Влияние туманов на работу авиации

Туманы всех типов ограничивают, а иногда делают невозможной взлет и посадку всех типов воздушных судов. Но особенно сильно они влияют на работу малой авиации, где полеты производятся визуально. Наличие или возможность образования туманов в зоне полетов по ПВП делает эти полеты невозможными.

Метели

Метель – это перенос снега в приземном слое воздуха сильным ветром, что приводит к резкому ухудшению видимости. По условиям образования принято подразделять метели на общие и низовые.

Выпадение снега, сопровождающиеся достаточно сильным ветром, приводит к так называемой общей метели. При этом не исключается подъем снега с земной поверхности. Видимость при общей метели ухудшается во всем подоблачном слое и может достигать всего нескольких метров.

Общие метели связаны с циклонической деятельностью и атмосферными фронтами. Поэтому продолжительность и интенсивность метели зависит от того, какой частью проходит циклон или фронт, а также от скорости их перемещения. Ближе к центру циклона фронты выражены более резко и наблюдаются более интенсивные снегопады и сильные ветры, так что создаются условия для более сильных и продолжительных метелей. На периферии циклонов фронты менее активны. Поэтому в этих зонах интенсивность и продолжительность метелей значительно меньше.

Интенсивность общей метели зависит от интенсивности снегопада и скорости ветра. Чем более сильный снег и ветер, тем сильнее метель.

Если снег не выпадает, но снежная поверхность рыхлая и снежинки легко поднимаются вверх под действием ветра, то возникает низовая метель. Скорость ветра при низовой метели обычно более 7-8 м/с. Низовая метель значительно ухудшает видимость в приземном слое воздуха высотой до нескольких метров.

Низовые метели наблюдается чаще всего в тыловой части циклона, после прохождения зоны холодных фронтов и в передней части антициклона при малооблачной или ясной погоде. Здесь обычно возникают достаточно большие барические градиенты, обуславливающие усиление ветра, а наличие при этом свежевыпавшего снега в зоне холодного фронта создает условия для возникновения низовых метелей. Если ветер очень сильный, а снег сухой, легкий, то видимость при низовой метели может ухудшаться до значительных пределов и составлять, как и при общей метели, не более нескольких метров. Продолжительных низовых метелей зависит от продолжительности сильного ветра. Частным случаем низовой метели является поземок. По условиям образования он ничем не отличается от низовой метели. Разница лишь в том, что снег при поземке подымается на землей всего на несколько сантиметров или несколько десятков сантиметров. Выше этого слоя видимость не ухудшается.

Метели в значительной мере усложняет работу авиации. При метелях резко сокращается горизонтальная и посадочная видимость, выходит из строя взлетно-посадочная полоса. В таких ситуациях создаются условия не обеспечивающие безопасность полетов. В условиях сильных метелей, независимо от того общая это или низовая взлет и посадка самолетов становятся невозможными.

Кроме того метели приводят к снежным заносам на аэродромах и дорогах, что тоже препятствует выполнению полетов и других работ на аэродромах.

Пыльные бури.

 

Пыльные бури возникают, когда сильный ветер поднимает с поверхности земли в воздух мелкие частички верхнего слоя почвы. Возникновение пыльной бури зависит от скорости ветра (обычно это более 15 м/с) и состояния почвы. Пыльные бури возникают в тех районах, где поверхностный слой почвы совершенно лишен растительности, либо она очень редка, а почва достаточно рыхлая. Чаще всего продолжительные пыльные бури возникают весной, когда осадков выпадает мало, верхний слой почвы сухой и отсутствует растительный покрыв.

При интенсивных пыльных бурях ухудшение видимости может наблюдаться в слое до 1,5-2 км. При этом горизонтальная видимость может ухудшаться до нескольких сот метров. Продолжительность пыльной бури зависит от времени существования сильного ветра. С ослаблением ветра пыльная буря заканчивается.

