Авиационная метеорология

Как система седловина очень неустойчива и недолговечна и проследить её перемещение невозможно.

Опасные явления погоды для авиации.

Явления ухудшающие видимость

Туман () - это скопление взвешенных в воздухе капель воды или кристаллов вблизи земной поверхности, ухудшающих горизонтальную видимость менее 1000 м. При дальности видимости от 1000 м до 10000 м это явление называется дымкой (=).

Одним из условий образования тумана в приземном слое является увеличение влагосодержания и понижение температуры влажного воздуха до температуры конденсации, точки росы.

В зависимости от того, какие условия оказали влияние на процесс образования на, выделяются несколько типов туманов.

Внутримассовые туманы

Радиационные туманы образуются в ясные тихие ночи за счёт радиационного выхолаживания подстилающей поверхности и охлаждения прилегающих к ней слоёв воздуха. Толщина таких туманов колеблется от нескольких метров до несколько сотен метров. Плотность их больше у земли, а значит и хуже здесь видимость, т.к. самая низкая температура наблюдается у земли. С высотой их плотность уменьшается и улучшается видимость. Такие туманы образуются в течении всего года в гребнях высокого давления, в центре антициклона, в седловинах:

Раньше всего они возникают в низинах, в оврагах, в поймах рек. С восходом солнца и усилением ветра радиационные туманы рассеиваются, а иногда переходят в тонкий слой низких облаков.Радиационные туманы особо опасны для посадки ВС.

Адвективные туманы образуются при движении тёплой влажной во душной массы над холодной подстилающей поверхностью континента или моря. Они могут наблюдаться при ветре скоростью 5 - 10 м/сек. и более, возникать в любое время суток, занимать большие площади и сохраняться в течении нескольких дней, создавая серьёзные помехи для авиации. Плотность их увеличивается с высотой и небо обычно не видно. При температурах от 0 до -10С в таких туманах наблюдается обледенение.

Чаще эти туманы наблюдаются в холодную половину года в тёплом секторе циклона и на западной периферии антициклона.

Летом адвективные туманы возникают над холодной поверхностью моря при движении воздуха с тёплой суши.

Адвективно-радиационные туманы образуются под влиянием двух факторов: перемещения тёплого воздуха над холодной земной поверхностью и радиационного выхолаживания, которое наиболее эффективно ночью. Эти туманы могут занимать также большие площади, но менее продолжительны по времени, чем адвективные. Образуются при той же синоптической ситуации, что и адвективные туманы (тёплый сектор циклона, западная периферия антициклона), наиболее характерны для осенне-зимнего периода.

Туманы склонов возникают при спокойном подъеме влажного воздуха по склонам гор. При этом воздух адиабатически расширяется и охлаждается.

Туманы испарения возникают вследствие испарения водяного пара с теплой водной поверхности в более холодный окружающий

воздух. Так возникает туман испарения над Балтийским и Черным морями, на реке Ангара и в других местах, когда температура воды выше температуры воздуха на 8-10°С и более.

Морозные (печные) туманы образуются зимой при низких температурах в районах Сибири, Арктики, как правило, над небольшими населенными пунктами (аэродромами) при наличии приземной инверсии.

Они обычно образуются утром, когда в воздух начинает поступать большое количество ядер конденсации вместе с дымом от топки ,печей. Они быстро приобретают значительную плотность. Днем при повышении температуры воздуха они разрушаются и ослабевают, но вновь усиливаются к вечеру. Иногда такие туманы удерживаются по несколько дней.

Фронтальные туманы образуются в зоне медленно движущихся и стационарных фронтов (теплый и теплый фронт окклюзии) в любое (чаще в холодное) время суток и года.

Предфронтальные туманы образуются вследствие насыщения влагой холодного воздуха, находящегося под фронтальной поверхностью. Условия для образования предфронтальных туманов создаются в тех случаях, когда температура выпадающего дождя выше температуры холодного воздуха, располагающегося вблизи поверхности земли.

Туман, образующийся при прохождении фронта - это облачная система, распространившаяся до поверхности земли* Особенно часто это бывает, когда фронт проходит над возвышенностями.

Зафронтальный туман по условиям образования практически ничем не отличается от условий образования адвективных туманов.

Метель - перенос снега сильным ветров над поверхностью земли. Интенсивность метели зависит от скорости ветра, турбулентности и состояния снежного покрова. Метель мснет ухудшать видимость, затруднять посадку, а иногда исключать взлет и посадку ВС. При сильных продолжительных метелях ухудшаются эксплуатационные качества аэродромов.

Различают три вида метелей: поземок, низовая метель и общая метель.

Поземок ( ) - перенос снега ветром только у :поверхности снежного покрова до высоты 1,5 м. Наблюдается в тылу циклона и передней части антициклона при ветре 6 м/сек. и более. Он вызывает надувы на полосе, затрудняет визуальное определение расстояния до земли. Горизонтальную видимость поземок не ухудшает.

