2. Вплив зрушень вітру на польоти літальних апаратів

Поняття про зрушення вітру

При пілотуванні літака в безпосередній близькості від земної поверхні екіпаж повинен мати інформацію не лише про швидкість і напрям вітру, але і про можливих його різких змінах уздовж траєкторії руху. Літак перетинає самий нижній шар атмосфери в такий короткий час, що обмежений запас висоти, швидкості, прийомистість двигунів не дозволяють льотчикові своєчасно парирувати несподівану зміну вітру і може послужити передумовою до важкої льотної події. У зв'язку з цим є необхідність повідомлення екіпажів детальної інформації про зміну вітрового режиму в нижньому шарі атмосфери в зонах зльоту, початкового набору висоти і остаточного заходу на посадку.

Характеристикою просторової мінливості вітру є зрушення вітру, що є зміною напряму і (чи) швидкості вітру в просторі, включаючи висхідні і низхідні повітряні потоки. Сильні зрушення вітру входять до числа небезпечних для авіації явищ погоди.

Зрушення вітру визначається як векторна різниця векторів вітру, виміряних в двох точках простору, яка відбиває зміну як швидкості, так і напряму вітру між даними точками. Модуль зрушення вітру можна визначити, наприклад, графічним методом по кругу Молчанова (мал. 4) або аналітично по формулі

, (11)

де u1 і u2 - швидкості вітру в двох точках; ( - кут між векторами вітру u1 і u2.

Мал. 4. Векторна діаграма зрушення вітру

u1 і u2 - відповідно вектор швидкості вітру, виміряної в двох точках простору,

(u - вектор зрушення вітру

У ряді випадків зручніше користуватися складовими векторів вітру по осях x і y(мал. 5), тоді

, (12)

де , .

Напрям вектору зрушення вітру ( визначається із співвідношення

. (13)

Період усереднювання даних про вітер, використовуваних для метеорологічного забезпечення авіації, за рекомендацією ИКАО прийнятий рівним 2 мін, що дозволяє відфільтрувати дрібномасштабні турбулентні пульсації вітру. Залежно від взаємного розташування даних точок в просторі (обидві точки лежать у вертикальній або в горизонтальній площині), а також від орієнтації векторної різниці вітру відносно напряму руху літака (відносно ВПП), розрізняють вертикальні, горизонтальні і бічні зрушення вітру (мал. 5).

Горизонтальне зрушення вітру (г (мал. 5 а) характеризує мінливість вітру по горизонталі:

, (14)

де - модуль векторної різниці вітру в двох точках по горизонталі, м/з; (S - відстань між точками, м Величина (г вимірюється в з((.

У районі аеродрому горизонтальне зрушення вітру можна визначити по вимірах вітру поблизу різних стартів у ВПП, в точках установки датчиків вітру навколо льотного поля і т. д.

Вертикальне зрушення вітру описує зміну вітру з висотою по вертикалі і виражається формулою

, (15)

де - модуль векторної різниці вітру на верхньому рівні uв і на нижньому рівні uн, м/з; (z - товщина даного шару, м (мал. 5 в). При цій розмірності (у вимірюється в з((.

Рис. 5. Різні види зрушень вітру

а - горизонтальне зрушення вітру; б - вертикальне зрушення вітру;

у - правий і лівий зрушення вітру; 1, 2 - точки на траєкторії

рухи літака; zн - нижній рівень; zн + (z - верхній

рівень; uг і uв - перенесені вектори вітру

У районі аеродрому вертикальне зрушення вітру можна визначити за даними датчиків вітру, встановлених на різних висотах на щоглі, на вежі, на будівлях і т. п.

У практичних цілях метеорологічного забезпечення польотів зрушення вітру (в зручно розраховувати для шару завтовшки 30 м і вказувати в м/з на 30 м Іноді визначають зрушення вітру в шарі завтовшки 100 м, при цьому величина (у виражається в 10(( з((.

Окрім вертикального і горизонтального зрушень вітру, в нижніх шарах атмосфери можуть спостерігатися вертикальні висхідні і низхідні потоки, що також призводять до зміни траєкторії руху ЛА і включені в загальне поняття про зрушення вітру. Критерії інтенсивності вказаних характеристик приведені в таблицю. 1.

Таблиця 1