Последствием пыльной бури является мгла. Мгла – это ухудшение видимости из-за загрязнения атмосферы мелкими частицами почвы, поднятыми пыльной бурей в тех районах, откуда перемещается воздушная масса. Возникшая очень сильная пыльная буря загрязняет воздух до больших высот (иногда до 3-5 км и более), и эта воздушная масса начинает перемещаться в другие районы, где нет сильного ветра. Приближение этой загрязненной воздушной массы видно издалека, кажется, что надвигается темная стена. Видимость во мгле может достигать нескольких сот метров. Продолжительность мглы зависит от размеров её зоны и скорости перемещения воздушной массы. Чаще всего значительное ухудшение видимости во мгле продолжается менее 1 часа.

 

Гололед.

 

Одним из очень опасных для авиации явлений является гололед. Гололед образуется при выпадении переохлажденного дождя или мороси на холодную подстилающую поверхность. Образование гололеда опасно так как вызывает обледенение воздушных судов на земле и образование ледяной пленки или корки на поверхности взлетно-посадочной полосы.

Благоприятные условия для образования гололеда создаются при адвекции теплого влажного воздуха на западной или северной периферии антициклона, а также в зоне теплых фронтов и фронтов окклюзии по типу теплого фронта. При прохождении холодных фронтов гололед возникает редко. Исключение составляют случаи смещения холодных фронтов на предгорные районы, когда они становятся малоподвижными и на них возникают волновые возмущения.

Обледенение воздушных судов на земле может вызвать и изморозь. Изморозь может быть зернистой или кристаллической. Зернистая изморозь представляет собой снеговидный белый осадок. Кристаллическая изморозь – это кристаллический белый осадок нежной тонкой структуры.

Изморозь образуется при тумане или в морозном влажном воздухе при слабом ветре. 128

В отличии от гололеда, который образуется из выпадающих осадков, различают ещё понятие гололедицы. Гололедица – это замерзание напочвенной талой или дождевой воды при переходе температуры от положительных к отрицательным. Гололедица возникает, когда выпадает перелаженный дождь или мокрый снег с дождем при слабых положительных температурах, а потом температура понижает и становится отрицательной. При этом образуется стекловидная прозрачная пленка, реже матовая ледяная пленка. Если гололедица наблюдается на взлетно-посадочной полосе, то даже тончайшая пленка льда ухудшает условия разбега и торможения воздушных судов, таким образом, делая невозможным их взлет и посадку. Взлетно-посадочная полоса при гололеде или гололедице непригодна для работы.

Обледенение

Обледенением называется отложение льда на различных частях воздушных судов во время полета. Оно возникает при определенных метеорологических условиях и значительно осложняет полет, а при интенсивном нарастании льда делает его невозможным. Опасность обледенения заключается в том, что ледяные наросты на летательных аппаратах ухудшают их аэродинамические, эксплуатационные и летно-тактические характеристики. В некоторых случаях изменения этих характеристик настолько значительно, что не обеспечивает безопасности полета.

Отложение льда на самолетах и вертолетах наблюдается как на земле, так и в полете. Отложения на земле отмечается при выпадении переохлажденного дождя и других метеорологических явлениях, связанных с образованием гололеда или инея. Выпускать в полет воздушные судно покрытое льдом, снегом или инеем, запрещается.

В полете отложение льда на поверхности летательных аппаратов, имеющих отрицательную температуру и встречающихся с набегающим потоком воздуха, происходит в результате столкновения с ними переохлажденных капель и их замерзания.

С количественной стороны обледенение характеризуется интенсивностью, которая выражается скоростью нарастания льда и измеряется в мм/мин. Принято считать, что слабое обледенение соответствует интенсивности не более 0,5 мм/мин, умеренное – до 1 мм/мин, а сильное -более 1 мм/мин.

Интенсивность обледенения зависит главным образом от размеров переохлажденных капель, водности облака и скорости полета.

Рассмотрим механизм осаждения капель на примере крыла самолета. Известно, что частицы воздуха, обтекая крыло, движутся по искривленным траекториям, повторяющим его начертания. (Рис.9.1.)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 9.1. Условия осаждения капель различной величины на поверхности крыла.

На каплю, находящуюся в таком потоке, действуют: с одной стороны сила инерции, которая стремится удержать каплю на прямой линии, а с другой – сила сопротивления воздушного потока (сила вязкости воздуха), стремящаяся возвратить каплю на траекторию воздушных частиц. Следовательно, чем крупнее капля и больше скорость обтекания (воздушная скорость), тем больше сила инерция и тем больше вероятность столкновения капли с поверхностью крыла.