Низовая метель ( ) - перенос снега ветром вдоль земной поверхности с подъемом на высоту более' двух метров. Наблюдается при ветре 10-12 м/сек. и более. Синоптическая ситуация та же, что и при поземке (тыл циклона, восточная периферия антициклона). Видимость при низовой метели зависит от скорости ветра. Если ветер II-I4 м/сек., то горизонтальная видимость может быть о0т 4 до 2 км, при ветре 15-18 м/сек. - от 2 км до 500 м и при ветре более 18 м/сек. - менее 500 м.

Общая метель ( ) - выпадение снега из облаков и одновременно перенос его ветром вдоль земной поверхности. Начинается она обычно при ветре 7 м/сек. и более. Возникает на атмосферных фронтах. По высоте распространяется до нижней границы облаков. При сильном ветре и интенсивном снегопаде резко ухудшает видимость как по горизонтали, так и по вертикали. Часто при взлете, посадке в общей метели возникает электризация ВС, искажающая показания приборов

Пыльная буря ( ) - перенос больших количеств пыли или песка сильным ветром. Наблюдается в пустынях и местах с засушливым климатом, но иногда возникает, и в умеренных широтах. Горизонтальная протяженность пыльной бури может быть. от нескольких сотен метров до 1000 км. Высота слоя запыленности атмосферы по вертикали колеблется от 1-2 км (пыльные или песчаные поземки) до 6-9 км (пыльные бури).

Основными причинами образования пыльных бурь являются турбулентная структура ветра, возникающая при дневном прогреве нижних слоев воздуха, шквалистый характер ветра, резкие изменения барического градиента.

Продолжительность пыльной бури составляет от нескольких секунд до нескольких суток. Особенно большие затруднения в полете представляют фронтальные пыльные бури. По мере прохождения фронта пыль поднимается на большие высоты и переносится на значительное расстояние.

Мгла ( ) - помутнение воздуха, вызванное взвешенными в нем частицами пыли, дыма. При сильной степени мглы видимость может уменьшаться до сотен и десятков метров. Чаще видимость при мгле более I км. Наблюдается в степях, в пустынях: может быть после пыльных бурь, лесных и торфяных пожаров. Мгла над большими городами связана с загрязнением воздуха дымом и пылью местного происхождения. i

Обледенение воздушных судов.

Образование льда на поверхности воздушного судна при полете в переохлажденных облаках, тумане называется обледенением.

Сильное и умеренное обледенение в соответствии с ПП ГА относятся к числу опасных для полетов метеорологических явлений.

Даже при слабом обледенении существенно изменяются аэродинамические качества ВС, увеличивается вес, падает мощность двигателей, нарушается работа механизмов управления и некоторых навигационных приборов. Сбрасываемый с обледеневших поверхностей лед может попасть в двигатели или на обшивку, что приводит к механическим повреждениям. Обледенение стекол кабины ухудшает обзор, снижает возможность видимости.

Комплексное воздействие обледенения на ВС создает угрозу безопасности полета, а в отдельных случаях может привести к авиационному происшествию. Особенно опасно обледенение на взлете и посадке как сопутствующее явление при отказах отдельных систем ВС.

Процесс обледенения ВС зависит от многих метеорологических и аэродинамических изменчивых причин. Основной причиной обледенения является замерзание переохлажденных капель воды при их столкновении с ВС. Руководством по метеорологическому обеспечению полетов предусмотрена условная градация интенсивности обледенения.

Интенсивность обледенения принято измерять толщиной нарастания льда в единицу времени. Обычно толщина измеряется в миллиметрах отложившегося льда на различных частях ВС в минуту (мм/мин.). При измерении отложения льда на передней кромке крыла приято считать:

- слабое обледенение - до 0,5 мм/мин,;

- умеренное - от 0,5 до 1,0 мм/мин.;

- сильное - более 1,0 мм/мин.

. При слабой степени обледенения периодическое применение противооблоденительных средств полностью освобождает ВС ото льда, но при отказе систем полет в условиях обледенения более :чем опасен. Умеренная степень характеризуется тем, что даже кратковременное попадание ВС в зону обледенения без включенных противообледенительных систем опасно. При сильной степени обледенения системы и средства не справляются с нарастающим льдом и необходим немедленный выход из зоны обледенения.

Обледенение ВС происходит в облаках, располагающихся от земли до высоты 2-3 км. При отрицательных температурах наиболее вероятно обледенение в водных облаках. В смешанных облаках обледенение зависит от водности их капельножидкой части, в кристаллических облаках вероятность обледенения мала. Во внутримассовых слоистых и слоисто-кучевых облаках при температурах от 0 до -10°С почти всегда наблюдается обледенение.

Во фронтальной облачности наиболее интенсивное обледенение ВС происходит в кучево-дождевых облаках, связанных с холодными фронтами, фронтами окклюзии и теплыми фронтами.

