تغييرات سمتی باد ( باد قیچی )   Wind shear

تهیه و تنظیم : لطیف جمشیدزاده از فرودگاه اردبیل

  تغييرات ناگهانی سرعت و جهت باد را "باد قيچی"  Wind shear گويند كه ميتواند به صورت افقی ويا عمودی و يا مخلوطی از هر دو جهت باشد.

 سازمان هواپيمايی كشوری جهانی " ايكائو " ICAO مولفه مربوط به تغييرات جهت عمودی و افقی  باد را بدين صورت بيان ميكند :

1- باد قيچی عمودی  Vertical wind shear : تغييرات سرعت و جهت عمودی باد در ارتفاع را گويند كه بوسیله نصب دو بادسنج يا بيشتر در بالای يك دكل در ارتفاعهای مختلف ، اندازه گیری ميشود. 

2- باد قيچی افقی Horizontal wind shear :تغييرات جهت و سرعت در مسافت افقی باد را گويند و بوسيله بادسنج های كه در يك ارتفاع در طول باند نصب شده اند تعيين ميشود

بادقيچی ارتفاع پايين   Low-level wind shear با پديده های زير رابطه داشته و باعث ایجاد خطر برای پروازهای ورودی و خروجی فرودگاه میشود:

1- جبهه روبرو Frontal surfaces

2- تندباد تقريبا افقى با سرعت بيش از  8کيلومتر بر ساعت  Jet streams

3- ابرهای رعد و برق دار نظیر cumulonimbus or towering cumulus      

4-  Mountain Waves

5- Microburst

 تاثير باد قيچی Wind shear بر هواپیما :

اصلی ترين تاثير باد قيچی عبارت است از :

1- باد پشتی  Turbulence

2- حركت هوای شديد (كشش هوا بالا و پايين " "draft يا حركت چرخشی swirling يا حركت چرخشی rotating )

3- افزايش و كاهش ناگهانی سرعت هوايی( airspeed )

4- افزايش و كاهش ناگهانی سرعت زمينی و يا انحراف سمتی و رانش هواپيما( drift ).

لازم بذکر است که آشفتگى هوا در اسمان فاقد ابر که معمولا در ارتفاعات بالا و همراه با تغيير سرعت در نزديکى مسير خروج گازهای هواپیما ایجاد میشود یعنی (Clear Air Turbulence (CAT که در ارتباط با تند باد Jet Stream  میباشد خیلی خطرناک و جدی است.

واکنش گردنده   Rotor و جریان رو به پایین down draft  تحت اثر mountain waves میتواند باعث مشکلاتی در شرایط پرواز ایجاد کند و همچنین باعث از دست دادن کنترل پرواز loss of control  گردد.

دفاع در مقابل باد قیچی :

موثرترین دفاع در مورد باد قیچی میتواند در مولفه های زیر خلاصه شود :

1- پیش بینی هوا ، شناسایی و تشخیص ، و خودداری از باد قیچی، مجهز گردیدن به سیستم  Low-level Wind Shear Alert System (LLWAS)  و تجهیزات هوانوردی هواپیما ،و

2- پاسخ و واکنش صحیح در هنگام مواجه با باد قیچی در زمان برخاستن هواپیما takeoff  ،هنگام اوج گیری و افزایش ارتفاع اولیه هواپیما ، و لحظه فرود landing  و کاهش ارتفاع و تقرب پرواز approach .

سیستم هشدار بادقیچی در ارتفاع پایین Low-level Wind Shear Alert System (LLWAS) :

سیستم هشدار بادقیچی در ارتفاع پایین Low-level Wind Shear Alert System (LLWAS) یک سیستم زمینی برای تعیین وجود باد قیچی در نزدیکی فرودگاه میباشد.

این سیستم از  6 تا 33  بادسنج که در نقاط مختلف  سطوح فرودگاه مستقر شده اند تشکیل شده است .اطلاعات جمع آوری شده به کامپیوتر منتقل میشود و سرعت و جهت باد که در نقاط مختلف اندازه گیری شده  با هم مقایسه میشود ،اگر باد قیچی خطرناکی مشخص گردد به واحد مراقبت پرواز ارائه میشود.و وجود بادقیچی بر اساس باند از طریق فرکانس VHF به خلبان اطلاع داده میشود.

