Осень 13-весна 14 курс 1-2 ОрТОР (сейчас это называют ТОЛААД) / АМ / АVSE_LB-Raboty

2

ВВЕДЕНИЕ

Целью метеорологического обслуживания гражданской авиации является обеспечение безопасности, регулярности и эффективности полетов путем предоставления экипажам воздушных судов, органам организации воздушного движения и другим авиационным пользователям метеорологической информации, необходимой им для выполнения их функциональных обязанностей.

Метеорологическая информация, предназначенная для авиационных пользователей, должна быть своевременной, максимально краткой и легко интерпретируемой.

Объем и порядок обеспечения потребителей метеоинформацией определяется Инструкцией по метеообеспечению полетов на данном аэродроме.

Метеорологическая информация – это сведения о фактическом состоянии погоды, опасных метеоявлениях в аэропортах и на воздушных трассах, авиационные прогнозы погоды и аэроклиматические данные.

Для получения данных о фактическом состоянии погоды на аэродромах ГА проводятся метеорологические, аэрологические и радиолокационные метеонаблюдения, а также используется информация с метеорологических искусственных спутников Земли (МИСЗ), бортовая погода.

Метеонаблюдения на аэродромах ГА должны производиться на пунктах, расположенных и оборудованных таким образом, чтобы обеспечивать представление данных, характерных для участков летного поля, где осуществляется взлет и посадка воздушных судов. С места наблюдений за видимостью, облачностью и явлениями погоды должен обеспечиваться достаточный обзор летного поля. Состав и размещение метеорологических приборов и оборудования должны соответствовать Нормам годности к эксплуатации гражданских аэродромов (НГЭА-92) и дополнений к ним.

Объем, сроки и места производства метеорологических наблюдений, на аэродромах ГА, а также доведение их результатов до потребителей регламентируются Наставлением по метеорологическому обеспечению полетов в ГА (НМО ГА-95).

Сроки наблюдений подразделяются на регулярные и специальные.

Регулярные наблюдения на аэродромах ведутся круглосуточно в период полетов через 30 мин, при отсутствии полетов – через 1 час, а также в соответствии с указанием органов воздушного движения.

Наблюдения на аэродромах осуществляют аэродромные метеорологические органы. К ним относятся: авиаметеорологические центры (АМЦ), авиаметеорологические станции с синоптической частью (АМСГ I, II и III разрядов), авиаметеорологические станции без синоптической части (АМСГ IV разряда) и оперативные группы (ОГ).

Для производства наблюдений на аэродромах создаются следующие пункты: основной (ОПН), вспомогательный (ВПН) и дополнительный (ДПН).

На аэродромах, оборудованных системами посадки, ОПН располагается, как правило, вблизи СДП того курса, с которого наиболее часто производится взлет и посадка ВС. В аэропортах, не оборудованных системами посадки, ОПН располагается у командно-диспетчерского пункта.

На ОПН размещается метеорологическая площадка. Стандартный размер метеорологической площадки 26х26 м2. Она оборудуется на открытом месте, вдали от водоемов (не менее 100 м), лесных массивов и зданий (на расстоянии не менее десятикратной их высоты) и ограждается металлической сеткой.

Устройство площадки, ее размеры, размещение и ориентировка должны соответствовать Наставлению по производству наблюдений на гидрометеостанциях

3

и постах Роскомгидромета, выпуск 3, часть 1.

По мере возможности показания метеорологических датчиков, установленных в разных местах летного поля, выводятся на ОПН.

Сообщения о регулярных наблюдениях выпускаются в виде регулярных сводок для передачи открытым текстом для использования местными потребителями и в кодовой форме METAR для распространения за пределы аэродрома.

Регулярные сводки, предназначенные для передачи на диспетчерские пункты, сообщаются открытым текстом с принятыми сокращениями в терминологии кода METAR, а в орган, обеспечивающий формирование текстов ATIS и VOLMET (для ВС, находящихся в воздухе), в развернуто-словесном варианте METAR.