В слоисто-дождевых и высоко-слоистых облаках теплого фронта интенсивное обледенение происходит, если выпадают слабые осадки или совсем не выпадают, а при обильных обложных осадках на теплом фронте вероятность обледенения мала.

Наиболее интенсивное обледенение может наблюдаться при полете под облаками в зоне переохлажденного дождя и/или мороси.

В облаках верхнего яруса обледенение маловероятно, однако следует помнить, что возможно интенсивное обледенение в перисто-слоистых т перисто-кучевых облаках, если они остались после разрушения грозовых облаков.

Обледенение возмогло при температуре от -(-5 до «-50°С в облаках, тумане и осадках. Как показывает статистика, наибольшее число случаев обледенение .ВС наблюдается при температуре воздуха от 0 до -20°С, и в особенности от 0 до - 10°С. Обледенение газотурбинных двигателей может происходить и при положительных температурах от 0 до +5°С.

Связь обледенения с осадками

Очень опасен обледенением переохлажденный дождь ( NS ) Радиус капель дождя составляет несколько мм, поэтому даже слабый переохлажденный дождь может очень быстро привести к сильному обледенению.

Морось ( St) при отрицательных температурах при продолжительном полете тоже приводит к сильному обледенению.

Мокрый снег (NS, СB ) - выпадает обычно хлопьями и очень опасен сильным обледенением.

Обледенение в «сухом снеге» или в кристаллических облаках маловероятно. Однако обледенение реактивных двигателей возможно и в таких условиях--поверхность воздухозаборника может охлаждаться до 0°, снег, скользя вдоль стенок воздухозаборника в двигатель, может вызвать внезапное прекращение горения «в реактивном двигателе.

Виды и формы обледенения ВС.

Следующие параметры определяют вид и форму обледенения ВС:

- микрофизическая структура облаков (состоят ли они только из переохлажденных капель, только из кристаллов или имеют ; смешанную структуру, спектральный размер капель, водность облака и др.);

- температура обтекающего потока воздуха;

- скорость и режим полета;

- форма и размер деталей;

В результате воздействия всех этих факторов виды и формы отложения льда на поверхности ВС чрезвычайно разнообразны.

Вид отложения льды подразделяются на:

- прозрачный или стекловидный, образуется чаще всего при полете в облаках, содержащих преимущественно крупные капли, или в зоне переохлажденного дождя при температуре воздуха от 0 до -10°С и ниже.

Крупные капли, ударяясь о поверхность ВС, растекаются и постепенно замерзают, образуя сначала ровную, ледяную пленку, почти не искажающую профиль несущих поверхностей. При значительном нарастании лед становится бугристым, что делает этот вид отложения, обладающего наибольшей плотностью, очень опасным из-за увеличения веса и значительного изменения аэродинамических характеристик ВС;

- матовый или смешанный появляется в смешанных облаках при температуре от -6 до' -12°С. Крупные капли перед замерзанием растекаются, мелкие замерзают, не растекаясь, а снежинки и кристаллы вмерзают в пленку переохлажденной воды. В результате образуется полупрозрачный или непрозрачный лед с неровной шероховатой поверхностью, плотность которого немного меньше, чем прозрачного. Этот вид отложения сильно искажает форму обтекаемых воздушным потоком частей ВС, прочно держится на его поверхности и достигает большой массы, поэтому наиболее опасен;

- белый или крупообраэный, в мелкокапельных облаках слоистой формы и тумане образуется при температуре ниже - 10 Капли быстро замерзают при ударе о поверхность, сохраняя свою форму. Этот, вид льда отличается пористостью и незначительным удельным весом. Крупообразный лед имеет слабое сцепление с поверхностями ВС и легко отделяется при вибраций, но при продолжительном полете в зоне обледенения скапливающийся лед под влиянием механических ударов воздуха уплотняется и воздействует как матовый лед;

- изморось образуется при наличии в облаках мелки переохлажденных капель с большим количеством ледяных кристаллов при температуре от -10 до -15°С. Отложение изморози, неровное и шероховатое, непрочно пристает к поверхности и легко сбрасывается воздушным потоком при вибрации. Опасно при длительном полете в зоне обледенения, достигая большой толщины и имея неровную форму с рваными выступающими краями в виде пирамид и столбиков;

иней возникает в результате сублимации водяного пара при внезапном попадании ВС из холодных слоев в теплые. Представляет собой легкий мелкокристаллический налет, исчезает при выравнивании температуры ВС с температурой воздуха. Иней:не опасен, но может быть стимулятором сильного обледенения при входе ВС в облака.

