2. Умови польотів в зоні грозової діяльності
Гроза є комплексним атмосферним явищем з багатократними електричними розрядами у вигляді блискавок, які супроводжуються громом. Гроза пов'язана з розвитком потужних купчасто-дощових хмар. При грозах спостерігаються інтенсивні зливові опади у вигляді дощу, граду, а іноді і сніги. Сухі грози, що не супроводжуються осіданнями, зустрічаються рідко.
Найбільш небезпечні умови для польотів спостерігаються в купчасто-дощових хмарах. Висота верхньої і нижньої меж хмар має чітко виражений річний хід (Рис. 4).
Навесні, восени і особливо влітку спостерігається збільшення висоти нижньої межі в напрямі з півночі на південь. Вершини найбільш розвинених хмар можуть досягати тропопаузи, а в окремих випадках навіть пробивати її.
Горизонтальна протяжність купчасто-дощових хмар коливається в межах декількох десятків кілометрів. Приблизно у 70 % випадків горизонтальна протяжність купчасто-дощових хмар досягає 40 км, приблизно в 10 % випадків вона більше 60 км.
Аналогічно потужним купчастим хмарам, в купчасто-дощових хмарах спостерігаються квазівпорядковані і турбулентні вертикальні і горизонтальні рухи. Квазівпорядковані рухи (потоки) мають, по суті, мезомасштабный характер, маючи горизонтальні розміри до 10-12 км. В хмарах, що розвиваються, переважають висхідні рухи, в тих, що руйнуються - низхідні. Швидкість цих рухів досягає 30 м/з і більше.
Особливо небезпечна для польотів передня частина хмари, під його основою, де часто виникає вал", що "крутиться, з горизонтальною віссю обертання - "шкваловый комір", що є передвісником шквалу, надзвичайно небезпечного для польоту.
Складні вертикальні рухи спостерігаються не лише усередині хмар вертикального розвитку, але і поблизу них. Збоку від хмар повітря осідає, компенсуючи квазівпорядковані висхідні потоки в хмарі, ширина їх зони може вимірюватися від 0,5 до 2,0 діаметрів хмари.
Поблизу хмар швидкість низхідних рухів коливається від 0,3-0,5 до 2-3 м/с. У бічних меж хмари, де додаткове опускання повітря відбувається внаслідок його охолодження за рахунок випару хмарних крапель, швидкість зростає.
Абсолютне значення вертикальних швидкостей в околицях верхньої третини зрілих купчасто-дощових хмар в переважному числі випадків не більше 4 м/з, але зрідка може бути до 8 м/с.
Обмерзання в купчасто-дощових хмарах внаслідок їх великої водності і змішаної структури, як правило, дуже інтенсивне.
З купчасто-дощовою хмарністю, коли вона досягає максиРисьного вертикального розвитку (7-9 км і більше), пов'язані така небезпечна для авіації явища погода як гроза, смерчі, шквали, град, зливи .
Польоти в грозу небезпечні з наступних головних причин:
із-за інтенсивної турбулентності в хмарах, здатної викликати сильну бовтанку і перевантаження літака, що перевищують гранично допустимі;
внаслідок сильного обмерзання на висотах, де температура нижче 0 (З;
із-за можливості поразки літака блискавками.
Найнебезпечніше при попаданні в грозову хмару - втрата управління літаком, його різке падіння (під'їм), зростання перевантажень катастрофічного характеру, здатних зруйнувати літак.
Крім того, треба мати на увазі, що в грозових хмарах можливі дуже високі швидкості вертикальних рухів повітря. За непрямими даними, наприклад по вазі випадних градин, вони можуть досягати 60 м/с.
Найбільшу небезпеку представляє попадання літака в зону сильних вертикальних рухів у верхній частині грозової хмари, де різниця між максиРисьною і мініРисьною швидкостями польоту і допустимі перевантаження менші, ніж в нижній тропосфері.
Поблизу стелі літака допустиме перевантаження значно менше. Тому при сильній бовтанці виникає небезпека виходу літака на закритический кут атаки, внаслідок чого можуть зупинитися двигуни і управління літаком може бути втрачено.