В связи с изменчивостью метеорологических элементов в пространстве и во времени, а также ввиду несовершенства методики наблюдения и определения некоторых элементов, получатель сводки рассматривает конкретное значение любого указанного в сводке элемента только как максимально приближенное к действительным условиям, имевшим место в момент наблюдений.

Точность метеорологических измерений и наблюдений, желательная с точки зрения авиационных пользователей и достигнутая в настоящее время, приводится в таблице 1.

Таблица 1 Точность метеорологических измерений и наблюдений, желательная с точки зрения

авиационных пользователей и достигнутая в настоящее время

4

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Проведение лабораторных занятий предусматривает предварительное ознакомление студентов с метеорологической аппаратурой и приборами, используемыми для метеорологических измерений на АМСГ аэродромов ГА, правилами их эксплуатации, методами измерения метеорологических элементов и обработкой измеренных данных.

Для этого перед выполнением лабораторной работы необходимо заранее самостоятельно по учебным пособиям и рекомендованной литературе изучить теоретические положения по теме, а также устройство приборов, цель и порядок выполнения работы.

На лабораторном занятии студенту требуется:

-ответить на контрольные вопросы преподавателя по оценке готовности к занятию и знания условий техники безопасности при выполнении лабораторной работы;

-произвести требуемые измерения и выполнить необходимые расчеты;

-составить отчет по лабораторной работе.

Отчет по работе представляется в письменном виде в тетради. Отчет состоит из:

-краткого описания устройства приборов, принципов измерения метеоэлементов, применяемых датчиков, поправок, вводимых в измерения (их физического смысла), точности измерений;

-результатов измерений и необходимых расчетов, оформленных в виде таблиц или графиков, а также анализа полученных данных.

Оформление таблиц, графиков рисунков, написание формул должны выполняться в соответствии с принятыми стандартами.

Отчет о выполненной работе индивидуально представляется преподавателю. К экзамену по учебной дисциплине допускаются студенты, получившие «зачет» по всем лабораторным работам.

При контрольном опросе и приеме зачетов (защите лабораторной работы) могут использоваться персональные компьютеры и автоматизированные обучающие системы.

Литература:

1.Баранов A.M., Лещенко Г.П., Белоусова Л.Ю. Авиационная метеорология и метеорологическое обеспечение полетов. –М.: Транспорт, 1993.

2.Астапенко П.Д., Баранов A.M., Шварев И.М. Авиационная метеорология. –М.: Транспорт, 1985.

3.Капустин А.В., Сторожук Н.Л. Технические средства гидрометеорологической службы. –СПб., 2005.

4.Психрометрические таблицы. –Л.: Гидрометеоиздат, 1972.

5.Атмосфера стандартная. –М.: Стандарты.

6.Наставление по метеорологическому обеспечению ГА (НМО ГА–95). –М.: Гидрометеоиздат, 1995.

7.Нормы годности к эксплуатации гражданских аэродромов (НГЭА–92). – М.: Транспорт, 1992.

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ

(Время: 2 – 4 ч)

Цель работы: изучить приборы и методику измерения температуры и влажности воздуха в приземном слое атмосферы; получить навыки измерения температуры и влажности, оценки характеристик влажности с помощью Психрометрических таблиц.

Перед выполнением работы необходимо:

1)изучить приборы для измерения и регистрации температуры воздуха: - срочный термометр; - максимальный термометр;

- минимальный термометр; - термограф;

2)изучить приборы для измерения и регистрации влажности воздуха:

-станционный психрометр;

-аспирационный психрометр;

-гигрометры волосной и пленочный;

-гигрограф.

Порядок выполнения:

1.Кратко описать приборы измерения и регистрации температуры и влажности воздуха у земли.

2.Снять показания срочного, максимального и минимального термо-метров, ввести инструментальные поправки и определить значения t, tmax, tmin .