Форма ледяных отложений зависит от тех же причин, что и типы:

- профильная, имеющая вид того профиля, на котором отложился лед; чаще всего из прозрачного льда;

- клинообразная представляет собой клип на передней кро?лке про^шгя из белого крупооброзного льда;

- желобкообразная имеет V обратный вид на передней кромке обтекаемого профиля. Выемка получается за счет кинетического нагрева и подтаивания центральной части. Это бугристые шероховатые наросты из матового льда. Это наиболее опасный вид обледенения

- барьерная или грибовидная - валик или отдельные затеки за зоной обогрева из прозрачного и матового льда;



Форма во многом зависит от профиля, изменяющегося по всей длине крыла или лопасти винта, поэтому одновременно могут наблюдаться различные формы обледенения.

Влияние на обледенение больших скоростей.

Влияние воэдушной скорости на интенсивность обледенения сказывается двояким образом:

- увеличение скорости приводит к тому, что возрастает количество капель, сталкивающихся с поверхностью самолета»; и тем самым увеличивается интенсивность обледенения;

- при увеличении скорости повышается температура лобовых частей самолета. Появляется кинетический нагрев, который оказывает влияние на на термические условия процесса обледенения и начинает заметно проявляться при скоростях более 400 км/час

V км/час 400 500 600 700 800 900 1100

Т С 4 7 10 13 17 21 22

Расчеты показывают, что кинетический нагрев в облаках составляет 60^ от кинетического нагрева в сухом воздухе (потеря тепла на испарение части капель). Кроме того, кинетический нагрев неравномерно распределяется по поверхности самолета и это приводит к образованию опасной формы обледенения.

Вида наземного обледенения.

На поверхности самолетов, находящихся на земле, при отрицательных температурах может наблюдаться отложение различных видов льда. По условиям образования все виды льда делятся на три основные группы.

К первой группе относятся иней, изморозь и твердый налет, образующиеся в результате непосредственного перехода водяного пара в лед (сублимация).

Инеем покрываются преимущественно верхние горизонтальные поверхности самолета при их охлаждении до отрицательных температур в ясные тихие ночи.

Изморозь образуется во влажном воздухе, в основном на выступающих наветренных частях самолета, при морозной погоде, тумане и слабом ветре.

Иней и изморозь слабо держатся на поверхности самолета и легко удаляются механической обработкой или горячей водой.

Ко второй группе относят виды льда, образующегося при замерзании переохлажденных капель дождя или мороси. В случае небольших морозов (от 0 до -5°С) выпадающие капли дождя растекаются по поверхности самолета и замерзают в виде прозрачного льда.

При более низкой температуре капли быстро замерзают и образуется матовый лед. Эти виды льда могут достигать больших размеров и прочно держатся на поверхности самолета.

К третьей группе относятся виды льда, отлагающегося на поверхности самолета при замерзании выпавшего дождя, мокрого снега, капель тумана. Эти виды льда по своей структуре не отличаются от видов льда второй группы.

Такие виды обледенения самолета на земле резко ухудшают его аэродинамические характеристики и увеличивают его вес.

Из сказанного выше следует, что перед взлетом самолет должен быть тщательно очищен ото льда. Особенно внимательно нужно проверить состояние поверхности самолета в ночное время при отрицательных температурах воздуха. Запрещается взлетать на самолете, поверхность которого покрыта льдом.

Особенности обледенения вертолетов.

Физико - метеорологические условия обледенения вертолетов аналогичны условиям обледенения самолетов.

При температуре от 0 до ~10°С лед отлагается на лопастях винта в основном у оси вращения и распространяется до середины. Концы лопастей из-за кинетического нагрева и большой центробежной силы не покрываются льдом. При постоянном числе оборотов интенсивность обледенения винта зависит от водности облака или переохлажденного дождя, размера капель и температуры воздуха. При температуре воздуха ниже -10°С лопасти винта обледеневают полностью, причем интенсивность нарастания льда на пере- дней кромке пропорциональна радиусу. При обледенении несущего винта возникает сильная вибрация, нарушающая управляемость -вертолета, падает число оборотов двигателя, причем увеличение оборотов до прежнего значения не. восстанавливает подъемной силы винта, что может привести к потере его неустойчивости.

Гололед.

Этот слой плотного льда (матового или прозрачного). нарастающего на поверхности земли и на предметах при выпадении переохлажденного дождя .или мороси. Обычно наблюдается при температуре от 0 до -5С, реже при более низких низких: (до -16°). Гололед образуется в зоне тёплого фронта, чаще всего в зоне, фронта окклюзии, стационарного фронта и в теплом секторе циклона.

Гололедица - лед на земной поверхности, образующийся после оттепели или дождя в результате наступления похолодания, а также лед, оставшийся на земле после прекращения осадков (после гололеда).

Производство полетов в условиях обледенения.

Полеты в условиях обледенения разрешаются только на ВС, имеющих допуск. Чтобы избе;жать отрицательных последствий обледенения, в период предполетной подготовки необходимо тщательно проанализировать метеорологическую обстановку по маршруту и на основании данных о фактической погоде и прогноза, определить наиболее благоприятные эшелоны полета.

