通航飞行中的那些“急难险重”

2024-09-30 11:29:14

  通用航空具备自身灵活机动、运输高效迅速、对各类保障要求不高等特点,在国民经济生产中承担了大量“急难险重”的任务,发挥着举足轻重的作用。但可能很多人尚不了解,人工增雨、紧急救援、野外搜救、电力巡线、森林消防等通航作业,所面临的风险都不小。

  根据民航局相关统计,当前通用航空主要生产作业种类可以大致划分为26种,广为人知的有:空中游览、执照培训、航空摄影、航空喷洒(撒)、空中巡查、空中广告、航空护林、空中拍摄、科学实验、医疗救护、跳伞飞行、石油服务、气象探测、直升机引航、海洋监测、渔业飞行等。

  其中人工增雨,又称人工降水,是指根据自然界降水形成的原理,人为补充某些形成降水的必要条件,促使云迅速凝结或碰并增大成雨滴,降落到地面。其方法是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂,使云层降水或增加降水量,以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力等。

  人工降水第一次试验是在1946年,美国科学家谢费尔用飞机向零下20度的层状云播撒干冰碎块,5分钟后出现降雪。这一试验成功引起各国重视,先后有80多个国家开展这项试验和应用作业。我国于1958年后在多地进行了试验和应用,北方各地主要采用飞机向系统性层状云播撒碘化银等冷云催化剂,南方主要用飞机或高炮向积状云内播撒碘化银或盐粉。

  前不久,北大荒通航公司人工增雨发生坠机,作业地区就在江西省吉安县。据当地气象局工作人员表示,整个冬季当地降水整体偏少,2月12日~23日全市平均降水量7.7毫米,较常年同期减少了八点五成,不少地方出现了轻度气象干旱,因此建议加大人工增雨力度。

  利用飞机人工增雨作业相比其他方式,具有范围广、机动灵活、效率高的优势,多年来,在我国人工影响天气作业方面发挥着重要作用。据民航局统计数据显示,近几年人工增雨作业每年飞行时长约10000多小时,起降架次超过6000多架次,是重要的通航飞行任务之一。

  但是,通航人工增雨作业飞行与普通飞行任务有什么不同呢?据了解,首先,执行人工增雨作业任务的飞机必须经过专业改装,加装挂载碘化银燃烧炉、挂载飞机焰弹发射系统等,还可装载探测仪器进行云微结构的观测和催化前后的追踪监测,包括大气数据探头、水分传感器以及机载雷达、总温度传感器等,当然,飞机加改装设备必须通过适航认可。

  而对于参与人工增雨飞行的飞行员来讲,执行人工增雨任务就是一次“追云逐冰”的飞行。在普通的运输飞行中,飞行员一般都会绕开云层、雷电,避免出现机身结冰等情况。然而人工增雨则需要飞行员往云层里“钻”,能见度差、强对流带来的剧烈颠簸都是“家常便饭”,最好是在大片的积雨云中飞行,同时播撒碘化银等催化剂,从而促成降雨。据资料显示,当云顶温度在零下4度至零下10度范围时进行催化,效果比较好,这个温度范围被称之为“催化温度窗”。但这种时候,飞机机身容易结冰,这就需要飞机具有除冰装置,机组在作业的同时还要及时脱冰,而机舱内可能因为飞行高度较高则需要供氧。总而言之,人工增雨飞行对飞机本身、机组人员、机上其他专业工作人员的要求都很高。

  此外,人工增雨作业飞行从来都不是一家之事,需要多方面的配合和保障:作业期间往往气象条件差,飞行高度相对更低,通导、监视无法全覆盖,空管保障难度大;而作业区域也有与正常民航运输航班冲突的可能,需要对空域使用、机场应急措施等进行协调等。

  绿水青山就是金山银山,航空护林也是我国重要的通航飞行活动之一。航空护林,是指利用飞机保护森林资源的飞行作业,主要包括林区巡逻、火情侦察、机降灭火、林区照相、资源勘探、森林病虫害防治、野生动物保护以及火烧迹地播种造林等。中国航空护林事业始建于1952年,如今航空护林飞行时间已达到每年近20000小时,控制林区多在东北、内蒙古以及西南地区。

  在众多航空护林飞行活动中,尤其以森林灭火最为高风险,但是在地势陡峭或地面人员无法靠近的地带,通航空中飞行灭火的机动性强、覆盖范围广、投灭精准的功能优势就显露出来了。森林航空消防又有巡护监测、机降灭火、化学灭火、索(滑)降灭火、吊桶灭火、机腹式水箱灭火、吊囊灭火、水袋灭火等。

  护林灭火飞行对飞行员的要求极高,需要他们有丰富的山区林区作业经验。即便如此,往往每次飞行都面临着不一样的挑战,每次火场火情的复杂程度都不同,环境陌生、保障条件有限,野外降落场地需要飞行员在空中根据需要临时选定,场地大小、风向风速、周围障碍物等也需要依靠飞行员目视判断;再加上,森林火灾一般都发生在大风天,过火林区上空的气流非常不稳定,在乱流和浓烟中进行喷洒灭火剂或吊桶灭火,对作业人员来讲,每一次都是在“拼命”。

  据了解,我国进行森林灭火常见的机型有直-8、卡-32、AC313,以及米-26这种重型直升机。这些直升机一般都从附近的水源地取水,然后前往着火点上空释放。例如米-26携带的“水弹”一次释放可以覆盖300米长60米宽的区域。

