RN5VD40AA當垂直陣風由下向上吹來,速度增大,迎角增加,升力也隨著增大,瞬間飛機要承受較大的氣動載荷,并產生向上的曲線運動,機頭上仰。陣風消失后,經顛簸飛機才能恢復原飛行姿態。當垂直陣風由上向下吹來,情況正好相反,飛機承受的氣動載荷減小,甚至會承受向下的氣動載荷,并產生向下的曲線運動,機頭下俯。陣風消失后,經顛簸飛機才能恢復原飛行姿態。

由于飛機的飛行速度比較大,垂直陣風改變飛機相對氣流速度而引起的升力變化量較小,可以忽略不計,但垂直陣風改變飛機相對氣流的迎角導致的升力變化量卻不可忽略如圖1-8所示。飛機穩態飛行時,有利的迎角是4°左右,當垂直陣風速度達到飛機飛行速度的1/10時,引起的迎角增量可達5°左右,這時,飛機氣動升力的變化就相當可觀了。所以在相同的風速下,垂直陣風對飛機飛行造成的影響要比水平陣風嚴重得多。

           圖1-8 垂直陣風引起飛機的迎角和升力的變化

垂直陣風不但造成飛機在飛行中的顛簸,對飛機結構受力和飛行安全也會帶來較大的影響。向上的垂直陣風使飛機承受較大的向上的氣動載荷,而向下的垂直陣風使飛機承受較大的向下的氣動載荷,這些都是在現代民用運輸機設計中要重點考慮的載荷。垂直陣風對飛行安全也有較大的影響,比如:當飛機以小速度大迎角飛行時,遇到速度較大的垂直向上的陣風,可能會使迎角增大到臨界迎角,造成飛機失速的危險。所以在擾動氣流中作大迎角小速度飛行時,應適當的減小迎角,提高飛機的最小飛行速度。當飛機在低空小迎角大速度飛行時,速度較大的垂直向上的陣風會產生較大的氣動升力增量,對飛機結構的受力產生較大的影響。所以在擾動氣流中做小迎角大速度飛行時,應適當的加大迎角,減小飛機的最大飛行速度。所以,由于陣風的影響,飛機飛行的迎角和速度范圍都減小了。

從飛機側面吹來的陣風叫側向陣風。它會破壞飛機側向氣動力的平衡,造成飛機搖晃、擺頭等,但對飛機的飛行影響不大。

穩定風場對飛機飛行的影響

時間較長較穩定的風場對飛機的起飛著陸有較大的影響。

逆風起飛和著陸,當沿跑道方向有風時,飛機一般應逆風起飛和著陸。逆風起飛可以使飛機經較短滑跑距離達到要求的空速(相對氣流的速度),獲得所需要的升力,使飛機離地;著陸時,也可以使飛機在保持一定空速,獲得所需要的升力的情況下,以較小的接地速度著陸,并可增加著陸時的阻力,減少著陸時滑跑距離。

有側風時起飛和著陸,在垂直跑道方向有風時,飛機起飛或著陸,側風在飛機上產生的側向載荷會帶著飛機一起漂移,使飛機偏離跑道,危及到飛行安全。對于這種現象,在飛機離地后空中飛行中,一般采用改變航向的方法進行修正,在著陸進近階段也可以采用側滑法進行修正。飛機帶側滑著陸時,駕駛員要同時操縱副翼和方向舵阻止飛機漂移,使飛機航跡對準跑道著陸。在飛機飛行速度一定時,側風風速的大小決定了舵面操縱量的大小。為保證飛機能在一定的側風風速下安全著陸,對副翼和方向舵的操縱性能有一定的要求。超過了規定的側風風速,飛機進行側滑著陸就不能保證飛行安全。

低空風切變對飛行的影響,風向和風速在特定方向上的變化叫風切變。比如,飛機由小順風區域進人大順風區域;曲逆風區域進人順風區域;由某一方向的側風區域進人另一方向的側風區域,或在較短距離內升降氣流變化,由無明顯升降氣流區域進人強烈的下降氣流區域等等。

強烈的低空風切變對起飛、著陸的飛機危害極大,特別是對下降著陸的飛機危害最大。比如,飛機從逆風區域進人順風區域(見圖1-9),這種順風切變會使飛機的空速突然減小,升力下降,飛機隨之下沉。如果著陸下降離地較近的飛機遇到這種風切變,駕駛員來不及修正,飛機會以較大的接地速度著陸,過大的地面載荷會損傷飛機結構,也會導致滑跑距離過長,飛機沖出跑道造成事故。如果飛機從無下降氣流區域進人強烈下降氣流區域,也會導致飛機急劇下沉,造成飛行事故。這種下沖氣流切變更具有突然性,危害也最大。

                 圖1-9 順風切變對著陸下降的影響