Перед входом в облачность, где вероятно обледенение, следует включать противообледенительные системы, так как запаздывание с включением существенно снижает эффективность их работы.

При сильной степени обледенения противообледенительные средства не эффективны, поэтому следует по согласованию со службой движения изменить эшелон полета.

В зимний период, когда облачный слой с изотермой от -10 до -12°С располагается близко к земной поверхности, целесообразно уходить вверх в область температур ниже -20°С, дав остальное время года, если позволяет запас высоты - вниз,в область положительных температур.

Если при смене эшелона обледенение не исчезло, необходимо вернуться в пункт вылета или произвести посадку на блюкайшем запасном аэродроме.

Сложные ситуации чаще всего возникают из-за недооценки пилотами опасности даже слабого обледенения

ГРОЗЫ

Гроза - это комплексное атмосферное явление, при котором наблюдаются многократные электрические разряд, сопровождающиеся звуковым явлением - громом, а также выпадением ливневых осажов.

Условия, необходимые для развития внутримассовых гроз:

неустойчивость воздушной массы (большие вертикальные температурные градиенты, по крайней мере, до высоты около 2 км - 1/100 м до уровня конденсации и - > 0,5°/100м выше уровня конденсапди);

- большая абсолютная влажность воздуха ( 13-15 мб. в утренние часы);

- высокие температуры у поверхности земли. Нулевая изотерма в дни с грозами лежит на высоте 3-4 км.

Фронтальные и орографические грозы развиваются, главным образом, за счет вынужденного подъема воздуха. Поэтому эти грозы в горах начинаются раньше и кончаются позже, образуются с наветренной стороны (если это высокие горные системы) и сильнее, чем в равнинной местности для одного и того же синоптического положения.

Стадии развития грозового облака.

Первая - стадия роста, для которой характерен быстрый подъем вершины и сохранение внешнего вида капельножидкого облака. При термической конвекции в этот период кучевые облака (Си) превращаются в мощно-кучевые (Си conq/). В облаках b под облаками наблюдаются только восходящие движения воздуха от нескольких м/с (Си) до 10-15 м/с (Си conq/). Затем верхняя половика облаков переходит в зону отрицательных температур и приобретает кристаллическое строение. Это уже кучево-дождевне облака и из них начинается выпадение ливневого дождя, появляются нисходящие движения выше 0° - сильное обледенение.

Вторая - стационарная стадия, характеризующаяся прекращением интенсивного роста вершины облака вверх и образованием наковальни (перистых облаков, часто вытянутых по направлению движения грозы). Это кучево-дождевые облака в состоянии максимального развития. К вертикальным движениям добавляется турбулентность. Скорости восходящих потоков могут достигать 63 м/с, нисходящих ~ 24 м/с. Кроме ливневых дождей может быть град. В ото время образуются электрические разряды - молнии. Под облаком могут быть шквалы, смерчи. Верхняя граница облаков достигает 10-12 км. В тропиках отдельные вершины грозовых облаков развиваются до высоты 20-21 км.

Третья - стадия разрушения (диссипации), при которой происходит размывание капелыю-жидкой части кучево-дождевого облака, а вершина, превратившаяся в перистое облако, часто продолжает самостоятельное существование. В это время прекращаются электрические разряды, ослабевают осадки, преобладают нисходящие движения воздуха.

В переходные сезоны и в зимний период стадии развития все процессы грозового облака выражены гораздо слабее и не всегда имеют четкие визуальные признаки

Согласно РМО ГА гроза над аэродромом считается, если расстояние до грозы № км. и менее. Гроза отдаленная если расстояниее до грозы более 3 км.

Напритмер: “09.55 отдаленная гроза на северо-востоке, смещается на юго-запад.”

“18.20 гроза над аэродромом.”

Явления, связанные с грозовым облаком.

Молния.

Период электрической активности грозового облака составляет 30-40 мин. Электрическая структура Св очень сложная и быстро меняется во времени и пространстве. Большая часть наблюдений за грозовыми облаками показывает, что в верхней части облака обычно образуется положительный заряд, в средней части - отрицательный, в нижней - могут быть одновременно положительный и отрицательный заряды. Радиус этих областей с разноименными зарядами меняются от 0,5 км до 1-2 км.

Пробивная напряженность электрического поля для сухого воздуха составляет I млн.в/м. В облаках для возникновения грозовых разрядов достаточно, чтобы напряженность поля достигла 300-350 тыс.в/м. (измеренные значения во время экспериментальных полетов) Невидимому, эти или близкие к ним значения напряженности поля представляют собой напряженность начала разряда, а для его распространения достаточны напряженности значительно меньшие, но охватывающие большое пространство. Частота разрядов в умеренной грозе около I в мин., а в интенсивной грозе - 5 -10 в.мин.

