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火山灰今天飘来了!对航空安全的影响远超你的想象

一、火山灰概况
 
日本火山FUKUTOKU-OKA-NO-BA火山自生成以来,气象人员在持续监控,于8月15日19:20观测到火山仍有持续喷烟,火山灰云高度FL400,向西扩散至我国台湾岛附近。目前扩散范围主要在太平洋洋面上。
预计今天10时后开始影响至粤闽交界处,注意对厦门进近区域东部、上海管制区南部、广州管制区东南部、A470航路广东-福建南部段的影响,相关影响区域从地面持续至FL440高度;
 
后续若火山持续喷发,不排除今天(16日)夜间扩散影响广深区域,17日将会影响海南区域,请持续关注火山灰实际发展情况。
 
二、主要机场及航路
以上信息来自航空公司气象室
 
三、火山灰的危害
 
飞行圈的专家们就此问题做了讨论。
严重的火山灰会是灾难性的
 
1982年6月24日一架英航的747飞机,在雅加达管制区飞行中遭遇火山灰,4台发动机全部失效了。
幸运的在飞机飘降过程中,脱离火山灰之后,幸运的将发动机重新启动成功。
 
火山灰的资料
 
飞行圈技术群内分享过很多关于火山灰的资料,这里将这些资料整理一下分享给大家。
 
因为国内的活火山较少,所以相对来说对于火山灰的研究资料和文献较少。
 
国际民航组织有一个文件是关于火山灰预防的,文件是:
火山灰 由火山喷发的特有矿物质组成。大多数火山灰所含的矿物质是二氧化硅颗粒以及少量铝、铁、钙和钠的氧化物。这种玻璃质硅酸盐材料非常坚硬,具有高度摩擦性。它的熔点低于喷气发动机喷嘴温度,这又导致进一步危险。(见国际民航组织《火山灰、放射性物质和有毒化学云手册》(Doc 9691 号文件)2.1 节)。
 
火山云 火山喷发进入大气并经高空风推送的物质总和。它由火山灰、气体和化学物质组成1(见国际民航组织《火山灰、放射性物质和有毒化学云手册》(Doc9691 号文件)2.1 节)。
 
虽然提及的具体物质通常是火山云中所含的烟尘,但火山云中所含的其他物质也不是可以飞行通过的物质。
第 1 章引言
 
1.1 火山灰大都由边缘锐利、坚硬的玻璃颗粒和粉化岩砾组成。此种物质非常粗糙,大部分由硅质材料构成,其熔点低于现代涡轮发动机在提供巡航推力时产生的操作温度。在火山灰云中还可能伴随二氧化硫气态溶液(与水结合后能生成硫酸)、氯(与水结合后能生成盐酸)以及其他腐蚀航空器机体和有害健康的化学物剂。鉴于这些事实,其本身就说明大气中的火山灰可能对飞行中的航空器造成严重危险。因此,航空器应该避免与火山灰接触。
 
1.2 火山灰预测是在对安全风险进行评定后,用于降低航空器遭遇火山灰危害的概率。使用有效的飞行中程序,可以减轻这种风险。这份文件制定了各国可向航空器经营人和监管当局建议的准则,以便评定在预测会受到火山灰影响的地区进行飞行运行或受到火山灰污染的机场的安全风险。
 
遭遇火山灰的指标
 
1.3 在白天目视气象条件(VMC)下,是否会遭遇火山灰可通过目视观察是否存在火山灰云或火山灰雾就可预知。如果飞行机组观察到可能存在含有火山灰的云雾,他们应该知道可能会立即遭遇火山灰,需要采取行动避免进入受到污染的空域。
 
1.4 显示航空器碰到火山灰的主要情况如下:
 
气味:在碰到火山灰时,飞行机组通常注意到会有烟味或刺鼻的气味,闻起来像有电线或硫磺烧焦发烟的味道。
 
薄雾:大多数飞行机组以及机舱机组或旅客还会看到航空器驾驶舱和、或机舱出现薄雾。烟尘会落到各种器物的表面。
 
发动机的运作发生变化:可能出现喘振、排气管火舌和熄火现象。发动机温度能骤然改变,发动机进气口可能出现白辉。
 
空速:如果火山灰阻塞空速管,仪表会显示空速下降或波动不定。
 
增压:机舱压力会发生变化,包括可能丧失机舱增压。
 
静电放电:能发生类似圣艾尔摩之火(St.Elmo’sfire)或光亮的现象。在这种情况下,座舱盖外缘能出现蓝色火花跳越或机翼前缘或发动机进气口前端出现白光。
 
1.5 这些现象中的任何一种都足以使飞行机组警觉到遭遇火山灰,应该采取适当行动以便安全和尽快离开受到污染的空域。
 
危险
 
1.6 火山灰1的粗糙质地能对航空器造成重大危害。下面这份并非巨细无遗的清单提供了在碰到火山灰时可能会遇到情况。火山灰可能影响到:
 
a) 航空器的直接安全:
 
