飞机避开气流的新方法
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2020-10-08 17:31
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火星译客

旅客会喜欢这样的“天气预报”:因为暴风雨而取消的航班数量有望减少,飞行会更加平稳。

航空公司正在采用新的气象技术,让飞行员能够更好地掌握哪里有湍流,哪里的空气比较平静。美国航空公司(American Airlines)3月份开始飞行该公司第一架搭载一种新装备的波音737飞机:这款装备可以预测湍流,辨别不很严重但有可能造成伤害、惊吓乘客的颠簸区域。西南航空公司(Southwest Airlines)和联合航空公司(United Airlines)已经在往飞机两侧安装水蒸气传感器,以提供比美国国家气象局(National Weather Service)传统的放飞气象气球的方法更好的信息,从而提高风暴预测的准确性。

美国航空737机队队长凯蒂·德斯特(Kathi Durst)说:“自打莱特兄弟发明飞机开始,天气对飞行的影响一直存在。众多此类新技术将有助于避免飞机损伤、人员伤害的情况。”

湍流晃动飞机和饮料杯,迫使人们回到座位上去,大多数乘客都觉得很烦。联邦航空管理局(Federal Aviation Administration)说,除了造成致命事故以外,飞行中遇到的湍流也是造成空乘和乘客受伤的首要原因。美国一年大约有58人在飞机晃动时受伤。造成人员死亡的案例很少,但曾经发生过,而重伤则很常见。比如2月17日,在一架以3.4万英尺(约合10,360米)高度从丹佛飞往蒙大拿州比灵斯(Billings)的波音737飞机上,一名空乘的头部狠狠地撞上天花板,导致天花板破裂。一个被人抱着的婴儿被甩到另外一排,还好只是受了轻伤。

湍流的产生,是在飞机飞进一个风向改变、空气上升或下降或以不同速度移动的区域时。这使机翼突然失去或获得升力。湍流可能与气压变化、急流、山峦周围空气或天气系统有关。不管是云中还是晴空里都有可能出现湍流。

在航空公司看来,与天气相关的技术发展很快,所以有些公司觉得,如果能够更好地装备自己的飞机和飞行员,那么它们将能够获得一种相对于竞争对手的竞争优势。联合航空公司航班运营技术总监丹·奥唐纳(Dan O'Donnell)说:“我认为,当我们用上这些技术的时候,客户将会注意到不同。或许A航班会比B航班更早到达,且飞行更加平顺。”

和其他航空公司一样,联合航空也在着力通过驾驶舱内的iPad让飞行员了解更加实时的天气信息。目前大多数飞行员都不可以在驾驶舱使用飞机上的Wi-Fi系统;他们在起飞之前把信息下载到平板电脑上,但在空中不能更新。一些航空公司的飞行员悄悄使用私人设备来跟踪天气情况。联邦航空管理局可能会在飞行员电子飞行包里加入上网功能。

联合航空为飞行员装备iPad做了试飞,证明此举节省了燃油和时间。奥唐纳说,比如一架从丹佛飞往费城的波音737飞机,空中交通管制员希望它绕道得克萨斯以规避风暴,但飞行员利用显示实时天气情况的测试用iPad,找到了一条更好的路径,节省了25分钟的时间和2,100磅(约合953千克)的燃油。他说:“这真的算得上是‘下一件大事’。”

美国航空表示,因为使用WSI Corp.生产的一款名叫“Total Turbulence”的产品,公司节省了成本,减少了伤害,飞行也更加平稳。WSI Corp.是Weather Co.的子公司,后者也是气象频道(Weather Channel)的所有者。美国航空一年前开始安装的“Total Turbulence”系统利用大多数大型商用飞机都自带的G值监测器来测量湍流强度。数据可以用来提醒飞在后面或准备沿同一条线路飞行的飞机。

这项技术现在已经装备在美国航空的737、757、767和A320飞机上,WSI表示其他一些航空公司也已签约。它将航空业界长期以来由飞行员通过无线电向管制员和其他飞机发送湍流报告的惯例实现了自动化。以往飞行员的那些报告零星而主观,在一个飞行员看来“一般”的湍流,在另一名飞员看来可能就是“严重”的,特别是小飞机的飞行员。

美国航空在天气设备方面的很大一部分改进工作都是由德斯特牵头完成的。她说:“这是一种提高准确性的办法,不依靠飞行报告。”

还有一个好处:美国航空得以减少飞经湍流的飞机暂停运行检查损伤情况的次数。之前的检查是基于机长的报告,现在美国航空可以查看机载监测器的数据。

WSI的Total Turbulence可以帮助到飞在后面的飞机,而机载天气雷达的一次新升级则有助于提醒飞行员注意前方的未知湍流。美国航空在3月份开始接收装备了这项新技术的飞机。

Rockwell Collins生产的天气雷达“MultiScan ThreatTrack”是第一款能标示出两种湍流级别的机载天气雷达。一个级别为“严重”,另一个级别为“可以飞行”(ride quality),也就是说,如果乘客和空乘人员坐在座位上并系好安全带,飞机是可以飞过乱流区的。现有的各种版本的天气雷达都只能标示出有严重湍流的区域。

新款雷达还可以预测飞机能不能从雷暴上方安全飞过。雷暴可以迅速扩大,将空气往上推,在雷暴云上方的晴空造成严重湍流。

为了帮助预测暴风雨,国家气象局问西南航空愿不愿意在它的737飞机上装载特殊传感器和一台鞋盒子大小的仪器。西南航空很快就相信,这些数据能够给它的航班运营帮上大忙。西南航空之所以被国家气象局选中,是因为它的飞机在全美各地飞行,而不是集中于出入某些中心城市的航线。另外,西南航空的飞机有很多是短途飞行,起降多,可以生成不同高度的测量数据。

那些小小的传感器测量空中的水蒸气,向国家气象局全天候地发送不同高度的湿度数据。在有这些传感器之前,数据只能取自全国100个地方一天两次放飞的气象气球。

2013年11月24日,感恩节之前的那个星期天,天气预报员预报周一上午达拉斯会有严重的冰暴。各航空公司提前取消了达拉斯-沃思堡国际机场(Dallas-Fort Worth International Airport)的400多架次的航班。但西南航空的气象学家认定,因为空中水分不够,这场冰暴将会消散。这家航空公司继续执行了完整的飞行计划。

西南航空首席气象学家里克·科蒂斯(Rick Curtis)说:“我们取消了警报,一刻也没有停下来。”科蒂斯读到的不是当天早上六点放飞的气象气球产生的数据,而是来自西南航空飞机、刚刚出炉才一个小时的数据。他说:“这是一个巨大的优势。如果不飞,那就挣不着钱。”

西南航空有87架飞机装备了水蒸气传感器。国家气象局希望获取更多资金支持,来装备西南航空的其他飞机和其他航空公司的飞机。

信息传给气象局,气象局和其他航空公司分享。但由于这是个新事物,很多航空公司还不敢放心地依靠它。比如奥唐纳就说,联合航空就没采用。他说:“此事尚无定论,但我认为以后会是有益的。”

科蒂斯说,西南航空估计,这项技术将天气事件造成的影响减少了5%。 地亚哥的大雾一般持续三小时,一年发生50次,在这种情况下,西南航空通过更好地预测雾团起散的时间,每次遇到大雾天气时或许就可以多起降几次。

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