Таким образом, осаждение капель на передней кромке крыла является инерционным. Поэтому интенсивность обледенения будет тем больше, чем крупнее капли в облаках. Более мелкие капли в своем большинстве обтекают профиль крыла вместе с воздушным потоком.

На интенсивность обледенения влияет и абсолютная толщина крыла. Известно, что различные типы самолетов имеют различную толщину крыльев. Вместе с тем на каждом самолете толщина крыла вдоль размаха уменьшается от фюзеляжа к консоли. Поэтому зона возмущения сжатою воздуха вдоль крыла неодинакова. Перед более тонкой частью крыла эта зона находится на меньшем расстоянии от передней кромки крыла. Следовательно разделение набегающего потока воздуха происходит также на меньшем расстоянии. Это приводит к тому, что с передней кромкой крыла сталкивается большее количество капель, в том числе и более мелких. Таким образом, интенсивность обледенения увеличивается с уменьшением толщины крыла. По этой причине лед быстрее откладывается ближе к консолям крыльев, на стойках, антеннах и т.п.

Большое влияние на интенсивность обледенения оказывает водность облаков. Очевидно, что с увеличением водности интенсивность обледенения возрастает. Установлено, что наиболее сильное обледенение наблюдается при водности облаков 1 г/м³ и больше. Но обычно сведений о водности облаков мы не имеем. Поэтому судить об интенсивности обледенения приходится, используя косвенные данные. Так например, определив форму облаков и зная средние значения водности для неё, можно приближенно оценить интенсивность обледенения. В полете, наблюдая за состоянием облачности, можно судить о водности облаков по видимости или плотности облачности. Обычно наиболее плотная и темная часть облака имеет большую водность и значительные размеры капель. В этой части облака всегда резко ухудшается видимость. Здесь при всех прочих условиях следует ожидать интенсивное обледенение.

Влияние воздушной скорости полета на интенсивность обледенения сказывается двояким образом. С одной стороны, увеличение скорости приводит к

тому, что возрастает количество капель, сталкивающихся с поверхностью самолета, и тем самым увеличивается интенсивность обледенения. С другой стороны, при увеличении скорости повышается температура лобовых частей самолета. Появляется так называемый кинетический (аэродинамический) нагрев, который оказывает влияние на термические условия процесса обледенения. Кинетический нагрев лобовых частей самолета начинает заметно проявляться при скорости более 360 км/ч.

Таблица 9.2.

Кинетический нагрев ( T) при различных скоростях полета в сухом воздухе.

 

км/ч
T,0С	0,4	1,6	3,5	6,2	9,6	13,9	19,0	24,6	31,2	38,7

 

Из таблицы 9.2 видно, что кинетический нагрев достигает значительных величин. Он может перекрыть тот интервал температур, при которых наиболее часто отмечается обледенение и тем самым уменьшить или совершенно исключить возможность его возникновения.

При оценке вероятности обледенения скоростных самолетов необходимо учитывать такой фактор, как потеря тепла вследствие испарения части воды, оседающей на поверхности самолета при полете в облаках. Считается, что кинетический нагрев самолета при полете в облаках составляет порядка 60% от его величины при ясном небе (в сухом воздухе).

Другим фактором является неравномерное распределение температуры по поверхности самолета при полете на большой скорости. Наибольший кинетический нагрев бывает у той точки крыла, где происходит полное торможение и наибольшее сжатие воздушного потока. По мере удаления от этой точки к задней кромке крыла температура поверхности понижается. Это обстоятельство иногда приводит к тому, что передняя кромка крыла может иметь положительную температуры, а более удаленный участок крыла – отрицательную. В этом случае пленка воды, сдуваемая воздушным потоком с передней кромки, попадает на участки крыла с отрицательной температурой и замерзает, образуя опасную форму обледенения.

Величина воздушной скорости определяет начало обледенения. Чем больше эта скорость, тем при более низких температурах возможно начало обледенения. Если считать, что при температуре торможения 0⁰С должно начаться обледенение, то чем больше скорость, тем выше располагается уровень начала обледенения относительно изотермы 0⁰С. (таб.9.3.)

