飞行技术之尾流资料AC90尾流DOC.docx

1、飞行技术之尾流资料AC90尾流DOC1目的本咨询通告描述了关于尾涡的基本信息,提醒飞行员飞机尾流的危害,并提供了避免进入尾部乱流的可选操作程序。2取消取消2002年2月20日发布的AC 90-23F, 航空器尾流。3介绍每架飞机在飞行中都会产生尾端涡流。这种气流扰动是一对反向旋转的漩涡，在巡航中产生于翼尖后而在进近和着陆过程中产生于外侧襟翼外缘。一架飞机产生的漩涡会对进入其中的其他飞机产生危害。例如,大型飞机产生的涡流会对进入其中的小型飞机产生超出其滚转控制极限的滚转力矩。此外,湍流产生的扰动会损坏飞机部件和设备以及造成人身伤害。飞行员必须学会预估其他飞机尾涡的位置和运动方向,并相应地调整他们

2、自身的航迹。4 涡流的产生升力是由机翼表面的压力差产生的。最低压力产生在机翼上表面，最高压力产生在机翼下表面。这种压力差使机翼后方气流卷起，导致在机翼后边产生漩涡状气团。气流汇聚完成后，形成由两个反向旋转的圆柱状旋涡组成的尾涡（图1）5 涡流强度a终端区域涡流的强度由飞机的重量,速度，翼型和面积决定。襟翼或增升装置的扩展将改变飞机的尾流特性。然而,不同飞行阶段影响最重要的是重量和速度，涡流强度与飞机重量成正比，与飞机的速度成反比。有记载的涡流最大速度300英尺每秒。最大的旋涡强度发生在重量重，速度慢，光洁形态的飞机上，因为飞机表面的增升装置会使涡流衰减。b航路中空气密度也是决定涡流强度的一个因

3、素。尽管在高空巡航时速度比较高,但是空气密度的减少可能会导致与机场区域相当的涡流强度。此外,对于一个给定的间隔距离,更高的巡航速度会导致其在影响后续飞机前有更少的时间使涡流衰减。6 诱导滚转a滚转操控能力最可能遇到的危险是超过飞机滚转操控极限的诱导滚转力矩。在飞行试验中,飞机被有意径直穿过大飞机的尾涡中心，实验表明，飞机抵抗尾涡滚转的能力主要取决于翼展的大小和受尾涡影响的飞行员的反向修正的反应快慢程度。b改出尾流改出尾流的反向操纵通常是有效的，当飞机的翼展和副翼延伸到了尾涡的旋转气流范围之外，诱导滚转的影响就会降到最低。对于翼展短的飞机（相对于产生尾涡的飞机）抵抗由尾涡产生的滚转会更加困难（见

4、图2，诱导滚转）。短翼展飞机的飞行员,即使是高性能的机型,必须特别警惕遇到尾涡。大飞机的尾涡需要引起所有飞行员注意（见图3，尾涡与飞机大小的关系）。7 涡流特性尾涡有一定动态特征，这些特征可以帮助飞行员识别其位置和运动并采取相应的避让措施。a涡流的产生飞机从起飞离地到降落的整个过程中都会产生涡流，因为尾涡是飞机机翼升力的一个副产物。起飞或降落之前,飞行员应该注意到前面的飞机的起飞点或降落点(见图4，降落点与随后的飞机)。b涡流环流当从飞机前边或后边看的时候，涡流环流是向外、向上，并环绕在在翼尖周围。大型飞机测试表明,涡流保持略小于翼展的间隔,高度大于翼展时，涡流随风漂流。如果遇到持久的涡流扰动

5、,细微的调整高度或水平位置(最好是逆风)就很可能摆脱涡流的影响。c垂直运动飞行测试表明,在高海拔处大飞机涡流的下沉速度可达数百英尺每分钟,涡流的下降速度和强度会随着时间和距离逐渐减弱（见图5，大飞机涡流的下降）。大气湍流加速衰减。飞行员应该操作飞机不低于前边飞机的飞行路径，必要时改变航向，来避免进入产生涡流的飞机的下方或后方。同样重要的是,大飞机的飞行员应保持在下滑道上,不能高于下滑道,尽可能减少涡流对其它飞机的影响。最糟糕的情况是微风,较低的大气湍流和分层(稳定的大气)。在这些大气状况,主要在航路中,重型飞机,尤其是超级飞机的尾流会下降超过1000英尺。在极少数情况下,尾流会随着上升气流上升