Молния - это видимый электрический разряд в виде искривленных линий, продолжающихся в общей сложности 0,5 - 0,6 сек. Развитие разряда из облака начинается с образования ступенчатого лидера (стримера), который продвигается «Скачками» длиной 10-200м. По ионизированному каналу молнии развивается с поверхности земли возвратный удар, который переносит основной заряд молнии. Сила тока достигает 200 тыс.А. Обычно вслед за первым ступенчатым лидером через сотые доли сек. происходит развитие по тому же каналу стреловидного лидера, после которого проходитвторой возвратный удар. Этот процесс может многократно повторяться.

Линейные молнии образуются наиболее часто, длина их обычно 2-3 км (между облаками м.б.до 25км), средний диаметр около 16см (максимальный до 40 см), путь зигзагообразный.

Плоская молния - разряд, охватывающий значительную часть облака и состояний из светящихся тихих разрядов, испускаемых отдельными капельками. Длительность около .1 сек. Нельзя смешивать плоскую молнию с зарницей. Зарницы- это разряды далеких гроз: молний не видно и грома не слышно, различается лишь освещение молниями облаков.

Шаровая молния ярко светящийся шар белого или красноватого

цвета с оранжевым оттенком и диаметром в среднем 10-20 см. Появляется после разряда линейной молнии; перемещается в воздухе медленно и бесшумно, может проникать внутрь зданий, ВС во время полета. Часто, не причинив вреда, она незаметно уходит, но иногда взрывается с оглушительным треском. Явление может доиться от нескольких секунд до нескольких минут. Это ещё мало изученный физико-химический процесс.

Разряд молнии в самолет может привести к разгерметизации кабины, пожару, ослеплению экипажа, разрушению обшивки, отдельных деталей и радиотехнических средств, намагничиванию стальных

сердечников в приборах,

Гром вызывается нагреванием и, следовательно, расширением расширением воздуха вдоль пути молнии. Кроме того, во время разряда происходит разложение молекул воды на составные части с образованием «гремучего газа» - «взрывы канала». Так как звук от различных точек пути молнии приходит не одновременно и многократно отражается от облаков и поверхности земли, гром имеет характер длительных раскатов. Гром обычно слышен на расстоянии 15-20 км.

Град - это осадки, выпадающие из Св в виде шарообраэного льда. Если выше уровня 0° максимальный рост восходящих потоков превышает Юм/сек, а вершина Св облака находится в зоне температур - 20-25°, то.в таком облаке возможно образование льда. Градовый очаг образуется над уровнем максимальной скорости восходящих потоков, и здесь происходит накопление крупных капель и основной рост градин. В верхней части облака при столкновении кристаллов с переохлажденными каплями образуются снежные крупинки (зародыши градин),который, падая вниз, в зоне аккумуляции крупных капель превращаются в град. Интервал времени между началом образования градин в облаке и выпадением их из облака составляет около 15мин. Ширина «градовой дороги» м.б.от 2 до 6 км, длина 40-100 км. Толщина слоя выпавшего града иногда превышает 20 см. средняя продолжительность выпадения града составляет 5 10- мин, но в отдельных случаях м.б.и больше. Чаще всего встречаются градины диаметром 1-3 см, но могут быть .до 10 см и больше. .Град обнаруживается не только под облаком, но может повредить ВС и на больших высотах (до высоты 13700 м и до 15-20 км от грозы).

Градом может разбить стекла пилотской кабины, разрушить обтекатель локатора, пробить или сделать вмятины на обшивке, повредить переднюю кромку крыльев, стабилизатор, антенны.

Сильный ливневой дождь резко ухудшает видимость до значении менее 1000 м, может вызвать выключение двигателей, ухудшает аэродинамические качества ВС и может, в некоторых случаях без какого-либо сдвига ветра уменьшить подъевшую силу при заходе на посадку или на взлете на 30%..

Шквал - резкое усиление (более 15м/с) ветра в течение нескольких минут, сопровождающееся изменением его направления. Скорость ветра при шквале нередко превышает 20 м/с, достигая 30, а иногда 40 м/с и более. Зона шквалов распространяется до 10 км вокруг грозового облака, а если это очень мощные грозовые очаги, то в передней части ширина зоны шквалов может достигать 30км. Завихрения пыли у поверхности земли в районе кучево-дождевого облака являются визуальным признаком «фронта воздушных порывов» (шквалов) Шквалы связаны с внутримассовыми и фронтальными сильно развитыми СВ облаками.

Шкваловый ворот - вихрь с горизонтальной осью в передней части грозового облака. Это темный, нависший, крутящийся облачный вал за 1-2 км до сплошной завесы дождя. Обычно вихрь движется на высоте 500м, иногда опускается до 50м. После его прохождения образуется шквал; может быть значительное понижение температуры воздуха и рост давления, вызванные распространением воздуха, охлажденного осадками.

