 |
Сдвиг ветра в приземном слое.
|
|
|
|
Сдвиг ветра - изменение скорости и/или направления ветра в пространстве, включая восходящие и нисходящие потоки воздуха. Сдвиг ветра можно обнаружить, наблюдая за движущимися в разных направлениях слоями облаков и шлейфами дыма. Причиной сдвига ветра может стать любое атмосферное явление или физическое препятствие на пути преобладающего воздушного потока, приводящее к изменению скорости и/или направления ветра.
Сильный сдвиг ветра на малых высотах (ниже 1000 м) - опасное для авиации метеорологическое явление. Неблагоприятное воздействие сдвига ветра особенно сильно проявляется на этапах набора высоты и захода воздушного судна на посадку.
Реакция воздушного судна на сдвиг ветра зависит от многих факторов: типа ВС, этапа полёта, интенсивности и длительности воздействия сдвига ветра на воздушное судно. Сдвиг ветра является невидимым и внезапным явлением для лётного экипажа. В настоящее время сдвиг ветра представляет серьёзную опасность для авиации, несмотря на то, что в последние годы число авиационных происшествий в мире, связанных со сдвигом ветра, уменьшилось.
Интенсивность сдвига ветра принято выражать в м/с на 30 м высоты. В случае посадки или взлёта воздушного судна, когда глиссада или траектория взлёта составляет известный угол (например, 3°), а путевая скорость ВС известна и относительно постоянна, величину сдвига ветра можно перевести из м/с/30м в м/с2, выражая интенсивность сдвига ветра в единицах ускорения, что очень удобно для пилотов.
| Интенсивность сдвига ветра | Сдвиг ветра, м/с на 30 м |
| Слабый | 0,1 - 2,0 |
| Умеренный | 2,1 - 4,0 |
| Сильный | 4,1 - 6,0 |
| Очень сильный | > 6,0 |
Устойчивый сдвиг ветра сохраняется в определённом районе в течение относительно длительного периода времени (несколько часов) и связан со следующими объектами: а) атмосферными фронтами; б) фронтами морского бриза; в) горными волнами; г) препятствиями на пути преобладающего воздушного потока; д) струйными течениями на малых высотах.
|
|
|
Неустойчивый сдвиг ветра чаше всего наблюдается в зонах грозовой деятельности. Будучи связан с кучево-дождевыми облаками, фронтами порывов, нисходящими порывами, микропорывами, неустойчивый сдвиг ветра является маломасштабным, скоротечным, продолжаясь несколько минут. Неустойчивый сдвиг ветра перемещается с большой скоростью, обладает большой интенсивностью и является более опасным для авиации, чем устойчивый сдвиг ветра.
Влияние сдвига ветра на взлет и посадку ВС.
Сдвиг ветра влияет как на угол атаки, так и на воздушную скорость, тем самым оказывая воздействие на подъёмную силу и лобовое сопротивление и нарушая состояние равновесия ВС.
При наличии сдвига ветра горизонтальный ветер может резко измениться на сравнительно небольшом отрезке пути. Если ВС попадает в условия быстро изменяющегося ветра, то из-за действия силы инерции оно не может мгновенно ускорить или замедлить движение для восстановления исходной воздушной скорости. В течение короткого периода времени воздушная скорость меняется соответственно с изменением ветра.
Сдвиг ветра оказывает кратковременное влияние на воздушную скорость. Кратковременное изменение воздушной скорости приводит к изменению подъёмной силы и лобового сопротивления и нарушает равновесие сил, действующих на воздушное судно. Сдвиг ветра изменяет траекторию полёта ВС, и для того, чтобы ВС вернулось на заданную траекторию полёта, требуется вмешательство пилота.
При посадке и взлёте значительные отклонения воздушного судна от траектории полёта представляют большую опасность в связи с близостью земной поверхности, дефицитом времени и отсутствием мгновенной реакции ВС на управляющее воздействие пилота.
|
|
|
В случае посадки при ослабевающем встречном ветре ВС может опуститься ниже глиссады и приземлиться до начала ВПП («недолёт»).
В случае взлёта при ослабевающем встречном ветре ВС может опуститься ниже расчётной траектории полёта, что может стать причиной столкновения ВС с препятствиями вблизи аэродрома.
При усиливающемся встречном ветре в случае посадки воздушное судно может подняться выше глиссады и выкатиться за пределы ВПП.
При взлёте в условиях резкого усиления встречного ветра ВС может подняться выше расчётной траектории полёта, что может привести к переходу на закритические углы атаки и сваливанию ВС.
При быстром уменьшении воздушной скорости наблюдается «проваливание» воздушного судна относительно расчётной траектории полёта, а при внезапном увеличении воздушной скорости происходит «подбрасывание» воздушного судна. Наиболее опасным для полётов считается сдвиг ветра, приводящий к потере высоты, т.е. к «проваливанию».