一个或多个发动机故障或失灵不仅导致推力降低或完全丧失,也会导致电力、气动和液压系统失效。火山灰所含颗粒的熔点低于现代涡轮发动机燃烧室的温度;这些颗粒随之粘附在涡轮机上,减少了喉道大小及其效率,导致发动机喘振和可能熄火;
 
阻塞空速管和静态传感器会导致空速仪表读数不可靠,并会产生错误的警示;
 
挡风玻璃会部分模糊或完全不透明;和
 
机舱空气的污染程度需要机组人员使用氧气罩。
 
b) 影响航空器操作的长期安全和费用:
 
造成航空器外部组件的腐蚀;
 
电子冷却效率下降,并且由于火山灰已经吸有水分,可能发生电路短路,导致许多航空器系统失效和、或发生异常现象;
 
飞行机组为避开火山云进行的操作可能会与邻近的其他航空器发生冲突;
 
沉积在跑道的火山灰会导致制动绩效下降,特别是火山灰受潮时;在极端情况下,这可导致跑道关闭;和
 
航空器通风和增压系统受到严重污染。特别是可能需要进行清理或替换,以便解决空气循环机中的污染和对转动部件产生的磨损以及对臭氧转换器的污染和空气滤网阻塞的问题。
 
避开遇到火山灰的资源
 
1.7 火山喷发的状况各不相同,从岩浆稳定喷流到发生剧烈喷发都有。较大规模的喷发可喷出数平方公里的玻璃碎片和火山碎屑(火山灰)以及腐蚀性/有毒气体进入大气层,为时可能达数小时到数星期或甚至到数个月之久。火山喷发可能直接威胁到飞行中的航空器的安全,并对处于火山灰云下风处的机场和空域的运行造成严重困难,特别是当喷发强烈和、或为时长久时尤其如此。
 
1.8 因此,及时提供与火山灰有关的可靠和一致的信息(观察和预测信息)对减轻遭遇火山灰的航空器的安全风险至为关键。这些信息对评估遭遇火山灰云的各种可能情况的飞行前战略规划和飞行中战术再规划都具有重要作用。
 
注1. 虽然提及的具体物质是火山云中所含的烟尘,但火山云中的其他物质也不是可以飞行通过的物质,也会产生其他各种危险。
 
1.9 九个指定的火山灰咨询中心(VAACs)对大气中的火山灰数量和漂移动向提供咨询信息,它们可收集各种陆基、机基和星基遥感系统的信息,将其用于制定精密的数字航迹/扩散模式并核实所作的预测。气象监视台(MWOs)时常也提供这些模式和预测,以便用于编制航路上的重大气象信息(SIGMET)。应该注意到,不论对火山灰的观察和预测多么精密,但都没有办法确切保证火山灰在大气中的行为。
 
协调应对火山喷发事件
 
1.10 还有许多其他行为体对整体减轻火山风险系统作出贡献,例如包括航空信息服务处和空中交通流量管理(AFTM)单位的空中航行服务提供者、包括气象监测台、火山灰咨询中心(VAACs)和火山观测所的气象服务提供者及航空器和发动机类型证书拥有者(TCHs)、补充类型证书(STC)拥有者和零配件制造商核准证书(PMA)拥有者。供应国、运营人和民航局对支持飞行前进程和飞行中和飞行后决策进程所需的信息进行合作,对持续进行安全运行至为关键。
 
1.11 关于这些作出贡献的行为体对预测将受到火山灰污染的地区或已知受到污染的机场的运行采取的程序的信息载于其他国际民航组织文件,例如:
 
附件 3—《国际航空气象服务》;
 
《空中航行服务程序 —— 空中交通管理》(PANS-ATM)(Doc4444号文件);
 
《火山灰、放射性物质和有毒化学云手册》(Doc9691号文件);
 
《国际航空公司火山观察— 运行程序和联络名单》(Doc9766号文件);和
 
国际民航组织地区空中交通管理应急计划,例如《火山灰应急计划— 欧洲地区和北大西洋地区》(EURDoc019/NATDoc006PartII)。
 
1.12 本文件向各国就航空器运营人和运营人的民航局的作用提供咨询意见,以补充上述文件。
 
1.13 为了确保所有有关各方进行有效协调,建议各国鼓励运营人及其民航局参加年度预防火山灰的演练(模拟),如国际民航组织在若干国际民航组织地区举办的演练。例如,在欧洲和北大西洋(EUR/NAT)地区,定期演练的信息可查询国际民航组织欧洲/北大西洋办事处网站:http://www.paris.icao.int/。
在文件的附件中也做了相应的程序:
 
航空公司的程序:
对于飞行组的程序:
维修的程序:



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