Таблица 9.3

Воздушная скорость (км/ч)
Превышение уровня начала возможного обледенения относительно нулевой изотермы (м).

Статистические данные показывают, что в большинстве случаев (около 90%) обледенение возникает при воздушной скорости до 600 км/ч, особенно при скорости 400-500 км/ч, а уже при скорости более 600 км/ч обледенение наблюдается редко, потому что начинает влиять кинетический нагрев.

Ухудшение летных характеристик летательных аппаратов зависит как от интенсивности обледенения, так и от вида и формы ледяных отложений.

Различают три основных вида обледенения:

- лед (прозрачный, матовый и белый или молочный);

- изморозь;

-иней.

Прозрачный лед образуется при полете в облаках, в которых много крупных переохлажденных капель, или в зоне переохлажденного дождя. Этот вид обледенения обычно имеет гладкую поверхность, нарастает быстро и главным образом на передней кромке крыла, носовой части и винтах.

Матовый лед образуется при полете в смешанных облаках, где наряду с мелкими переохлажденными каплями имеются ледяные кристаллы и снежинки. Этот вид обледенения имеет шероховатую поверхность и неправильные формы отложения. Нарастание матового льда происходит неравномерно. Поэтому такой вид обледенения является самым опасным.

Белый (молочный) лед откладывается в облаках, состоящих из мелких переохлажденных капель. Он представляет собой сравнительно ровный покров пористой структуры. Держится на поверхности непрочно и при вибрации может скалываться.

Изморозь имеет вид белого крупнозернистого кристаллического отложения. Образуется при полете в облаках, где преобладают мелкие переохлажденные капли и ледяные кристаллы. Наблюдается этот вид обледенения, как правило, при температуре ниже -10⁰С. Поверхность отложения неровная, шероховатая, легко скалывается и сдувается воздушным потоком.

Иней – легкий кристаллический налет. Образуется в результате сублимации водяного пара на значительно переохлажденной поверхности самолета. Под действием вибрации и встречного воздушного потока легко скалывается и сдувается. Этот вид обледенения может образовываться при полете вне облаков, когда самолет попадает из более холодного в менее холодный и влажный воздух, имеющий температуру ниже 0⁰С. Такое обледенение может возникнуть при быстром снижении самолета. Опасность этого вида обледенения в том, что лед откладывается на лобовом остеклении кабины, ухудшая обзор. Это особенно опасно при посадке.

Форма ледяных отложений может быть весьма разнообразной. Различают несколько основных форм: профильную, желобковую и ледяные отложения неопределенной формы.

Профильная форма отложения льда наблюдается при полете в облаках с небольшой водностью и при температуре обычно ниже -20⁰С. отложение льда происходит более или менее равномерно, повторяя профиль, почти не искажая его (рис.9.2.а) 132

 

 

а

 

Б

 

Рис. 9.2 Характерные формы отложения наростов.

а – профильная форма; б – желобковая форма.

 

Желобковая форма отложения льда возникает в том случае, когда температура поверхности в передней части крыла и близлежащих участков будет положительной, а в остальных частях – отрицательной. В этом случае оседающая вода на передней кромке крыла не замерзает, а сдувается воздушным потоком к участкам профиля, имеющим отрицательную температуру и там замерзает (рис.9.2.б). Эта форма обледенения наиболее опасна и характерна для скоростных самолетов.

Влияние обледенения на полет зависит от характера обледенения его интенсивности и типа самолета.

В большинстве случаев обледенению подвергаются лобовые части крыльев, хвостового оперенья и антенные устройства. Неравномерное отложение льда на несущих поверхностях приводит к изменению профиля крыла, уменьшению подъемной силы, ухудшению аэродинамических качеств самолета. Увеличение лобового сопротивления приводит к тому, что уменьшается скорость полета. Чтобы сохранить скорость неизменной необходимо изменить режим работы двигателя, а это связано с увеличением расхода топлива и, следовательно сокращением дальности полета.

Как уже отмечаюсь, вдоль размаха крыла лед откладывается неравномерно. Это приводит к появлению вибрации крыльев и хвостового оперенья. При сильном обледенении вибрация может быть настолько интенсивной, что не исключается поломка отдельных частей самолета.