При сильних неврегульованих вертикальних рухах повітря різко змінюються кути атаки і тангажа літака, а звідси підйомна сила і лобовий опір. В результаті літак безладно кидає вгору і вниз. Відмічені випадки, коли швидкість вертикальних поривів в хмарах досягла 34 м/з, літак кидало на 1700 м, його мимовільне кренення при бовтанці складало 60(.
Значну небезпеку для польотів представляють електричні розряди. Вони відбуваються між хмарами і землею, між хмарами і між різними частинами хмари, і літак може виявитися на шляхи блискавки, або викликати розряд блискавки на себе. Довжина лінійних блискавок зазвичай складає декілька кілометрів, але може досягати 20 км і більше. Основний канал блискавки має декілька відгалужень завдовжки 2-3 км, що підвищує вірогідність удару блискавки в літак. Вірогідність поразки блискавкою гвинтокорилих літаків невелика, оскільки маса таких літаків відносно Риса і, як правило, не може викликати на себе електричний розряд. Із збільшенням розмірів літаків і швидкості їх польотів вірогідність поразки електричними розрядами значно зростає. Поразка літака блискавкою може привести до важкої льотної події, тому екіпажам ЛА забороняється навмисно входити в купчасто-дощову (грозову) і потужну купчасту хмарність, за винятком польотів по спеціальних завданнях.
Безпека польотів в зоні грозової діяльності допомагають підвищити наземні і бортові радіолокатори. З їх допомогою екіпаж може виявити потужні купчасті, купчасто-дощові хмари і грозові вогнища по інтенсивності засвічення, визначити напрям і швидкість руху засвічення і обійти небезпечні для польоту зони.
Щоб успішно здолати зону грозової діяльності, екіпаж зобов'язаний вжити усі залежні від нього заходи безпеки. Ще до польоту він повинен отримати в метеоподразделении детальну консультацію про метеорологічну обстановку. Знаходячись у польоті треба уважно стежити за погодою, щоб не зустріти грозу несподівано. Якщо на літаку є радіолокатор, необхідно використовувати його для виявлення грози, визначення відстані до неї і швидкості переміщення купчасто-дощових хмар.
Польоти ЛА по ППП в зоні грозової діяльності за відсутності контролю радіолокації наземними засобами за польотом ЛА і спостереження за вогнищами грозової діяльності, а також без бортових радіотехнічних засобів виявлення грозових вогнищ забороняються.
Обхід купчасто-дощових (грозових) і потужних купчастих хмар на заданому ешелоні допускається з дозволу органу УВС при польотах по ППП за даними бортових або наземних радіотехнічних засобів, а при польотах по ПВП - візуально, на видаленні від поодинокої хмари не менше 10 км. Проліт між двома хмарами допускається, якщо відстань між ними не менше 30 км.
Обліт засвічень від купчасто-дощових хмар рекомендується виробляти при висоті польоту до 7 км на видаленні від краю засвічення до 16 км, при висоті польоту від 7 до 9 км на видаленні до 23 км і при висоті вище 9 км на видаленні до 32 км.
При неможливості обійти зону грозової діяльності, купчасто-дощову (грозову) і потужну купчасту хмарність на заданому ешелоні орган УВС призначає командирові ЛА безпечний ешелон польоту, що забезпечує перевищення ЛА над верхньою межею хмар не менше 500 м, або дати йому команду про посадку на запасному аеродромі.
У зоні грозової діяльності при крайній необхідності польоти під хмарами можуть виконуватися тільки вдень над рівнинною місцевістю візуально, без входу в зону зливових опадів, при цьому командир ЛА зобов'язаний обходити грозові вогнища так, щоб висоти польоту ЛА була не менш мініРисьної безпечної висоти (ешелону), а вертикальна відстань від ЛА до нижньої межі хмар - не менше 200 м
В умовах візуального польоту обхід грозових хмар повинен виконуватися, як правило, у напрямі пониження рельєфу місцевості.
