31. Атмосферная турбулентность и ее влияние на полет.

Воздух представляет собой чрезвычайно подвижную среду, в которой движение частиц (скоплений молекул) обычно имеет беспорядочный или так называемый турбулентный характер.

Турбулентность (от латинского слова «турбо», — завихрения, водоворот) — состояние атмосферы, при котором наблюдаются неупорядоченные вихревые движения различных масштабов и различных скоростей. Оси турбулентных вихрей быстро меняют свое положение в пространстве и бывают ориентированы в самых различных направлениях.

С турбулентностью атмосферы связаны порывистость ветра, перенос по вертикали водяного пара, ядер конденсации и других материальных частиц; она способствует вертикальному переносу тепла из одних слоев в другие, обмену количества движений между различными слоями и т. п.

Турбулентный обмен оказывает существенное влияние на условия формирования, эволюцию и микрофизическое строение облаков, туманов и осадков, с которыми непосредственно связаны сложные метеорологические условия полетов.

Но особенно велико влияние турбулентности на полет самолета. При пересечении вихрей самолет подвергается воздействию их вертикальных и горизонтальных составляющих, представляющих собой отдельные порывы, отчего нарушается равновесие аэродинамических сил, действующих на самолет, и возникают добавочные ускорения, вызывающие вредные перегрузки. Самолет, попавший в турбулентную зону, испытывает болтанку.

Болтанка самолетов наиболее часто проявляется в виде дрожания (вибрации), отдельных покачиваний, частных и мелких толчков и ударов, следующих один за другими, или в виде бросков самолета в разные стороны (особенно вверх и вниз) на десятки метров: иногда обе указанные разновидности сочетаются вместе.

Кроме турбулентных и волновых явлений, вызывающих болтанку, в атмосфере могут наблюдаться вертикальные потоки крупного масштаба, вызывающие большие, независящие от пилота вертикальные перемещения самолета, однако они не дают резких колебаний самолета и, следовательно, не создают больших перегрузок. Болтанка сильно ухудшает устойчивость и управляемость самолета, искажаются показания некоторых приборов (указателя скорости, высотомера, вариометра). Вследствие вызванных болтанкой перегрузок наблюдаются дополнительные напряжения па отдельные узлы и детали самолета, что ускоряет их изнашиваемость, а в случаях, когда величина перегрузки превышает допустимую, она может явиться причиной летного происшествия. Кроме указанного, болтанка даже несильная, по продолжительная по времени вызывает утомляемость и зачастую воздушную болезнь пассажиров, а иногда и экипажа.

Турбулентные зоны, вызывающие болтанку самолетов, имеют довольно резкие границы. Они могут наблюдаться как в облаках, так и в безоблачных пространствах. При этом вероятность болтанки в облаках значительно большая, чем при полете в безоблачном пространстве.

Наибольшую опасность для полета самолета в турбулентной атмосфере представляет сочетание мощных вертикальных потоков большой протяженности с частыми и большими вертикальными порывами (эти порывы обусловлены турбулентными завихрениями).

Такое сочетание вызывает штормовую болтанку, очень опасную для пассажирского самолета по условиям прочности и по условиям потери управляемости. Действительно, если самолет под действием мощного восходящего потока перейдет в пикирование, разовьет недопустимую скорость и в этот момент пересечет восходящий порыв, то перегрузка может достигнуть разрушающей величины.