  以飞机外挂吊桶救火为例,飞行员要根据地形、风向等条件确定每次吊桶灭火的飞行方法、起落航线的确定、取水点的位置、火场和取水点的落差等。飞行员需要采用大功率进近方式,以高难度悬停状态进入取水点上空后悬停取水。这需要机组人员密切配合,分工明确。吊桶灭火更需要丰富的飞行经验:灭火前要仔细观察火场地形、风向、风速等条件,为了保证灭火效果,要尽量顺着火线飞行,飞行高度要控制在80米~100米,还要保证飞机不进入浓烟,防止被树枝剐蹭等。直升机执行吊桶灭火任务时一旦遭遇强烈的乱流,飞机可能就不受操纵控制、急速下降,需要机组立即放水熊猫体育app减轻载荷、脱离乱流区。

  世界上大部分国家都是使用直升机和水上飞机作为主要的灭火飞机使用。其中,美国森林管理局对飞机进行分类使用,在护林灭火中每种机型各有分工、任务明确。比如,他们有小型、中型、大型和超大型灭火飞机,根据不同需要携带不同重量的灭火剂去现场施救。超大型灭火飞机一般是大型喷气式飞机改造而成,如DC-10、波音747等,波音747灭火飞机能一次喷洒76000升阻燃剂,构建一条长达数千米的灭火带。此外,还有灭火引导机,搭载现场灭火指挥人员,负责协调、指挥和评估现场的航空灭火行动;水上飞机在附近湖泊河流就近取水,往返喷洒灭火;还有空降飞机,主要是在森林里空投“smokejumper”伞降灭火员用的;如今还有无人机用于森林和野火侦察、预警。

  直升机高压电力巡线被称为是世界上最危险的工作。这是因为,高压线缆给直升机飞行安全带来极大安全隐患。在我国城镇、农村的电线电缆分布密集,其高度低且在空中不易辨识。直升机飞行高度不高,稍不注意,直升机就容易与低空电线电缆撞在一起。截至目前,低空线缆仍是直升机超低空飞行的“头号杀手”。然而,电力巡线飞行就是要跟高压线缆这个直升机“天敌”为伍,你说危险不危险?

  电力电缆安全是电网安全的决定性因素之一,国家电网作为能源配置的重要基础平台,承担着保障能源安全、优化能源结构、促进节能减排和服务和谐社会建设的重要作用。电网的安全稳定运行关系着国计民生,对我国国民经济、能源生产和利用方式、生态环境、城市运行等有着巨大的影响。为了保障电力网络的正常运行,电力工作人员多年来风餐露宿、野外保障,这其中也包括电力巡线的飞行机组人员。

  早在20世纪50年代,发达国家就已采用直升机巡线。迄今,直升机巡线已占其半壁河山。欧洲、日本、以色列虽广泛采用了直升机电力作业和直升机带电水冲洗,但他们只把直升机作为运载工具使用,没有进行直升机等电位带电作业。而自20世纪80年代起,美国、加拿大和随后的澳大利亚由直升机输电线路巡线、检修发展到直升机等电位带电作业。我国从20世纪80年代开始进行直升机作业的尝试,华北、东北、华中、华南都进行国直升机巡线的试验飞行,取得一定成果。

  以前,按照传统方法,电力工作人员需要背着沉重的工具包,攀爬至少几十米高的铁塔,甚至空中踩线行走才能到达作业位置,耗时长,精力耗费大,安全风险高。后来,通过直升机搭载作业人员精准空降至线路旁进行检修维护作业,不仅提高了工作效率,也提高了安全性。直升机巡视从空中通过近距离对线路杆塔进行拍摄检测,能够直观高效完成线路缺陷检查。一个机组每日可完成一百多公里线路巡视,节约了作业人员爬山、上塔的时间,帮助作业人员节省体力,很好地完成带电消除缺陷,相比传统人力带电作业,可节约2/3的作业时间。

  直升机装备检测仪与红外热成像仪,对线缆进行检查和录像。(本文图片均来源于互联网)

  巡线作业时,直升机与线米距离,一旦发现问题,需要检修,直升机与故障线米距离,长时间的悬停。对于直升机来讲,长时间的悬停是一项风险极高的操作,对于飞行员的驾驶技术要求极高。正常的线路运行维护和台风过后的抢修都会使用到这种作业方式。长时间悬停的同时,飞行员还要面临高海拔山区和夏天高温天气对直升机的性能和功率影响;以及山区乱流对于飞行安全的挑战。想象一下:直升机机身下30米的绳子悬挂着七八十公斤的人;而且还要在带电区作业区域上方实现精准“投放”。

  电力巡线不仅危险,作业环境也是艰苦异常。高压电力线网全是架设在无人区或者山区,电力巡线的飞行员和工作人员们一起在野外住帐篷,长年风吹日晒、披星戴月。尤其是直升机巡线空中作业时基本都是开着舱门的。在冬天,高海拔山区气温较低,线塔之间飞行的速度可能达到40节~50节,每一次作业的时长为2小时~3小时,飞行员和维修人员就这样长时间暴露在大风中空中作业,还要防止手脚冻僵影响飞机操控。

  不过,好消息是随着近年来无人机技术的不断发展,无人机电力巡检正在逐渐取代部分有人直升机巡检工作。(中国民航报 记者柏蓓)

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