6、，或当遇到强烈的逆温层，就像撞击到地面一样反弹上升。d横向运动当大型飞机的漩涡接近地面(100到200英尺)时,他们倾向于在略低于半个翼展的高度上以2或3节的速度横向运动(见图6，大飞机低空飞行时涡流的运动)。e风侧风将减少逆风涡流的横向运动,增加顺风涡流的运动。因此,具有1到5节（视情而定）垂直于跑道方向分量的微风可以导致逆风的涡流保持在接地区域一段时间，并且加强了顺风涡流的向远离跑道的方向运动（也可能向一个临近的跑道运动）。同样,顺风条件可以促使一架最后进近的飞机的涡流运动到最后进近和接地点区域。轻微的顺风值得引起高度警惕，因为它造成了一种涡流更可能出现在最后进近和接地点的糟糕情况。飞行员

7、应该警惕其起飞降落路径上风方向的大飞机,见图7,3节侧风对低空飞行飞机涡流的影响,图8，6节侧风对低空飞行飞机涡流的影响。8 涡流回避程序a空中交通管制责任空中交通管制员使用程序对按仪表飞行规则(IFR)飞行的飞机提供空中间隔,包括所需的尾流间隔。然而,如果一个飞行员接受目视跟随另一架临近飞机的指令时，意味着飞行员有责任保持安全间隔并避免涡流。管制员也会给与其保持通讯的，并认为涡流会对其产生明显影响的按目视飞行规则（VFR）飞行的飞行员提供一个尾流警示通告，这个通告包括大型飞机的位置，高度，航向并会随后附上“注意尾流”的短语。尾流警示通告发出后,管制员通常不提供其他额外的信息。提示：不管是否收

8、到警告信息，飞行员都应尽可能操纵飞机调整路径以避免尾流的影响。提示：当对为避免涡流的安全间隔存在任何质疑时，飞行员应该询问管制员并要求更改间隔距离和地速。b在同一跑道，大型飞机后起飞当在同一条跑道上跟随较大飞机后起飞时，飞行员应：（1）留意大飞机起飞点并在到达其起飞点之前起飞。（2）持续保持高于大飞机爬升路径的角度爬升，直到确认远离其尾流（见图9，同跑道尾随大飞机起飞）。（3）避免后续飞行中能够接近大飞机下方或后方的航向（见图10，临界起飞情况和交叉离场路线）。（4）随时准备应对任何能够导致进入尾流的临界起飞情况。c非全跑道起飞进行非全跑道起飞时,飞行员应该注意大飞机的起飞点并在到达其起飞点之

9、前起飞。也应警惕邻近大型飞机的操作,特别是在跑道上风方向的飞机。如果收到起飞指令,避免航迹穿过大型飞机路径的下方。d在一个执行低空进近/复飞或落地连续的大型飞机后起飞或着陆因为涡流下沉并在地面附近横向移动,在一个较大型飞机实施低空进近/复飞或touch-and-go着陆后，涡流造成的风险可能存在于沿跑道和后续飞机的航迹上,特别是在轻侧风条件下。你应该确保至少2分钟的间隔之后再起飞或着陆(当在超级飞机后起落时至少3分钟)。e航路目视飞行（500英尺间隔）飞行员应避免飞行路径低于较大型飞机的飞行路径或在其后方，如果在相同航迹并且在上空发现大型飞机（会聚或超越），横向调整你的位置，最好是向上风面调整

10、。f在同一跑道，大型飞机后着陆当跟在更大的飞机降落在同一跑道上时，应保持不低于大飞机的最后进近飞行航迹。注意其落地点并在其落地点前方落地（见图11，相同跑道上大型飞机后方着陆时涡流避让程序）。见图11中关于大型，重型或超级飞机涡流的特殊程序。g大型飞机后边着陆在间距小于2500英尺的平行跑道上在大型飞机后降落，并且在平行于大型飞机降落跑道，间距小于2500英尺的跑道上降落时（图12），飞行员需要考虑跑道入口之间的位置关系,相对下降路径/位置和可能漂移到跑道上的涡流(见段12飞机分类定义)。如果你能目视在平行跑道上降落的大飞机，应尽可能保持高度不低于大飞机的最后进近路径。记住它的降落点。请注意,