3.Снять показания «сухого» tп и «смоченного» t п термометров станционного психрометра. Ввести инструментальные поправки в показания и определить

истинные значения t и t .

4.Подготовить к работе аспирационный психрометр. Снять показания «сухого» tп

и«смоченного» t п термометров аспирационного психрометра, ввести инструментальные поправки и определить истинные значения t и t .

5.По Психрометрическим таблицам для станционного и аспирационного психрометров (по t и t ) определить характеристики влажности:

упругость водяного пара е, гПа;

относительную влажность f, %;

дефицит насыщения (дефицит влажности) d , гПа;

температуру точки росы td , °С .

6.Рассчитать по данным станционного психрометра следующие характеристики влажности:

абсолютную а , г/м3;

удельную q , г/кг;

относительную f, %, и сравнить ее с полученной по Психрометрическим таблицам;

дефицит точки росы td , °С;

виртуальную температуру tv , °С .

7.Измерить относительную влажность f по волосному или пленочному

гигрометрам. Из Психрометрических таблиц по t и f определить характеристики влажности:

упругость водяного пара е , гПа;

дефицит насыщения d , гПа;

6

– температуру точки росы td, °С.

8.В условиях лаборатории оценить:

характер изменения f за последние 3-6 часов. Оборудование:

Термометры – срочный, максимальный, минимальный. Психрометры – станционный, аспирационный. Гигрометры – волосной, пленочный.

Самописцы – термограф, гигрограф. Содержание отчета:

1.Краткая характеристика устройства и назначения станционного и аспирационного психрометров.

2.Назначение и устройство пленочного гигрометра.

3.Описание психрометрического и гигрометрического методов определения влажности.

4.Краткое описание термографа.

5.Результаты измерений температуры, влажности воздуха и расчеты согласно заданию.

6.Результаты измерений метеопараметров и расчеты представить в виде таблицы (табл. 2).

Приборы для измерения и регистрации температуры воздуха

Измерение и регистрация температуры и влажности воздуха на аэродромах ГА производится на метеорологической площадке в двух специальных психрометрических будках.

7

Рис. 1. Метеорологическая площадка

В одной устанавливаются станционный психрометр, максимальный и минимальный термометры, гигрометр (рис.2), в другой – термограф и гигрограф. Датчики термометров устанавливаются на высоте 2 м. При отсутствии будок и в полевых условиях измерения производятся с помощью аспирационных психрометров.

Для измерения температуры воздуха применяются термометры. Они могут быть различными в зависимости от принципа действия и назначения.

По принципу действия термометры подразделяются на:

-жидкостные (ртутные и спиртовые), основанные на принципе изменения объема жидкости при изменении температуры;

-металлические (термометры сопротивления, биметаллические пластины и спирали), функционирующие на основе изменения линейного размера твердых тел с изменением температуры;

-полупроводниковые (термометры, основанные на принципе изменения электрического сопротивления металла с изменением температуры).

По назначению термометры бывают срочные, максимальные и мини¬мальные. Срочные термометры измеряют температуру воздуха в момент наблюдения,

максимальные – максимальную температуру за период между наблюдениями, минимальные – минимальную температуру между наблюдениями.

Для непрерывной записи температуры воздуха используются суточ¬ные и недельные термографы. Для измерения температуры термометры помещают в психрометрические будки, в которых они защищены от прямого воздействия солнечных лучей благодаря конструкции стенок (жалюзи). Им обеспечена хорошая вентиляция – свободный доступ воздуха. Измеренную таким образом в условиях тени и хорошей вентиляции температуру воздуха принято называть истинной или

8

кинетической температурой.

Рис. 2. Приборы в защитной психрометрической будке

Срочный ртутный термометр имеет пределы измерений –35 +40 или -25 +50°С; цена деления шкалы 0,2°С; максимальные погрешности измерений при t > 0° составляют ±0,2°С, при t < 0°С – ± 0,3°С . Для измерения температуры ниже –50°С используются спиртовые термометры.

