【飞行频道】飞越极地航班

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【飞行频道】飞越极地航班

2024-07-15 07:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

回程从肯尼迪国际机场起飞,如果按照向西跨越太平洋上空的航路飞行就是逆风飞行,到达上海浦东国际机场空中飞行时间将需要17小时以上,按照传统航路飞行,不得不中途加降安哥雷奇或东京国际机场,无形中增加了许多运行成本。

从目前世界上的商用飞机性能来看,在加载乘客和货物的情况下,还没有一种飞机能不经停地从美国东部经由普通航路直飞上海。由于地球是一个近似球体,地球上两个城市之间的最短距离是大圆航线。

美国纽约和上海之间的大圆航线必须经过北极区域,而且这条航线上的顶风也不是很大,一般只有十几节,而常规航路的顶风达数十节。选择经过北极区域的航路使航线距离缩短了约300海里,顶风也大为减小,因此由美国东部直飞上海成为可能。

极地航线有诸多好处,也有许多不利的因素限制了它的发展,比如通讯导航问题、燃油低温问题、辐射问题和航路备降紧急情况处置等等,都有待完善。随着人类科技的进步,很多问题都有了较好的解决方法。

例如通讯导航问题,可以通过通讯导航卫星来实现,卫星导航系统和传统的惯性导航系统的结合,使导航精度、持续时间等都有了很大的提高。飞机设备的更新发展使飞机的环境适应性和抗干扰性都得到加强。

尽管极地航路相对常规航路而言还有一些弱点,但为了给旅客提供舒适的直达服务,各国从航空公司本身利益出发,近几年来还是积极开发极地航线,中国国航、东航、南航、美国联合航空、美国西北航空、美国三角航空以及韩国航空和国泰航空等先后都完成极地试飞并开通了极地航线。

尽管科学研究证明极地航线是安全可靠的,但一部分经常乘坐此航班的乘客和执行飞行任务的空勤人员还是有所担忧。

认为飞越北极地区时,飞行高度高,人体和飞机受到来自宇宙太阳辐射、磁暴辐射和无线电辐射的影响较高,会造成有害的影响。

高空飞行的辐射影响

根据中国民用航空医学研究室研究员葛盛秋老师介绍:宇宙辐射系电离辐射,是一种小剂量的辐射。在飞机正常飞行高度(通常在一万米左右)世界各地的平均辐射水平要比地面高出几十倍甚至上百倍。

那么通过极地飞行,飞行员接受宇宙辐射、磁暴辐射和无线电离波的影响比在核电站和医院放射科工作的医务人员还要高出许多倍。研究还证明,三种辐射剂量随飞行高度、穿越极地飞行时间和纬度的增加会成倍增加。

尽管如此,科学实验数据证明,通常的飞行条件下的辐射是不足以对人体造成伤害的,飞越极地地区是安全的。

在比较特殊的情况下,例如太阳活动产生的高能粒子引起的辐射风暴活动加剧,或当太阳风非常强烈时,会压缩地球磁场引发地磁风暴,影响地球上的无线电通信和人造卫星的运行,或太阳发射的X射线扰乱地球电离层时,极地区域的辐射情况会变得不适合飞行,此时无论传统航线多么不经济,都必须选择传统航线,中途加降其它机场。

辐射的危害

辐射影响包括对物体材料和人员身体的损伤,总辐射损害是指短时间内多次的往返极地累积的总效应。

通过电离作用和原子位移作用,使物质材料的分子结构产生缺陷。高能电磁场的辐射或粒子辐射穿入人体细胞使细胞的分子电离,损伤细胞的正常功能。

对细胞最严重的危害是其DNA的损伤,DNA是细胞的“心脏”, 包含所产生新细胞的结构信息。当人体受到辐射的剂量积累达到一定的数值后会患辐射病。

其中主要症状包括严重灼伤、不能生育、肿瘤和其他组织损伤,严重损伤可导致快速(几天或几周)死亡。DNA的变异可遗传后代。受损的细胞能否修复取决于DNA受损的类型程度。