11、为使飞机接地点稍远将导致通过跑道入口的高度更高。参见图12,在距离小于2500英尺的平行跑道着陆时的涡流避免程序。h在交叉跑道的大型飞机后着陆当在位于交叉跑道上的大飞机后着陆时，飞行员应高于大飞机的飞行路径（见图13，在交叉跑道上的大飞机后边着陆时的涡流避免程序（无风）。i同一跑道，在起飞的大型飞机后着陆当在同跑道上起飞的大飞机后边着陆时，飞行员应注意大飞机的起飞点并在到达这个起飞点之前着陆（见图14，在同跑道上起飞的大飞机后边着陆时的涡流避免程序）。j在交叉跑道上起飞的大型飞机后着陆当在位于交叉跑道上的起飞的大飞机后边着陆时，飞行员应注意大飞机的起飞点，如果起飞点超过了跑道交叉点，继续进近并

12、在跑道交叉点之前着陆。如果大飞机在跑道交叉点之前起飞，避免飞行路径低于大飞机的飞行路径，除非确定能在到达跑道交叉点很远的地方安全落地，否则应放弃进近。(见图15、在交叉跑道上起飞的大飞机后边着陆，并且大飞机的起飞点在跑道交叉点之后时的涡流避免程序,和图16,在跑道交叉点之前起飞的大飞机后边着陆时避免涡流影响的程序)。9 遭遇尾流操纵指导a危险概率遇到涡流不一定是危险的。它可能是一个或多个震动强度不同的颠簸，取决于遭遇涡流的方向(拦截角)、产生涡流飞机的重量和外形、遭遇飞机的大小、与生成涡流飞机的距离、遭遇涡流的位置。当遭遇涡流的飞机的航向与产生涡流的飞机一致或平行时，产生诱导滚转的概率增加。避

13、免进入产生涡流的飞机的下方或后方,特别是在低空,即使瞬间遭遇涡流也可能造成危险。飞行员应该特别警惕在静风条件和在机场附近进行机动飞行时的涡流可以:（1）保持在接地区域附近（2）从相邻跑道上操作的飞机漂移过来（3）从交叉的跑道下沉到起飞降落路径上（4）从附近其他机场的飞行活动后下沉到本机场的起落航线上b识别涡流的痕迹所有飞机的飞行员都应学会识别大型飞机后的涡流痕迹，并且采取适当的避让措施来保证飞行安全。大飞机保持在下滑道上也很重要，尽可能不要高于它，来减小其涡流对其他飞机的影响。c飞行操控在遭遇尾涡的历史事件中,发生过进入涡流时驾驶员的控制加剧了飞机的不正常姿态的情况。遭遇涡流时造成的混乱可能导

14、致在飞机穿越涡流时出现突然的反向滚转。飞行员需要谨慎地进行飞行控制输入,特别是避免突然进行副翼和舵的反向控制输入。如果高度和条件允许,相对于在涡流中强制性修正飞机的姿态，最好是在飞机逐渐通过涡流后再修正不正常的姿态。如果自动驾驶仪是保持接通的,在遭遇涡流时，相对于断开自动驾驶仪并运用人工修正，最好是允许自动驾驶仪来自动修正。但是,要做好自动驾驶仪断开时进行手动接管飞机的准备。d方向舵的控制先前的经验或培训强调，在滚转中使用方向舵来操纵控制可能不适用于所有飞机。使用方向舵来抵消滚转角速度可能会导致飞机非预期的反应。较大且突然的改出操纵动作可能导致负载超过结构设计极限。具体参考相应机型的飞行手册(

15、AFM)。10 直升机悬停的直升机会产生一个由主旋翼生成的下洗气流。飞行员应该避免在距离一架悬停或慢速悬停滑行直升机三倍桨盘直径范围内滑行或飞行，因为下洗气流可能产生高速的风。然而,在向前飞行时,这种能量转化为一对强度高、速度大的涡流，类似大型固定翼飞机的翼端涡流。飞行员应该避免直升机的涡流，因为通常直升机向前飞行的速度很低,这将产生强烈的尾流(见图17,直升机涡流)。11 飞行员责任a涡流的避免局方和航空公司正在共同努力来减小或消除尾流的危害。但是，飞行员必须训练必要的情景意识，以确保目视气象条件（VMC）飞行时避免进入涡流。飞行员应该接受涡流的识别和避免程序的训练，并应具有与避撞相同的警觉