В случае тяжелого обледенения хвостового оперенья изменяются условия обтекания стабилизатора и киля, создаются тяжелые условия пилотирования самолета.

У поршневых и турбовинтовых самолетов при обледенении винтов возникают сильные вибрации и тряска. Это происходит в результате появления весовой и

аэродинамической асимметрии лопастей вследствие неравномерного отложения льда. Больше количество льда откладывается на втулке винта и уменьшается к концам лопастей, так как в этом направлении увеличивается кинетический нагрев.

Обледенению подвержены приемники воздушного давления и антенны. При обледенении приемников воздушного давления, как правило, отказывают в работе указатели скорости и высоты.

При обледенении антенны возникают радиопомехи, а в некоторых случаях может прекратиться радиосвязь и отказать радионавигационное оборудование.

Обледенение стекол кабины приводит к ухудшению обзора и визуальной ориентировки. Особенно опасно обледенение лобового стекла при заходе на посадку в условиях низкой облачности и ограниченной видимости.

Метеорологические условия обледенения определяются

прежде всего распределением температуры по высоте и формой облаков, в которых совершается полет. Опыт полетов показывает, что обледенение наблюдается во многих формах переохлажденных облаков.

Наиболее опасное и сильное обледенение отмечается в кучево-дождевых облаках. Известно, что водность и размеры капель в таких облаках значительно больше, чем в облаках других форм. В связи с наличием в кучево-дождевых облаках сильной турбулентности плотность этих облаков неоднородна и поэтому обледенение в них крайне неравномерное. Самое сильное обледенение в кучево-дождевых облаках отмечается в той их части, которая располагается между уровнями, где температура колеблется в пределах от 0 до -10⁰С.

Слоистые и слоисто- кучевые облака являются самыми распространенными облаками в холодное время года. В большинстве случаев это капельножидкие облака и вероятность обледенения в них очень велика (до 90%). При этом интенсивность обледенения увеличивается от нижнего к верхнему основанию облачного слоя. Если из слоистых и слоисто-кучевых облаков не выпадают осадки, то в нижней части облаков может быть слабое обледенение или вообще обледенение отсутствовать, а в верхней части обледенение умеренное, иногда сильное. Если же из слоистых и слоисто-кучевых облаков выпадают слабые и мелкие осадки, то интенсивность обледенения во всей, толщине облаков умеренная, иногда даже сильная. В том случае, когда из этих облаков выпадают более крупные снежинки, то в них наблюдается слабое обледенения.

Следует отметить, что если в подоблачном слое наблюдается туман или густая дымка и слабый ветер, то вероятность даже слабого обледенения в облаках невелика. Когда же под слоистыми и слоисто-кучевыми облаками наблюдается сильный ветер и хорошая видимость, то интенсивность обледенения в облаках возрастает, оно может быть умеренными или сильным.

Поскольку вертикальная мощность слоистых и слоисто-кучевых облаков редко превышает 1000-1500 м, то при пробивание этих облаков с обледенением практически не приходится считаться. Если же полет совершается в облаках длительное время, то обледенение может достигать опасных размеров и угрожать безопасности полета.

Слоисто-дождевые и высоко-слоистые облака являются наиболее протяженными облаками как по горизонтами, так и по вертикали. Поэтому в этих облаках достаточно велика вероятность обледенения. Установлено, что если из слоисто-дождевых и высоко- слоистых облаков выпадают обложные осадки, то в них чаще всего обледенение слабое или вообще отсутствует. Если из слоисто-дождевых и высоко- слоистых облаков выпадают слабые осадки (морось или снег), то в них отмечается интенсивное обледенение (1-3 мм/мин), так как водность этих облаков очень большая.

При полетах на малых высотах большую опасность представляет переохлажденный дождь, выпадающий из слоисто-дождевых облакав. На земной поверхности он вызывает очень опасные гололедные явление, а полет в таком дожде сопровождается интенсивным обледенением.

Ввиду большой опасности обледенения при длительных полетах в облаках или переохлажденном дожде экипаж обязан умело и своевременно применять как активные, так и пассивные способы борьбы с обледенением.