Быстро ослабевающий встречный ветер точно так же уменьшает воздушную скорость, как и быстро усиливающийся попутный ветра. Усиление встречного ветра оказывает такое же кратковременное воздействие на воздушную скорость, увеличивая её, как и ослабление попутного ветра.
Сдвиг ветра, создаваемый восходящими или нисходящими воздушными потоками, оказывает влияние на угол атаки крыла, кратковременно изменяя этот угол. Со временем первоначальный угол атаки восстанавливается благодаря продольной устойчивости воздушного судна.
При полёте ВС в нисходящем или восходящем потоке воздух ударяет в крыло не горизонтально, а под небольшим углом к горизонтальной плоскости, который зависит от относительных величин воздушной скорости и скорости нисходящего или восходящего потока. Угол атаки крыла изменяется без изменения положения воздушного судна по тангажу.
Особую опасность представляет нисходящий поток, уменьшающий угол атаки при неизменности угла тангажа. Воздействие нисходящего потока на полёт ВС зависит от: конфигурации последнего, интенсивности нисходящего потока, положения нисходящего потока относительно траектории полёта ВС.
|
|
|
Нисходящий поток приводит к уменьшению подъёмной силы крыла и нарушает равновесие сил, действующих на воздушное судно. Появляется результирующая сила, направленная вниз от заданной траектории полёта. Действие восходящего потока имеет противоположную направленность.
Нисходящий поток оказывает на полёт воздушного судна такое же начальное воздействие, что и ослабевающий встречный или усиливающийся попутный ветер. Восходящий поток воздействует на воздушное судно таким же образом, как и усиливающийся встречный или ослабевающий попутный ветер. Однако воздействие нисходящего и восходящего потоков связано с кратковременным изменением угла атаки, а воздействие изменяющегося встречного или попутного ветра связано с изменением воздушной скорости.
Электризация ВС в полете.
Электризация ВС - процесс приобретение воздушным судном электрического заряда. Если полёт происходит при ясном небе и отсутствии явлений погоды, то воздушное судно приобретает незначительный электрический заряд, т.к. встречается с небольшим количеством атмосферных частиц. При полёте в облаках и осадках электризация воздушного судна может быть значительной.
Электрический заряд, приобретаемый воздушным судном, зависит от следующих факторов:
а) характеристики облаков и осадков - форма, размеры и число частиц облаков и осадков, их фазовое состояние, электрические заряды на частицах; напряжённость электрического поля атмосферы;
б) характеристики воздушного судна - его конструкция, материал покрытия, тип двигателей, параметры статических разрядников;
в) режим полёта - мощность двигателей, высота и скорость полёта.
Электрический заряд, приобретаемый воздушным судном, зависит от силы токов, заряжающих и разряжающих воздушное судно. Эти токи возрастают с увеличением скорости полёта ВС. Токи разряжения прямо пропорциональны квадрату скорости полёта, а токи заряжения воздушного судна возрастают прямо пропорционально примерно третьей степени скорости полёта ВС. Поэтому скоростные самолёты заряжаются сильнее, чем самолёты с небольшой скоростью. На крейсерских режимах полёта заряжение воздушного судна является более сильным, чем на минимально допустимых скоростях.
|
|
|
Заряжение воздушных судов в облаках и осадках - это проявление трибоэлектричества - статической электризации. При столкновении электрически нейтральной частицы облаков или осадков с поверхностью незаряженного воздушного судна частица отскакивает от неё и заряжается, а воздушное судно приобретает заряд, равный по абсолютной величине заряду частицы, но имеющий противоположный знак. Значения зарядов определяются характеристиками поверхностей частицы и воздушного судна.
Заряжение воздушных судов в кристаллических облаках происходит интенсивнее, чем в капельных облаках. Особенно сильная электризация воздушных судов отмечается при полётах в плотных перисто-слоистых облаках. Обледеневшее воздушное судно заряжается сильнее, чем воздушное судно с чистой металлической поверхностью.
Распределение электрического заряда на поверхности воздушного судна неоднородно. Плотность заряда резко повышается на концах крыльев, стабилизатора, киля, в носовой части фюзеляжа самолёта. Особенно сильное заряжение происходит на неметаллических частях поверхности воздушного судна.
Интенсивность электризации воздушных судов растёт с увеличением мощности и водности облаков, количества облачных элементов и напряжённости электрического поля. Электризация воздушных судов более интенсивна при полёте в облаках с более мелкими частицами, чем в облаке с более крупными частицами, но с такой же водностью.
Наибольшая вероятность приобретения воздушным судном значительного заряда - в ливневых кучево-дождевых облаках и мощных кучевых облаках. В слоистообразных облаках (Ns, As, Cs) вероятность электризации существенна, а в слоистых облаках (St) - очень мала.
|
|
|