16、程度。b空管指令飞行员应该注意，当在下列情况下接受空管指令意味着飞行员有责任保持安全的起飞着陆间隔，并且有责任保持避免涡流的间隔：（1）空中交通信息（2）跟随一架飞机的指令（3）接受了目视进近的指令c识别重型和超级飞机对于在重型或超级飞机后的操纵来讲，空管得到信息后会提示“重型”或“超级”。这两类飞机的飞行员在终端区域时应在无线电通讯时用适当的方式说明自己的重量等级。d在下滑道上飞行大型飞机的飞行员应该时刻努力保持飞行在下滑道上，不要高于下滑道，以减小其涡流对其他飞机的影响。这些程序给在大飞机后边飞行的轻型飞机建立了一个可靠的保障，轻型飞机可以做出有效的调整措施来避免涡流的影响。在没有下滑道指

17、示的机场，飞行员应该使用“每1英里300英尺”的下滑轨迹。 举例：距离接地点10英里时飞3000英尺的高度，5英里时飞1500英尺，4英里时飞1200英尺，以此类推，直到接地e轻型飞机的操作方法在产生强烈涡流的大型飞机后飞行的轻型飞机应该考虑下列方法来避免涡流的影响，并且应该时刻注意最后进近航迹上的风向风速：（1）如果小型飞机的飞行员在跑道附近可以目视看到临近的大型飞机，可以采取下列方法来进一步调整航迹以避免涡流的影响：（a）持续保持飞行航迹略高于大型飞机的飞行航迹，并在大型飞机落地点的前方落地。（b）建立一条高于大型飞机航迹并且落地点在其前方的直线航迹。（c）如果可能，记住大型飞机的落地点，

18、并且对自己的落地点做适当调整。 举例：前边大飞机落地时会产生一些烟雾，调整你的接地点大概在其前方500英尺，特别注意大型，重型或超级飞机可能需要更远的跑道距离来保证跑道入口上空处有充分的安全距离。（2）目视进近期间，飞行员可能需要询问空管关于跟大型飞机的间隔和地速，特别是在对于避免涡流的安全间隔有疑问的时候，以保证飞行员正确调整航迹。12. 飞机重量级别 空管使用下述飞机重量分类来分配避免涡流的最小安全间隔：a重型最大起飞重量可以达到300000磅或以上的飞机，不管飞行时是否达到这个重量。注意：已经通过了一个超过重型飞机的新的分类，超级飞机，用于给像空客A380和安东诺夫AN225临时使用b大

19、型注册最大起飞重量大于41000磅，小于300000磅的飞机。注意：波音B757被分类为大型飞机，但是使用特殊的尾流安全间隔c小型注册最大起飞重量小于等于41000磅的飞机13 飞行员需要注意的其他事项 最后进近时遇到严重涡流的情况很少见，飞行员应该警惕遭遇涡流的下列四种情况。a遭遇涡流（1）残余涡流在开始下降高度之后，可能会反弹上升。测试数据表明，涡流能够随着气团上升。尤其在风切变中，涡流可以随其摆动，顺风会使涡流反弹上升，但同时会加速其消亡（见图7）。并且，周围热气流的抬升作用和地形效应（突出的山峦或树木）会导致涡流的上升。（2）在特定的大气状况下,主要在航路中,重型飞机,尤其是超级飞机产

20、生的涡流会下降超过1000英尺。因此,在减少垂直间隔（RVSM）的跨洋飞行中可以偏置航路飞行来避免遭遇涡流(参考当前版的AC 91 - 85,飞机的授权和RVSM的运行)。（3）当超越前边飞机时，试图从其飞行路径上方穿越，或者，如果山区地形允许，从其下方至少1000英尺穿越。（4）当前方飞机爬升或下降穿越你的计划航路时，你可能会遭遇涡流。同样的，当在其他飞机后方爬升或下降时，应特别注意。b飞行员情景意识飞行员应该警惕随时可能遭遇涡流,尤其是在起飞、进近和着陆阶段时。飞行员对飞机的安全运行负最终责任。虽然空中交通管制为按仪表飞行规则飞行的飞机提供了适当的尾流间隔,所有飞行员应该认识到尾流的特点和

