变对起飞、着陆的飞机危害极大,特别是对下降着陆的飞机危害最大。比如,飞机从逆风区域进人顺风区域(见图1-9),这种顺风切变会使飞机的空速突然减小,升力下降,飞机随之下沉。如果着陆下降离地较近的飞机遇到这种风切变,驾驶员来不及修正,飞机会以较大的接地速度着陆,过大的地面载荷会损伤飞机结构,也会导致滑跑距离过长,飞机冲出跑道造成事故。如果飞机从无下降气流区域进人强烈下降气流区域,也会导致飞机急剧下沉,造成飞行事故。这种下冲气流切变更具有突然性,危害也最大。

                 图1-9 顺风切变对着陆下降的影响