4.3. Атмосферные осадки
Воздействие осадков на систему «экипаж – воздушное судно» проявляется в ухудшении видимости, возможности возникновения глиссирования ВС по слою воды на ВПП, снижении коэффициента сцепления с ИВПП, снижении прочности (размокании) ГВПП, повышении вероятности обледенения ВС (при полете в переохлажденных осадках).
Влияние нисходящих воздушно-дождевых потоков и ливневых осадков на параметры полета воздушного судна
Опасное воздействие нисходящих воздушно-дождевых потоков и ливневых осадков на ВС при взлете и заходе на посадку в условиях грозовой деятельности стало основной причиной ряда авиационных происшествий как на отечественных, так и зарубежных ВС.
Нисходящий воздушно-дождевой поток, воздействуя на ВС, изменяет его летно-технические характеристики в такой степени, что в чрезвычайных обстоятельствах при сочетании нескольких неблагоприятных факторов может привести к непоправимому исходу полета, несмотря на все предпринятые командиром ВС меры по управлению ВС и использованию тяги двигателей (рис. 4.4).
В ливневых осадках (ливневой дождь) ухудшаются аэродинамические характеристики ВС и характеристики работы силовой установки, что опасно при взлете с ограниченных ВПП и горных аэродромов.
Внешнее проявление воздействия ливневого дождя на полет ВС подобно влиянию нисходящих воздушных потоков. Ливневой снег в основном приводит к электризации поверхности ВС и появлению незначительных помех в радиообмене и работе радиокомпаса. Проведенные исследования и анализ воздействия сильного ливневого дождя на ВС, заходящее на посадку с полностью выпущенными средствами механизации крыла, показывают, что ливневый дождь значительно ухудшает аэродинамические характеристики ВС.
Ударяясь о ВС, капли дождя передают ему определенное количество движения назад и вниз относительно траектории снижения. Образующаяся пленка дождевой воды на поверхности ВС приводит к некоторому увеличению его массы. Кроме того, при ударе о поверхность ВС дождевые капли создают неровности на его несущих поверхностях. Все это вызывает ухудшение аэродинамических характеристик ВС (увеличивается общее аэродинамическое сопротивление, уменьшается подъемная сила) и создает угрозу для безопасности полета.
Документами ICAO и ГС ГА запрещается взлет ВС, на котором имеются шероховатости поверхности. Даже такие малые неровности, как прилипшие насекомые, не удаленные с поверхности ВС снег, пыль, выступающие заклепки и т. п., являются причинами ухудшения аэродинамических характеристик ВС.
Ухудшение аэродинамических характеристик зависит от интенсивности выпадения осадков. Интенсивность дождя характеризуется толщиной слоя воды, выпадающей в течение часа. Очень высокая интенсивность дождя принимается равной 2000 мм/ч, высокая – 1500 мм/ч, сильная – до 1000 мм/ч, умеренная – 500 мм/ч.
Общее увеличение лобового сопротивления транспортного самолета составляет (по данным ICAO) 10 и 50 % при интенсивности дождя, равной 100 и 2000 мм/ч соответственно.
Снижение подъемной силы, вызываемое неровностями водяной пленки, покрывающей несущие поверхности и другие элементы ВС, оценивалось на основе экспериментальных данных. Было обнаружено значительное (до 34 %) уменьшение подъемной силы при высокой интенсивности дождя. При этом отмечалось:
значительное снижение углов атаки (на 3–5°) и уменьшение скоростей полета (на 18–37 км/ч), при которых происходило сваливание ВС;
уменьшение подъемной силы на 20–30 %, сопровождавшееся изменением угла атаки сваливания самолета на 3–5°, а уменьшение этого угла на 1–3° было связано с уменьшением подъемной силы на 10–15 %.
Кроме того, при высокой интенсивности дождя предкрылки оказываются неэффективными. При уменьшении угла атаки сваливания в условиях ливневого дождя ВС может свалиться в штопор прежде, чем включатся устройства предупреждения о приближении ВС к сваливанию.
Результаты исследования показали, что роль сдвига ветра при грозе в некоторых авиационных происшествиях была значительно преувеличена и что воздействие сильного дождя на подъемную силу и аэродинамическое сопротивление при взлете, заходе на посадку представляют большую угрозу для безопасности полетов. При сильной и даже умеренной интенсивности ливневых осадков уменьшается видимость наземных ориентиров (в отдельных случаях она может составлять менее 400 м) из-за недостаточной эффективности стеклоочистителей. Наиболее опасно производить заход на посадку и уход на второй круг в условиях интенсивных ливневых осадков при высоких температурах и низких давлениях, когда лобовое сопротивление ВС увеличивается до 40 %, потребная тяга двигателей может оказаться меньше располагаемой не только для набора высоты, но и для выполнения горизонтального полета в посадочной конфигурации.
Запрещаются взлеты, заходы на посадку и посадки на аэродроме, над которым или вблизи которого возникла гроза средней и большой силы; взлет, заход на посадку и посадка могут быть произведены на ВПП, находящуюся вне зоны грозовой деятельности и вызванного ею фронта порывов и сильных ливневых дождей.