21、避免方法，并且应遵循包含在此通告、航空信息手册(AIM)和适用的飞机操作手册中在内的指导和良好的操作程序。14 小翼小翼已经作为一种减少机翼诱导阻力的手段被开发出来,使飞机在巡航时更有效率。有一个普遍的误解,认为小翼是一种来减少尾涡的风险的手段。研究表明飞机进近着陆时有或没有小翼没有明显差异。15 新一代航空运输系统（NEXTGEN）尾流的举措基于大量的尾涡特点分析,新程序和间隔标准正在研发和实施。随着时间的推移,新的间隔标准预计将在在整个国家空域实施。最终,尾流间隔可能演变成一个动态的、基于特定飞机尾流特点的机对机系统。a在临近的平行跑道上进近FAA Order JO7110.308,在距离

22、小于2500英尺的平行跑道上进行1.5海里平行进近，一大一小两架飞机进行仪表进近时，应在两架飞机间使用1.5海里(NM)斜向间隔距离。这些程序的更多信息参见附录1,FAA Order JO 7110.308、距离小于2500英尺的平行跑道上进行1.5 海里平行进近。b尾流的重新定义尾流的重新定义程序取代了传统基于注册最大起飞重量的间隔标准，是基于尾流物理特性和飞机动态参数，即翼展、最大起飞重量、最后进近速度、滚转性能等提供间隔模型。关于程序的更多信息参见附录2,FAA N JO 7110.608,关于尾流重新定义间隔标准在孟菲斯国际机场实施的指导意见。c减轻离场时的尾流影响（WTMD）WTMD

23、是第一个自动改变尾流间隔，向在相距小于2500英尺跑道上平行起飞的飞机提供动态间隔的程序，这个程序主要基于气象条件，也就是侧风的影响。更多信息参见附录3，FAA Order JO 7110.316，减轻离场时的尾流影响。 注意：在短期内,会批准在跑道和机场范围内使用这些新的程序。预计新一代航空运输系统避免尾流影响的措施会在未来实现。附录1.FAA ORDER JO 7110.308，相距小于2500英尺的平行跑道上进行1.5海里平行进近从历史上看,美国联邦航空管理局(FAA)限制了平行进近盲降程序在跑道间距大于或等于2500英尺的跑道上的使用。基于已知尾流的特点，错开着陆跑道入口，并且使用不同

24、下滑道的情况下，联邦航空局最近批准允许了在特定机场跑道间距小于2500英尺的跑道上进行平行盲降进近的标准。应用标准只可以在FAA Order JO 7110.308中列出的机场/跑道上，执行间距小于2500英尺的平行跑道上的平行进近，。在建立航向道并得到着陆许可之前，飞机之间至少应有1000英尺的垂直间隔和3英里的雷达间隔。靠前的飞机必须是小型或者大型飞机，使用角度偏低的下滑道，并且必须建立航向道。任意型别的飞机都可以作为靠后的飞机参与平行进近编组。编组中靠后的飞机必须使用角度偏高的下滑道，且必须建立航向道。在失去标准间隔之前，两架飞机将会得到进近着陆许可。至少提供给两架进近的飞机1.5英里斜

25、向雷达距离。前一编组中靠后的飞机与后一编组的飞机应有标准的安全间隔。当编组中任意一架飞机没有下滑道指引时，不允许减小间隔距离。当编组中靠前的飞机是较大的，并且实施了复飞，靠后的飞机也将被指示进行复飞。定义：为了更好理解本附录，提供一下定义。a靠前的飞机：减小间隔的飞机编组中靠前的飞机，根据FAA Order JO 7110.308，靠前的飞机只能是小型或大型飞机。b靠前的进近：减小间隔的飞机编组中靠前的飞机的进近，对于任一条平行相近的跑道，靠前进近的飞机靠前，并且使用较低的下滑道。c较高的进近：较高的进近就是落地点相对远离跑道入口或者使用较高下滑道的进近。d较低的进近：较低的进近就是落地点相对

