Взлет и посадка в условиях сдвига ветра.

 Определения!

Формулы

Сдвиг ветра представляет собой метеорологическое явление, при котором происходит резкое изменение скорости и (или) направление ветра в пределах ограниченного пространства и за короткий промежуток времени.

1.  Вертикальный сдвиг ветра, характеризующийся изменением скорости ветра по вертикали, наиболее опасной зоной влияния вертикального сдвига является высота до 30 м от поверхности ВПП, поэтому базовым расстоянием измерения вертикального сдвига ветра, является, как правило, 30 м или 100 м (при метеорологических исследованиях). Вертикальный СВ может быть положительным (скорость ветра возрастает с Н) и отрицательным (скорость ветра убывает с Н).

2.  Горизонтальный сдвиг ветра, определяемый отношением скоростей ветра в двух точках по горизонтали к расстоянию между ними. (Размерность горизонтального сдвига – м/c на 600 м)

3.  Вертикальные нисходящие или восходящие потоки, также включаемые в общее понятие сдвига ветра. Микропорывы являются самыми опасными видами сдвига ветра и представляют собой сильные нисходящие потоки воздуха, поперечные размеры которых находятся в пределах 1-4 км, а скорость приближения к земле может превышать 120 км/ч. Эти нисходящие потоки расходятся по мере приближения к поверхности земли, создавая сильные горизонтальные радиальные потоки, скорость которых достигает 160 км/ч.

Сущность влияния сдвига ветра на поведение ВС состоит в том, что резкое изменение характера движения воздушных масс относительно ВС индуцирует неустановившееся движение, при котором нарушается равновесие подъемной силы и составляющей веса. Следствием этого являются эволюции, выражающиеся в отклонении ВС от расчетной траектории.

Наличие нисходящего потока вызывает опускание, а восходящего – подъем ВС в отличие от турбулентности, вызывающей «болтанку» при сохранении заданной средней траектории полета.

Горизонтальные сдвиги ветра действуют на полет ВС аналогично вертикальным: они либо увеличивают, либо уменьшают истинную скорость полета и соответствующим образом трансформируют траекторию ВС.

Попадание ВС в зону сдвига ветра сопровождается:

1.  Отклонением от заданной траектории полета.

2.  Отклонением приборной скорости от расчетной.

3.  Увеличением разности между приборной и путевой скоростями.

Большое значение при парировании сдвига ветра имеет своевременность вмешательства пилота в управление ВС.

Рекомендации экипажам по пилотированию при заходе на посадку в условиях сдвига ветра:

1.  Наличие сдвига ветра м. б. определено путем сравнения скоростей ветра на высоте 100 м и у земли. Если разность этих скоростей менее 6 м/с, то сдвиг можно не учитывать.

2.  При большем, чем 6 м/c на 100 м положительном сдвиге ветра необходимо увеличить скорость полета на 10..20 км/ч.

3.  Если к моменту снижения на ВПР созданный запас скорости окажется исчерпанным, несмотря на номинальный режим, то необходимо уйти на второй круг.

4.  Если отсутствует информация о ветре на 100м, необходимо тщательно следить за изменением приборной скорости.

Характерные условия развития сдвигов ветра:

1.  Развитие мощно-кучевых, кучево-дождевых и грозовых облаков.

2.  Прохождение АФ, образование задерживающих слоёв(слой инверсии, тропопауза).

3.  Особенности орографии(описание и классификация форм рельефа) или застройки района аэродрома.

Интенсивность сдвига ветра принято выражать в м/с на 30 м высоты. В случае посадки или взлёта воздушного судна, когда глиссада или траектория взлёта составляет известный угол (например, 3°), а путевая скорость ВС известна и относительно постоянна, величину сдвига ветра можно перевести из м/с/30м в м/с², выражая интенсивность сдвига ветра в единицах ускорения, что очень удобно для пилотов.

Интенсивность сдвига ветра	Сдвиг ветра, м/с на 30 м
Слабый	0,1 - 2,0
Умеренный	2,1 - 4,0
Сильный	4,1 - 6,0
Очень сильный	> 6,0

Физическая сущность влияния сдвига ветра заключается в том, что ВС, попадая в зону действия сдвига ветра, продолжает некоторое время по инерции сохранять прежнюю путевую скорость, а так как скорость ветра (в данном случае его продольная составляющая) резко изменяется, то, соответственно, резко изменяется воздушная скорость полета ВС

Опасность полета ВС в зоне сдвига ветра на посадке (взлете) определяется алым запасом по высоте и скорости полета, а также инертностью ВС. Главной причиной, приводящей к возникновению сложной или аварийной ситуации в условиях сдвига ветра на посадке, является большое потребное время на компенсацию пилотом внезапно возникшего отклонения по скорости. Потребное время при этом определяется скоростью полета, приемистостью двигателей, эффективностью рулей высоты, допустимой перегрузкой и высотой полета. Поскольку для компенсации скорости полета необходимо изменить режим работы двигателей и (или) угол атаки, то очевидна опасность резкой потери (увеличения) скорости полета при низкой приемистости двигателей и малом запасе высоты полета. Поэтому для компенсации внезапных отклонений по скорости при заходе на посадку требуется запас высоты полета.