Пассивным способ заключается в избежание обледенения путем выхода из зоны обледенения и выбора соответствующего профиля полета. Так при полетах в теплую половину года выход из зоны обледенения следует производить путем снижения и выхода в слой облачности с положительной температурой. В холодную половину года выйти из зоны обледенения лучше всего набором высоты в область более низких температур.

Во всех случаях при решении вопроса выхода из зоны обледенения необходимо учитывать температуру, при которой началось обледенение.

Активные способы борьбы с обледенением путем применения противообледенительных устройств являются наиболее эффективными.

В итоге следует знать, что во всех случаях перед полетом экипаж воздушного судна должен прежде всего тщательно изучить метеорологические условия на маршруте полет. Это дает возможность определить вероятные зоны обледенения и следовательно, наметить возможные пути обхода наиболее опасных зон.

 

Атмосферная турбулентность

 

В атмосфере одновременно с горизонтальными движениями воздуха могут наблюдаться и вертикальные. Это приводит к тому, что образуются вихри различных размеров, возникают горизонтальные и вертикальные порывы ветра. Такое состояние атмосферы, когда движение воздуха носит вихревой, неупорядоченный, хаотический характер называется турбулентностью атмосферы (от латинского «Турбо» - завихрение, водоворот).

Оси вихрей ориентированы в самых различных направлениях и быстро меняют своё положение в пространстве. В связи с этим структура турбулентных зон очень сложна. Направление и скорость движения воздуха в турбулентных зонах претерпевают резкие и быстрые пространственные и временные изменения. Возникающие при этом возмущения атмосферы могут быть самых различных

размеров: от нескольких миллиметров до десятков и сотен километров.

Однако турбулентные зоны в большинстве случаев охватывают ограниченные области. Они являются обычно не сплошными возмущенными слоями, а прерывистыми – возмущенные участки чередуются со спокойными. Толщина возмущенных слоев чаще всего не превышает 300-600 м при их горизонтальной протяженности 60-80 км. Но иногда турбулентность охватывает более мощные слои толщиной до 2-3 км и протяженностью по горизонтали до 1000 и более километров.

Установлено, что чем интенсивнее турбулентность, тем меньше толщина и горизонтальная протяженность турбулентного слоя атмосферы.

Продолжительность существования турбулентных зон может различна. Чаще всего она составляет несколько часов и лишь в отдельных случаях может увеличивается до суток. Наибольшая повторяемость турбулентности наблюдается в нижних слоях атмосферы, до высоты 2-3 км. Выше, до высоты 6 км, повторяемость резко уменьшается, а затем по мере приближения к тропопаузе она снова возрастает.

В стратосфере, по крайней мере до высоты 15-16 км, турбулентность встречается реже.Турбулентный характер воздушных движениях вызывается термодинамическими причинами. В соответствии с этим различают динамическую и термическую турбулентность.

Динамическая турбулентность – вихревое движение воздуха в нижнем слое тропосферы (до 1000-1500 м), возникающие вследствие трения воздуха о шероховатую земную поверхность при его горизонтальном перемещении. В горной местности динамическая турбулентность может распространяться до высоты 7-9 км.

В свободной атмосфере динамическая турбулентность возникает в слоях, где наблюдается большая изменчивость характеристик ветра как по высоте, так и по горизонтали. Для количественной оценки турбулентности пользуются понятием сдвига ветра- изменением вектора ветра на 100 м высоты (вертикальный сдвиг ветра) и на 100 км расстояния по горизонтали (горизонтальный сдвиг ветра). Интенсивность динамической турбулентности зависит от величины вертикального и горизонтального сдвигов ветра.

Динамическая турбулентность наблюдается чаще там, где имеется сходимость или расходимость воздушных потоков, искривления их направления, в области струйный течений (зоны скоростей ветра 100 км/ч и более). Она может возникать также в виде чередующихся восходящих и нисходящих потоков в результате волновых движений на границах слоев инверсии и изотермии.