26、接近跑道入口或者使用较低下滑道的进近。e靠后的飞机：是指降低间隔的编组中靠后的飞机，是此通告特定的，不受重量等级限制。f靠后的进近：降低间隔的编组中靠后的进近通常是具有较高下滑道的进近。 附录2.FAA N JO 7110.608，关于尾流重新定义间隔标准在孟菲斯国际机场实施的指导意见美国联邦航空管理局(FAA)最近批准了一项重新定义（RECAT）尾流间隔的标准，从当前的标准提升到一个新的标准。这个是美国联邦航空局、欧洲航管组织、特定尾流方面的专家、安全和风险分析方面的专家经过多年的联合研究和开发得出的。现在的类别分类是基于重量,标准进近速度，机翼特点，以及需要特别注意那些抵御明显滚转扰动能力

27、有限的飞机。重新定义的标准将离场和进场的飞机间隔分成6类（A-F）。通过详细的系统安全分析,相对于今天的间隔标准来说，六个类别被证明是安全的,或更安全,同时提高了国家空域系统的操作效率。由于RECAT在国家空域系统中选定的机场开始实施，飞行员可能看到对于一些飞机相应的尾流间隔距离的变化(增加或减少)，但大多数人不会注意到任何变化。表2-2详述了RECAT尾流分离标准的细节 说明：RECAT在孟菲斯国际机场(MEM)和路易维尔国际机场（SDF）事实上是有效的，计划在未来扩大应用到其他机场。 飞机尾流分类 为了尾流间隔的标准分类，飞机分为A类到F类。每架飞机根据其翼展，进近速度和最大起飞重量（MT

28、OW）归类。表2-1提供了一些飞机在类别的示例:a类别A：最大起飞重量在300000磅或以上并且翼展大于245英尺。b类别B：最大起飞重量在300000磅或以上，翼展大于175英尺，小于等于245英尺。c类别C：最大起飞重量在300000磅或以上，翼展大于125英尺，小于等于175英尺。d类别D：最大起飞重量小于300000磅，翼展大于125英尺，小于等于175英尺;或者翼展大于90英尺，小于等于125英尺。e类别E:最大起飞重量大于41000磅，翼展大于65英尺，小于等于90英尺。f类别F：最大起飞重量小于41000磅，翼展小于等于125英尺，或者最大起飞重量小于15500磅，不计翼展长度，

29、或者动力滑翔机。附录3. FAA Order JO 7110.316，减轻离场时的尾流影响（WTMD）。根据当前和预测的风和天气条件，WTMD允许在授权的间距小于2500英尺的平行跑道上离场的飞机减少所需的尾流间隔。当前的间隔标准要求，在重型/B757型飞机起飞后，在临近的平行跑道（CSPR）上起飞的飞机需要延迟两分钟或5英里雷达间隔才能起飞，(平行跑道间距小于2500英尺，跑道入口错开不到500英尺)。安全分析表明，如果WTMD所需的条件能够得到满足，可以撤销这些间隔标准。见图3-1,侧风分量条件下涡流的运动。在这些情况下,由重型/ B757飞机(超级飞机除外)产生的尾流不影响后续上风跑道（

30、CSPR）上离场的飞机。上风方向的跑道可以被认为是免于尾流影响的也就是说,不受离场的重型/B757飞机尾流的影响。美国联邦航空管理局(FAA)最近批准了WTMD程序。系统使用从地面到1200英尺高空（AGL）的风的信息，以确保实际侧风和保守的预测未来的侧风有足够的裕度允许减少间隔距离。WTMD系统通过全面收集和分析离场尾流数据得到验证。当空中交通管制员使用WTMD程序时，显示屏会通知的本地管制员哪条跑道上起飞不受相邻的另一条跑道上重型/B757飞机离场操作的影响。系统也有一个自动警报功能，当WTMD程序监控的风或预测风速下降到减少所需间隔距离需要的保守的侧风条件范围之外时，系统会发出警告。WTMD业务将包括在自动终端情报服务(ATIS)中并且在WTMD转换操作期间通过无线电通讯来进行管制员和飞行员之间的沟通。飞行员仍将继续保有请求2分钟间隔的选择(或3分钟间隔,如果适用的话),而不是当启用WTMD时管制员分配降低的间隔距离。图3-2给出了启用WTMD时降低间隔距离的图解。