Сдвиг ветра влияет как на угол атаки, так и на воздушную скорость, тем самым оказывая воздействие на подъёмную силу и лобовое сопротивление и нарушая состояние равновесия ВС.

При наличии сдвига ветра горизонтальный ветер может резко измениться на сравнительно небольшом отрезке пути. Если ВС попадает в условия быстро изменяющегося ветра, то из-за действия силы инерции оно не может мгновенно ускорить или замедлить движение для восстановления исходной воздушной скорости. В течение короткого периода времени воздушная скорость меняется соответственно с изменением ветра.

Сдвиг ветра оказывает кратковременное влияние на воздушную скорость. Кратковременное изменение воздушной скорости приводит к изменению подъёмной силы и лобового сопротивления и нарушает равновесие сил, действующих на воздушное судно. Сдвиг ветра изменяет траекторию полёта ВС, и для того, чтобы ВС вернулось на заданную траекторию полёта, требуется вмешательство пилота.

При посадке и взлёте значительные отклонения воздушного судна от траектории полёта представляют большую опасность в связи с близостью земной поверхности, дефицитом времени и отсутствием мгновенной реакции ВС на управляющее воздействие пилота.

В случае посадки при ослабевающем встречном ветре ВС может опуститься ниже глиссады и приземлиться до начала ВПП («недолёт»).

В случае взлёта при ослабевающем встречном ветре ВС может опуститься ниже расчётной траектории полёта, что может стать причиной столкновения ВС с препятствиями вблизи аэродрома.

При усиливающемся встречном ветре в случае посадки воздушное судно может подняться выше глиссады и выкатиться за пределы ВПП.

При взлёте в условиях резкого усиления встречного ветра ВС может подняться выше расчётной траектории полёта, что может привести к переходу на закритические углы атаки и сваливанию ВС.

При быстром уменьшении воздушной скорости наблюдается «проваливание» воздушного судна относительно расчётной траектории полёта, а при внезапном увеличении воздушной скорости происходит «подбрасывание» воздушного судна. Наиболее опасным для полётов считается сдвиг ветра, приводящий к потере высоты, т.е. к «проваливанию».

Быстро ослабевающий встречный ветер точно так же уменьшает воздушную скорость, как и быстро усиливающийся попутный ветра. Усиление встречного ветра оказывает такое же кратковременное воздействие на воздушную скорость, увеличивая её, как и ослабление попутного ветра.

+Сдвиг ветра, создаваемый восходящими или нисходящими воздушными потоками, оказывает влияние на угол атаки крыла, кратковременно изменяя этот угол. Со временем первоначальный угол атаки восстанавливается благодаря продольной устойчивости воздушного судна.

При полёте ВС в нисходящем или восходящем потоке воздух ударяет в крыло не горизонтально, а под небольшим углом к горизонтальной плоскости, который зависит от относительных величин воздушной скорости и скорости нисходящего или восходящего потока. Угол атаки крыла изменяется без изменения положения воздушного судна по тангажу.

Особую опасность представляет нисходящий поток, уменьшающий угол атаки при неизменности угла тангажа. Воздействие нисходящего потока на полёт ВС зависит от: конфигурации последнего, интенсивности нисходящего потока, положения нисходящего потока относительно траектории полёта ВС.

Нисходящий поток приводит к уменьшению подъёмной силы крыла и нарушает равновесие сил, действующих на воздушное судно. Появляется результирующая сила, направленная вниз от заданной траектории полёта. Действие восходящего потока имеет противоположную направленность.

Нисходящий поток оказывает на полёт воздушного судна такое же начальное воздействие, что и ослабевающий встречный или усиливающийся попутный ветер. Восходящий поток воздействует на воздушное судно таким же образом, как и усиливающийся встречный или ослабевающий попутный ветер. Однако воздействие нисходящего и восходящего потоков связано с кратковременным изменением угла атаки, а воздействие изменяющегося встречного или попутного ветра связано с изменением воздушной скорости.