Максимальный ртутный термометр имеет пределы измерений –30 +50°С или

–20 +70°С; цена деления шкалы 0,5°; максимальные погрешности измерений составляют ± 0,5°.

Сохранение максимальных показаний термометра достигается особенностями его конструкции (рис. 3, 4). В дно резервуара термометра впаян стеклянный штифт, верхний конец которого входит в капилляр; при этом образуется сужение пространства между штифтом и стенкой капилляра. При повышении температуры ртуть проникает из резервуара в капилляр, а при понижении температуры объем ртути уменьшается, и в месте сужения происходит разрыв столбика ртути. При этом фиксируется максимальное значение температуры в период между измерениями.

9

Рис.3. Термометр ртутный максимальный ТМ-1

Рис.4. Резервуар и шкала максимального термометра: 1-резервуар, 2-штифт, 3- капилляр

Для подготовки максимального термометра к следующему измерению его берут за середину (резервуаром вниз) и встряхивают до показаний срочного термометра.

Минимальный спиртовой термометр имеет пределы измерений –51 +21°С

или –75 +31°С; максимальная погрешность составляет при температурах –20°С –

±0,5°С; –30°С – ±0,8°С; –40°С – ±1,0°С; –50°С – 1,5°С; –60°С – ± 2,0°С.

Сохранение минимальных показаний термометра достигается в ре¬зультате его конструктивных особенностей (рис. 5, 6). Внутри капилляра со спиртом размещается небольшой штифтик из темного стекла, имеющий на концах утолщения. Для того, чтобы подготовить термометр для измерений, его устанавливают в наклонное положение и держат резервуаром вверх, пока штифтик не дойдет до мениска спирта в капилляре, и помещают в психрометрическую будку. При повышении температуры воздуха спиртовой столбик расширяется, и спирт свободно обтекает штифтик, не сдвигая его с места.

Сила трения головок штифтика о стенки капилляра достаточна для удержания его на месте. С понижением температуры воздуха объем спирта уменьшается, и он переходит из капилляра в резервуар. При этом поверхностная пленка спирта будет перемещать штифтик к резервуару, так как сила трения головок штифтика о стенки капилляра будет значительно меньше силы сопротивления поверхностной пленки на разрыв. Конец штифта, удаленный от резервуара, показывает минимальную

10

температуру между сроками измерений. Если температура в дальнейшем начнет повышаться, то штифтик останется на месте, показывая минимальную температуру.

Рис.5. Термометр спиртовой минимальный ТМ-2

Рис.6. Шкала минимального термометра: 1-капилляр, 2-штифт, 3-мениск спирта

Для определения дополнительной поправки к показаниям минимального термометра, возникающей за счет частичного испарения спирта со временем, отсчитывают не только положение штифта (по концу, противоположному резервуару), но и положение мениска спирта, т.е. температуру окружающего воздуха. Это делается для того, чтобы сравнить показания спирта минимального термометра с показаниями ртутного метеорологического термометра.

Термограф. Для непрерывной регистрации изменений температуры воздуха используются самопишущие приборы – термографы (рис.7)

Термограф состоит из чувствительного элемента – биметаллической пластины, – передаточной системы, регистрирующей части и корпуса.

Биметаллическая пластина состоит из двух разнородных металлических пластинок, обладающих различными термическими коэффициентами линейного расширения, которые спаивают или сваривают между собой. При изменении температуры биметаллическая пластина изгибается вследствие различных термических коэффициентов расширения двух ее составляющих.

Термограф выпускается в пластмассовом корпусе, на основании которого с помощью винтов крепится плата с вмонтированным в нее механизмом термографа. Биметаллическая пластина через систему рычагов соединяется со стрелкой, оканчивающейся пером. При изменении температуры деформация биметаллической