尽管辐射如此可怕,我们也不必“谈辐色变”,因为只有当辐射累积达到一定剂量时,人体才会受到损害,在一定的范围内,人体对放射性损伤有自然抵抗和恢复能力。

人体能够耐受一次250 msv(毫希沃特)的集中照射而不致遭到损伤。适航的空间天气下每班所受的辐射量只有几个到最多十几个msv,而造成损害的累积辐射量需要一千到数千msv,例如:

● 1000msv会患辐射病;

● 2500msv导致女性不孕;

● 3500msv导致男性不孕(精子成活率尽小于10%);

● 4000msv导致脑瘤或致命损害。

辐射累计剂量是短时间内频繁飞越极地累积的,飞行高度的增加与辐射强度成正比,高度越高辐射强度越大;飞越极地时间越长辐射累积越多。跨越北纬75度空中飞行时间达三小时以上,还将受到特殊的磁场环境和臭氧层空洞的影响。

执行极地航线的人员在冬季经常可以看到绚丽的极光。极光是宇宙射线在极地上空切割磁力线于大气层最上层(距离地面100-200公里处的高空)运作激发的光学现象。

它的形成有三大要素:太阳风、地球磁场、大气。

所谓“太阳风”,是太阳对宇宙不断放射的一种能量,它是由电子与质子所组成。由于太阳的激烈活动,放射出无数的带电微粒,当带电微粒流射向地球进入地球磁场的作用范围时,受地球磁场的影响,便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极附近的高层大气中,与氧原子、氮分子等质点碰撞,因而产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象,就成了众所瞩目的“极光”。

极光最常出没在南北磁纬度67°附近的两个环状带区域内,分别称作南极光区和北极光区。北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亚、格陵兰冰岛南端与挪威北海岸为主。北极附近的阿拉斯加、北加拿大一年之中有超过200天的极光现象。

极光是一种大自然天文奇观,他没有固定的型态、颜色也不尽相同,颜色以绿、白、黄、蓝居多,偶尔也会呈现艳丽的洪紫色,曼妙多姿又神秘难测。

极光的发生只有在严寒的秋冬夜晚,高纬度的地区,出现概率最高的时间段是晚上10点到凌晨2点,有些时候可持续1小时左右。

可见极光也是太阳粒子与磁场辐射活动的产物。截至到目前为止世界航空医学界没有更多明确的医学研究结论极光导致人体伤害的程度有名大。

关于飞越极地天气指数

美国国家海洋和大气局(NOAA)提出三个空间天气指数用以量化说明空间辐射(主要是太阳活动)对地球环境的影响程度,分别为:

● G指数—地磁风暴(GEOMAGNETIC STORMS)是在地面监测站监测由于太阳风的影响造成地球磁场K系数的变化,由弱到强分别为G1到G5,如果这项指数达到或超过G4,则不适合在极地飞行;

● S指数—太阳辐射风暴(SOLAR RADIATION SRORMS)是由GOES卫星监测由于太阳活动产生的高能粒子流,主要是质子流的强度,由弱到强分别为S1到S5,如果这项指数达到或超过S3,则不适合在极地飞行;

●R指数—无线电失效(RADIO BLACKOUT)是由GOES(静止业务环境监测卫星)监测由太阳发出的X射线的流量,它会扰乱电离层,由弱到强分别为R1到R5,如果这项指数达到或超过R3,则 不适合在极地飞行 。

这些指数都可以从美国国家海洋和大气局(NOAA)的官方网站上得到,我们可以根据过去24小时、目前和未来24小时的指数预报来决定是否可以飞越极地区域,从而确保航路在安全范围之内。

如果各项指数远低于要求值,就是适航(空间)天气,它说 明太阳表面、行星际空间和磁场高层大气处于平均状态。否则就 是不适航(空间)天气,说明空间天气状态在短时间(几分钟至几天)内远远偏离正常值,具体现象称为“空间暴”。