Шкваловый ворот ВС рекомендуется обходить на расстоянии 15км от боковых границ кучево-дождевого облака.

Смерч - вертикальный вихрь, опускающийся из грозового облака до земли. Смерч имеет вид темного облачного столба диаметром в несколько десятков метров. Он опускается в виде воронки, навстречу которой с земной поверхности может подниматься другая воронка из брызг и пыли, соединяющаяся с первой Скорости ветра в смерче достигают 50 - 100 м/сек при сильной восходящей составляющей. Снижение давления внутри смерча может составлять 40-100 мб. Смерчи могут вызывать катастрофические разрушения, иногда с человеческими жертвами. Обход смерча должен производиться на удалении не менее 30 км.

Турбулентность вблизи грозовых облаков имеет ряд особенностей. Она становится повышенной уже на расстоянии, равном диаметру грозового облака, причем, чем ближе к облаку, тем больше интенсивность. По мере развития кучево-дождевого облака зона турбулентности увеличивается, наибольшая интенсивность наблюдается в тыловой части. Даже после того, как облако полностью разрушилось, участок атмосферы, где оно находилось, остается более возмущенным, то есть, турбулентные зоны живут дольше, чем облака, с которыми они связаны.



Над верхней границей растущего кучево-дождевого облака восходящие движения, скоростью 7-10 м/сек., создают слой с интенсивной турбулентностью толщиной в 500м. А над наковальней наблюдаются нисходящие движения воздуха, скоростью 5-7 м/сек., они приводят к образованию слоя с интенсивной турбулентностью толщиной в 200м.

Типы гроз.

Внутримассовые грозы образуются над континентом. летом и в послеполуденные часы (над морем эти явления наблюдаются чаще всего зимой и в ночные часы). Внутримассовые грозы подразделяются на:

- конвективные (тепловые или местные) грозы, которые образуются в малоградиентных полях (в седловинам, в старых заполняющихся циклонах);

- адвективные - грозы, которые образуются в тылу циклона, т.к. здесь происходит вторжение (адвекция) холодного воздуха, который в нижней половине тропосферы является очень неустойчивым и в нем хорошо развивается термическая и динамическая турбулентность;

- орографические - образуются в горных районах, чаще развиваются с наветренной стороны и при этом бывают более сильные и продолжительные (начинаются раньше, заканчиваются позже), чем в равнинной местности в тех же синоптических условиях наветренной.



Фронтальные грозы образуются в.любое время суток (в зависимости от того, какой фронт находится в данном районе). Летом практически все фронты (кроме стационарных) дают грозы.

Грозовые очаги в зоне фронтов иногда сличаются зоны длиной до 400-500 км. На главных медленно движущихся фронтах грозы могут бить замаскированы облаками верхнего и среднего яруса (особенно на теплых фронтах). Очень сильные и опасные грозы образуются на фронтах молодых углубляющихся циклонов, в вершине волны, в точке окклюзии. В горах фронтальные грозы также как и фронтальные усиливаются с наветренной стороны. Фронты на периферии циклонов , старые размывающиеся фронты окклюзии, приземные фронты дают грозы в виде отдельных очагов вдоль фронта, которые во время полетов ВС обходят также как и внутримассовые.

Зимой грозы в умеренных широтах образуются редко, только в зоне главных, активных атмосферных фронтов, разделяющих воздушные массы с большим контрастом температур и движущихся с большой скоростью.

За грозами ведутся визуальные и инструментальные наблюдения. Визуальные наблюдения имеют ряд недостатков. Метеонаблюдатель, радиус наблюдений которого ограничен 10-15 км, фиксирует наличие грозы. В ночное время в сложных метеорологических условиях затруднено определение форм облаков.

Для инструментальных наблюдений за грозами, используются метеорологические радиолокаторы (МРЛ-1, МРЛ-2. МРЛ-5), пеленгаторы азимута гроз (ПАТ), панорамные регистраторы грозы (ПРГ) и грозоотметчики, входящие в комплекс КРАМС (комплексной радиотехнической автоматической метеорологической станции).

МРЛ дают наиболее полную информацию о развитии грозовой деятельности в радиусе до 300 км.

По данным отражаемости определяет местоположение грозового очага, его горизонтальные и вертикальные размеры, скорость и направление смещения. По данным наблюдений составляют радиолокационные карты.

Рекомендации для полетов в зоне грозовой деятельности и сильных ливневых осадках.

Если в районе полетов наблюдается или прогнозируется грозовая деятельность, в период предполетной подготовки KBС обязан тщательно проанализировать метеорологическую обстановку. По картам МРЛ определить расположение и направление перемещения грозовых (ливневых) очагов, их верхнюю границу, наметить маршруты обхода, безопасный эшелон Необходимо знать условные обозначения грозовых явлений погоды и сильных ливневых осадков.