При неумисному попаданні в купчасто-дощову хмару екіпажу необхідно:
негайно вийти з грозової хмари;
вимкнути радіоустаткування і прибрати випускні антени;
включити освітлення кабіни і обігрів приймача повітряного тиску, а також привести в готовність до дії інші засоби протизаморожувачів;
політ виробляти вище або нижче за нульову ізотерму в цілях зменшення вірогідності удару блискавки в літак;
уникати польоту поблизу області, де особливо часті блискавки і де посилюється тріск і шум в навушниках;
зменшити швидкість до меж, безпечних для цього типу літака;
льотчик усю увагу повинен зосередити на управлінні і утриманні літака в горизонтальному положенні;
не дозволяється робити різких виправлень висоти польоту, дії кермом мають бути енергійними, але не різкими, оскільки вони викликають додаткові навантаження;
строго виконувати інші вимоги, передбачені інструкцією по техніці пілотування в зоні грозової діяльності.
До найбільш небезпечних для авіації явищ погоди, пов'язаних з купчасто-дощовою хмарністю і грозовою діяльністю, відносяться смерчі, шквали, град і зливи.
Смерч - це сильний вихор з приблизно вертикальною, часто зігнутою віссю. Діаметр смерчів, що мають чіткі контури, складає декілька десятків метрів, з розмитими контурами - декілька сотень метрів. Тиск повітря в смерчі значно нижчий за те, що оточує; різниця досягає іноді 40 мбар. МаксиРисьна швидкість руху повітря у вихорі досягає колосальної величини - 200-300 м/с. Найчастіше швидкість вітру має сильну висхідну складову, значно рідше - низхідну.
Смерчі утворюються при інтенсивному розвитку купчасто-дощових хмар, що супроводжуються, як правило, грозами. Вони обумовлені особливо сильною нестійкістю стратифікації атмосфери в жарку пору року. З однієї грозової хмари одночасно може опускатися декілька смерчів. Смерчі виникають як над сушею, так і над водною поверхнею. Смерчі над сушею називаються тромбами, в США - торнадо.
Швидкість переміщення смерчів різна і залежить від швидкості руху хмари, що породжує смерч. Іноді вони рухаються повільно, майже коштують на місці, іноді переміщаються з величезною швидкістю - більше 200 км/ч. Середня швидкість їх руху 50-60 км/ч. Особливо швидко переміщаються смерчі, що виникають влітку при грозах на холодних фронтах другого роду. Тривалість існування дуже різна - від декількох хвилин до декількох годин.
Небезпека смерчів для авіації полягає в їх руйнівній силі, яка може бути величезною. Смерч здатний зруйнувати не лише літаки на стоянках і в ангарах, але і аеродромні будівлі. Особливо небезпечні смерчі для літаків у польоті.
Руйнівна дія смерчів обумовлюється переважно величезною швидкістю вітру і сильним перепадом атмосферного тиску.
Шквал - різке короткочасне посилення вітру, що супроводжується зміною його напряму. Швидкість вітру при шквалі часто перевищує 20-30 м/з і більше. Шквали спостерігаються при проходженні холодних фронтів з купчасто-дощовою хмарністю. Шквал виробляє руйнування, аналогічні смерчу.
З вищесказаного очевидно, що для забезпечення безпеки при польоті в зоні грозової діяльності екіпаж повинен уважно стежити за атмосферними явищами. Вертикальні вихори, смерчі, шкваловые хмари, що виявляються візуально, треба обов'язково обходити стороною.
Зливи - природні супутники грози. Сильний зливовою дощ дуже небезпечний для польотів. При сильній зливі порушується робота двигунів, погіршується видимість.
Град - представляє виняткову небезпеку для польотів. Зазвичай град випадає влітку в другій половині дня і увечері, дуже рідко вночі: в 75 % випадків град відзначається в зонах холодних фронтів.
При зустрічі з градом у польоті через удар градин в літак виникають різні ушкодження (вм'ятини, пробиття обшивки, розгерметизація).
Перераховані вище явища у ряді випадків спостерігаються в комплексі, тому від керівного і льотного складу, фахівців метеослужби потрібно особливо ретельну оцінку можливості виникнення грози і вірогідності зустрічі з нею в районі аеродрому або на маршруті польоту.