极地飞行对飞机设备使用带来的困难

1极地飞行

极地区域磁场强烈对航空器罗盘导航设备影响较大。极地磁场的变化,地面导航设备的稀少会对通讯造成影响,常年低温使上空大气温度达到零下60-70摄氏度,在同等飞行高度比常规航线飞行的温度低10-20摄氏度。

对普通航空燃油造成低温影响,极地区域由于冰川的镜面反射偶尔会使机载气象雷达不能正常工作。

2极地导航

极地区域的磁不可靠区大约在加拿大北部北纬73度以上,俄罗斯北部大致北纬82以上的一个不规则区域。由于北极区域磁场的影响,磁差变化大,有的地区达到80度以上,使飞机无法按磁罗盘指示航行。

D航执飞的波音777-300ER机型装有卫星导航(GPS)定位系统、惯性导航系统和原始无线电导航系统。飞行管理计算机FMS可以优选各种导航系统来确定飞机位置,在高纬度/磁不可靠区域还有正北为基准和栅格导航方法,解决了极地飞行导航定位的问题使飞机能正常飞越极地。

3极地通讯

飞机驾驶员需要借助通讯设备与地面空中交通管制取得联系,获得信息,并在其指挥下,借助各种导航设备完成飞行任务。

波音777-300ER机型上装有甚高频、高频、卫星的语言和数据链通信等设备能确保机组能正常和地面空中交通管制及公司运控中心的不间断联系。同时机载两部卫星电话随时都能保持与地面的联系。

4燃油低温

公司选用的航空燃油型号、品牌和质量很重要。美国一些主要机场提供的是JET-A航空燃油,它能确保飞机在飞行中低温情况下不冻结。JET-A燃油的标称冰点是零下40℃,实测冰点可达到零下48到50℃。

在冬季飞行外部的温度在零下65-70℃,此时油箱的最低温度可达零下47℃左右,当飞机在巡航高度上有燃油低温警告时,机组可以通过增加飞行速度或降低飞行高度和改变航路飞行来确保发动机的正常供油工作。

5选择备降场

机组对极地飞行航路备降场选择最为重要。通常情况下,要选择两到三个有效备降场。因此机组应对沿途的加拿大北部,格陵兰,俄罗斯北部地区航路的备降机场资料,天气情况,机场保障,旅客上下飞机的条件,低温下的保暖,医疗条件以及语言和联系方式等需要有更多的了解。

作为一名机长,在飞行直接准备阶段,要对全体机组与乘务组进行讲评准备工作,飞行机组要明确分工,起飞前要仔细检查飞机外表,所加的燃油牌号,冬季飞行要检查燃油的实际测量所得的冰点温度。

同时要求乘务组检查飞机上的救援设备,急救药箱,氧气瓶,手电筒,防寒服等。乘务组在整个飞行过程中严格遵守值班制度,不断的巡查客舱的情况,一旦发现有紧急情况(例如:旅客病危)立即通知机长,做好备降准备。

当飞机起飞后进入北纬75度前30分钟,机长需要再次询问乘务长客舱有无特殊情况,同时,要接到公司发来的极地飞行天气指数分析是否适航。

在确认一切正常的情况下告知公司AOC航班已经做好飞越极地的准备工作。如果在进入北纬75度之前航班上遇有紧急情况,必须改变航路前往选用的备降机场,一旦飞北纬75度之后,不管发生任何紧急情况必须飞越极地到俄罗斯境内备降。

6飞越极地航班任务后机组的休息

公司规定执行完极地航班任务的机组成员(含乘务人员)72小时之内不能安排其他飞行任务,以确实保障机组人员得到充分的休息。

对于执行极地飞行任务的空勤人员要做好心理的调整。身心要放松、按规定进行疗养休假及定期做好身体检查。

航空公司要加强关心对这些人员的身体健康跟踪及保健工作。空勤人员要加强自身的预防意识,加强体育锻炼和营养补充(多吃一些具有抗辐射功能的食品)。

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