این سیستم LLWAS در سال 1970 در ایالات متحده برای اولین بار نصب و مورد استفاده قرار گرفت و بتدریج در کشورهای دیگر مورد استفاده قرار گرفت ولی هرگز در اروپا استفاده نشد و بتدریج بوسیله سیستم  رادار هواشناسی  Terminal Doppler Weather Radar (TDWR) جایگزین شد.

شناسایی و جلوگیری از باد قیچی :

بنیاد ایمنی پرواز (Flight Safety Foundation (FSF   و توصیه های کوتاه درمورد (به شرح زیر) کاهش تصادفات هنگام تقرب و فرود  ( Approach-and-landing Accident Reduction (ALAR اشاره دارند که هوشیاری و آگاهی خدمه پروازی  یکی از فاکتورهای کلیدی در کارکرد موفقیت آمیز در تکنیک های جلوگیری از باد قیچی Wind Shear  میباشد.

زمانی که شرایط  باد قیچی  پیشبینی شده ، یا توسط هواپیمای دیگر گزارش شده ،خلبانان بایستی تصمیم لازم را در خصوص باد قیچی در هنگام تقرب یا فرود را مد نظر قرار دهند.همچنین در صورتی که بود و نبود باد قیچی نیز قابل پیش بینی نباشد خلبانان باید توانایی شناسایی سریع و غلبه بر آن را ،هنگامی که بر هواپیما تاثیر میگذارد داشته باشند و خلبانان بایستی از کمک های سیستمهای هشدار دهنده نظیر LLWAS استفاده نمایند و یا به سیستم های مستقر شده در پرواز نظیر Ground Proximity Warning System ، Airborne Wind Shear Warning Systems مجهز باشد.

توصیه های کوتاه درمورد کاهش تصادفات هنگام تقرب و فرود (ALAR) عبارتند از :

تغییر سرعت هوایی مازاد بر 15 knots مشخص شود

تغییرات سرعت زمینی ( کاهش باد روبرو head wind  و افزایش باد عقبی tail wind و یا تغییر باد روبرو به باد عقبی و برعکس )

تغییر باد عمودی 500 fpm یا بیشتر

چرخش ارتفاع هواپیما بیش از 5 درجه و یا بیشتر

انحراف زاویه فرود   Glide slope  یک دات  dot یا بیشتر

تغییر هدینگ هواپیما 10 درجه یا بیشتر

فعالیت غیر معمول ساسات بنزین ( حالت خفگی موتور ) auto throttle  و یا تغییر موقعیت اهرم ساسات موتور throttle lever.

بادقیچی در هنگام برخاستن هواپیما و اوج اولیه :

بادقیچی عمودی یا افقی در هنگام برخاستن هواپیما take off ، به از دست دادن سرعت هوایی ناگهانی و کاهش در نرخ صعود هواپیما و خطرات بالقوه بعدی منجرخواهد شد.و این حیاتی است که مواجه باچنین شرایطی بلافاصله توسط خلبان تشخیص داده شد ه و پاسخ صحیح و بلادرنگ توسط خلبان اعمال گردد.

قبل از پرواز :

بنیاد ایمنی پرواز FSF  و توصیه های کوتاه 5.4 ، کاهش تصادفات هنگام تقرب و فرود ALAR  توصیه مینماید که زمانی که در هنگام برخاستن هواپیما ، شرایط باد قیچی پیش بینی یا گزارش شده، خلبان باید هشدار های زیر را هنگام توجیه خلبان در مورد باد قیچی  مد نظر قرار دهد:

1- ارزیابی شرایط برای هنگام برخاستن و آغاز پرش ایمن هواپیما :1- بررسی گزارش هواشناسی و پیش بینی اخیر هوا 2- مشاهده بصری 3- تجربه خدمه پروازی در رابطه با هواپیما و شرایط هوای غالب