Термическая турбулентность появляется в результате неравномерного нагревания земной поверхности и больших вертикальных градиентов температуры (γ>γ_ва).Этот вид турбулентности чаще всего наблюдается в нижней половине тропосферы (до 3-4 км). Интенсивность её зависит от времени года, суток и устойчивости атмосферы. Наибольшая повторяемость и интенсивность

 

термической турбулентности отмечается в теплое время года в дневные часы в

 

холодных неустойчивых воздушных массах, а также в размытом барическом поле – в седловинах и заполняющихся циклонах.

При термической турбулентности в атмосфере возникают как беспорядоченные, так и упорядоченные восходящие и нисходящие движения воздуха. При этом образуются облака вертикального развития типа Си-Св, в которых развивается очень сильная турбулентность.

Хотя термическая и динамическая турбулентность возникают по причине разных факторов, но на характер воздушных потоков они могут воздействовать как раздельно, так и одновременно, усиливая интенсивность турбулентного состояния атмосферы.

Турбулентность обуславливает в атмосфере перенос тепла, водяного пара и твердых частиц по вертикали, порывистость ветра. Турбулентный обмен существенно влияет на условия образования, эволюцию и микроструктуру облаков, осадков и туманов, которые в свою очередь создают сложные метеорологические условия для полетов.

Интенсивная атмосферная турбулентность относится к опасным для авиации явлением погоды, так как вызывает болтанку воздушных судов.

Условия полета в турбулентных зонах. При полете в турбулентной зоне вследствие неоднородности поля скоростей потока, обтекающего самолет, происходит нарушение равновесия аэродинамических сил, действующих на самолет. В связи с этим возникает добавочное ускорение, вызывающее вредные перегрузки. Движение самолета становится неупорядоченным, он совершает непрерывные колебания по вертикали, появляется болтанка. Она чаще всего проявляется в виде тряски, частых и мелких толчков и ударов, а также бросков самолета сопровождающихся непроизвольной потерей или набором высоты на десятки и сотни метров, возникают перегрузки.

Под перегрузкой понимается отношение подъемной силы к весу воздушного судна. В горизонтальном полете в спокойной атмосфере они равны друг другу. При неустановившемся режиме полета или воздействии вертикальных порывов ветра подъемная сила может быть больше или меньше веса воздушного судна, и поэтому оно будет испытывать броски по вертикали.

Из аэродинамики известно, что перегрузка, а значит и болтанка зависят не только от интенсивности атмосферной турбулентности, но и от конструкции самолета и режима полета. Это означает, что при одной и той же интенсивности турбулентности различные типы самолетов будут испытывать болтанку различной интенсивности. При прочих равных условиях болтанка тем интенсивнее, чем больше скорость полета. Поэтому для каждого типа самолета существуют максимально допустимые скорости полета в спокойной и турбулентной атмосфере.

Интенсивность болтанки оценивается величиной приращения перегрузки , выраженной в долях ускорения свободного падения. (Таб.9.4.)

Талица 9.4

Интенсивность болтанки	Величина приращения перегрузки при полете на эшелоне	Величина приращения перегрузки при посадке и взлета
Умеренная	±0,5	±0,3
Сильная

 

Интенсивная болтанка сильно ухудшает устойчивость и управляемость воздушного судна, искажает показания некоторых приборов (указателя скорости, высотомера), создает дополнительное напряжение в отдельных узлах и деталях самолета, что может привести к их разрушению. Болтанка, особенно интенсивная, вызывает утомляемость, а иногда воздушную болезнь у пассажиров и членов экипажа.

При встрече с сильным восходящим потоком воздуха самолет испытывает бросок вверх и может перейти в пикирование с недопустимым увеличением скорости.

Под действием сильного нисходящего потока происходит бросок вниз и самолет может выйти на большие углы кабрирования с недопустимым снижением скорости. При последующем воздействии вертикального порыва ветра значительной силы может произойти выход на критические углы атаки, в результате чего происходит сваливание на крыло или на нос.

Сильная (штормовая) болтанка часто возникает при таком турбулентном состоянии атмосферы, когда мощные вертикальные потоки носят порывистый характер, при этом порывы следуют один за другим с большой частотой.

Болтанку вызывают и горизонтальные порывы ветра, изменяя величину подъемной силы и силы лобового сопротивления. Однако эти измененья имеют небольшую величину, так как скорость горизонтального порыва сравнительно мала по сравнению со скоростью полета.