2- در نظر گرفتن تاخیر برای پرواز تا بهبود شرایط

اگر باد قیچی تداوم داشته باشد خدمه پروازی باید :

1- باند قابل استفاده مناسب را انتخاب نمایند ، موقعیت احتمالی باد قیچی را مدنظر قرار دهند

2- حداکثر پیشرانه هنگام برخاستن هواپیما را انتخاب نمایند maximum takeoff thrust

3- بعد از انتخاب   takeoff/go-around (TOGA) mode  ، وانتخاب مسیر پروازی بر روی( monitoring pilot (PM/PNF  ، صعود با دید بصری در زاویه برخاستن را نیز مد نظر قرار دهد

4- دقیقا" بر سرعت هوایی در هنگام برخاستن توجه نماید تا عوامل مرتبط با باد قیچی مد نظر قرار گیرد

جبران  باد قیچی :

در توصیه کوتاه 5.4 اظهار شده که " در صورت مواجه با بادقیچی در طول زمان آغاز پرش هواپیما ( برخاستن از روی باند ) و اوج اولیه هواپیما، اعمال جبرانی زیر بلادرنگ بایستی انجام گردد :

قبل از سرعت V1 :

اگر تغییر سرعت غیر قابل قبول در سرعت هوایی اتفاق افتاد عمل برخاستن takeoff باطل شود( بیش از سرعت هدف V1 و اگر مقدار باند باقیمانده مناسب برای متوقف شدن وجود داشته باشد).

بعد از سرعت V1 :

قطع ساسات اتوماتیک A/THR ،در صورت وجود،تنظیم اهرم ساسات موتور به حداکثرپیشرانه هنگام برخاستن

چرخاندن در حالت  VR

حرکت بر اساس راهنمایهای FD در صورتی که در مورد بادقیچی مطلبی داشته باشد ، و تنظیم pitch attitude براساس توصیه های(  aircraft operating manual (AOM و quick reference handbook (QRH) .

در طول اوج اولیه initial climb :

قطع ساسات اتوماتیک A/THR ،در صورت وجود،تنظیم اهرم ساسات موتور به حداکثرپیشرانه هنگام برخاستن ،

در صورتی که هواپیما در حالت خلبان اتوماتیک( autopilot (AP است ،اگر FD  راهنمائیهای برای  باد قیچی را دارد ،حالت خلبان اتوماتیک حفظ گردد و یا

تنظیم مورد نیاز برای pitch attitude انجام شود (بر اساس AOM و QRH )

بال ها به حداکثر شیب اوجگیری تراز گردد ، مگر اینکه بدلیل موانع نیاز به پیچیدن به سمتی وجود داشته باشد،

دقیقا" بر سرعت هوایی ،روند سرعت هوایی و زاویه پرواز flight-path angle  در هنگام برخاستن توجه نماید

همزمان با دیده بانی روند سرعت هوایی  اجازه دهید تا سرعت هوایی کاهش یابد تا آغازمرحله  لرزش تااین لرزش ایجاد شده توسط بادقیچی، در هواپیما  تحمل گردد (در بینابین این لرزش) 

فلپ flaps  و وضعیت چرخهای هواپیما  landing-gear تا اتمام بادقیچی تغییر داده نشود،

در صورت خروج از حالت شرایط  بادقیچی ، برای رسیدن به اوج مورد نیاز سرعت هوایی افزایش یابد ، چرخهای هواپیما جمع شود ، فلپ ها و اسلت ها flaps and slats  در حالت اوج نرمال قرار گیرد.

باد قیچی هنگام  تقرب و فرود هواپیما :

بادقیچی عمودی و افقی در طول تقرب و فرود هواپیما ،از دست دادن سرعت هوایی و قدرت ظاهری هواپیما و خطرات بالقوه بعدی منتج میشود.تغییرات ناگهانی مولفه های باند و رانش قبل از فرود ، میتواند تقرب را ، در جایی که go-around غیر ممکن بوده و یا خیلی مخاطره امیزاست بی ثبات می نماید. و این حیاتی خواهد بود که در مواجه باچنین شرایطی ، بلافاصله توسط خلبان تشخیص داده شد ه و پاسخ صحیح و بلادرنگ توسط خلبان اعمال گردد .

توجیه هنگام کاهش ارتفاع :

بنیاد ایمنی پرواز FSF  و توصیه های کوتاه 5.4 ، کاهش تصادفات هنگام تقرب و فرود ALAR  توصیه مینماید که زمانی که شرایط باد قیچی گزارش و یا پیش بینی شد مرحله توجیه خلبان در تقرب شامل موارد زیر خواهد بود :

* بر اساس اطلاعات ارسالی از برج مراقبت پرواز بر روی سیستم پخش اتوماتیک اطلاعات هواشناسی automatic terminal information service (  ATIS (،این ایتم ها را مرور و مورد بحث قرار دهید:

باند قابل استفاده و نوع تقرب

مسیر فرود  پیش بینی شده توسط مراقبت پرواز (standard terminal arrival (STAR و یا radar vectors ) .

هوای غالب

گزارش بادقیچی ( اخطارهای LLWAS و بسته اطلاعاتی TDWR ) ،

* اتوماسیون مورد نظر برای ناوبری عمودی و ناوبری عرضی بعنوان یک عملکرد مورد انتظار یا پیش بینی باد قیچی را بررسی کنید  .

توصیه نامه شامل مواردی با ارزش برای دستورالعمل های پرواز میباشد.بخش مربوط به اعمال اصلاحی در طول تقرب وفرود هواپیما در زیر ذکر شده است .

جبران باد قیچی درطول تقرب وفرود هواپیما :

اگر در هنگام تقرب و فرود هواپیما با باد قیچی مواجه شدیم اعمال جبرانی زیر بلافاصله بایستی توسط خلبان انجام گیرد :

حالت takeoff/go-around (TOGA) mode و تنظیم در حالت حداکثر پیشرانه go-around ،

دستورالعمل گام به گام(FD ) Flight Director ( اگر FD  دستورالعمل مربوط به باد قیچی را داشته باشد ) یا تنظیم  pitch-attitude توصیه شده در AOM/QRH ،

در صورتی که هواپیما در حالت خلبان اتوماتیک( autopilot (AP است ،اگر FD  راهنمائیهای برای  باد قیچی را دارد ،حالت خلبان اتوماتیک حفظ گردد و در غیر این صورت از حالت AP  خارج شده و ارتفاع  pitch attitude  را نگه دارید.

وضیعت فلپ ها و چرخهای هواپیما را تغییر ندهید

بالها را برای حداکثر شیب صعود تراز نمایید مگر اینکه نیاز به پیچیدن بدلیل موانع وجود داشته باشد

همزمان با دیده بانی روند سرعت هوایی  اجازه دهید تا سرعت هوایی کاهش یابد تا آغازمرحله  لرزش تااین لرزش ایجاد شده توسط بادقیچی، در هواپیما  تحمل گردد (در بینابین این لرزش) ،

دقیقا" بر سرعت هوایی ،روند سرعت هوایی و زاویه پرواز flight-path angle  ( اگر بردار زاویه پرواز در دسترس باشد و درمونیتور PNF  نشان داده شده باشد)توجه نماید.

در صورت خروج از حالت شرایط  بادقیچی ، برای رسیدن به اوج مورد نیاز سرعت هوایی افزایش یابد ، چرخهای هواپیما جمع شود ، فلپ ها و اسلت ها flaps and slats  در حالت اوج نرمال قرار گیرد.

گزارش باد قیچی Wind Shear :

در صورت وجود بادقیچی قابل توجه در هنگام تقرب و فرود approach and landing ، آن بایستی فورا" توسط خلبان به مراقبت پرواز گزارش گردد.و اگر در کنترل هواپیما تاثیر زیادی گذاشته باشد بعد ازتکمیل پرواز یک گزارش ایمنی هوایی تهیه گردد.

 

منبع :

1- سايت اينترنتی     SKYbrary Wiki مطلب مربوط به Low Level Wind Shear .