При подходе к зоне грозовой деятельности КВС по БРЛ должен заблаговременно оценить возможность пролета через эту зону и об условии полета сообщить диспетчеру. Для безопасности принимается решение об обходе грозовых очагов или полете на запасной аэродром.

Диспетчер, используя информацию метеорологической службы, и сообщения о погоде с бортов ВС, обязан информировать экипажи о характере грозовых очагов, их вертикальной мощности, направлений и скорости смещения и давать рекомендации о выходе из района грозовой деятельности.

При обнаружении в полете мощно-кучевых и кучево-дождевых облаков по БРЛ разрешается обходить эти облака на удалении не менее 15 км от ближайшей границы засветки.

Пересечение фронтальной облачности с отдельными грозовыми очагами может производиться в том месте, где расстояние между

границами засветок на экране БРЛ не менее 50 км..

Полет над верхней границей мощно-кучевых и кучево-дождевых опаков разрешается с превышением над ними не менее 500м.

Экипажам ВС преднамеренно входить в мощно-кучевые и кучево-дождевые облака и зоны сильных ливневых осадков запрещается.

При вылете, посадке и наличии в районе аэродрома мощно-кучевой, кучево-дождевой облачности, экипаж: обязан осмотреть с помощью БРЛ зону района аэродрома, оценить возможность взлета, посадки и определить порядок обхода мощно-кучевой, кучево-дождевой облачности и зон сильных ливневых осадков.

Полет под кучево-дождевой облачностью разрешается только днем, вне зоны сильных ливневых осадков, если:

- высота полета ВС над рельефом местности не менее 200 м и в горной местности не менее 600м;

- вертикальное расстояние от ВС до нижней границы облаков не менее 200м.

Электризация ВС и разряди статического электричества.

Явление электризации ВС заключается в том, что при полете в облаках, осадках за счет трения (капель воды, снежинок) поверхность ВС получает электрический заряд, величина которого тем больше, чем больше ВС и его скорость, а также чем больше количество частиц влаги содержится в единице объема воздуха. Заряды на ВС могут появляться и при полете вблизи облаков, имеющих электрические заряды. Наибольшая плотность зарядов отмечается на острых выпуклых частях ВС, и наблюдается истечение электричества в виде искр, светящихся венцов, короны.

Чаще всего электризация ВС наблюдается при полете в кристаллических облаках верхнего яруса, а также смешанных облаках среднего и нижнего ярусов. Заряда на ВС могут появляться и при полете вблизи облаков, имеющих электрические заряды.

В отдельных случаях электрический заряд, который имеет ВС, является одной из основных причин поражения ВС молнией в слоисто-дождевых облаках на высотах 1500 до 3000м. Чем больше толщина облачности, тем больше вероятность поражения.

Для возникновения электрических разрядов необходимо, чтобы в облаке существовало неоднородное электрическое поле, которое в значительной степени определяется фазовым состоянием облака.

Если напряженность электрического поля между объемными электрическими зарядами в облаке меньше критического значения, то разряда между ними не происходит.

При полете вблизи облака самолета, имеющего собственный электрический заряд, напряженность поля может достичь критического значения, тогда и происходит электрический разряд в самолет.

В слоисто-дождевых облаках молнией, как правило, не возникает, хотя в них имеются разноименные объемные электрические заряды. Напряженность электрического поля недостаточна, для возникновения молний. Но если вблизи такого облака или в нем окажется самолет с большим поверхностным зарядом, то он мажет вызвать разряд на себя. Молния, возникающая в облаке, попадет в ВС.

Методика прогноза опасных поражений самолетов электростатическими разрядами вне зон активной грозовой деятельности пока не разработана.

Для обеспечения безопасности полета в слоисто-дождевых облаках при возникновении сильной электризации самолета следует изменить высоту полета по согласованию с диспетчером.

Поражение ВС атмосферным электрическим разрядом чаще происходит в облачных системах холодных и вторичных холодных фронтов, осенью и зимой чаще, чем весной и летом.

Признаками сильной электризации ВС являются:

- шумы и треск в наушниках;

- беспорядочное колебание стрелок радиокомпаса;

- искрение на стекле кабины экипажа и свечение концов крыльев в темное время суток.

Атмосферная турбулентность.

Турбулентное состояние атмосферы - состояние, при котором наблюдаются неупорядоченные вихревые движения различных масштабов и различных скоростей.

При пересечении вихрей самолет подвергается воздействию их вертикальных и горизонтальных составляющих, представляющих собой отдельные порывы, в результате чего нарушается равновесие аэродинамических сил, действующих на самолет. Возникают добавочные ускорения, вызывающие болтанку самолета.

Основными причинами турбулентности воздуха являются возникающие по каким-либо причинам контрасты температур и скоростей ветра.

При оценке метеорологической обстановки следует учитывать, что турбулентность может возникнуть при следующих условиях:

- при взлете и посадке в нижнем приземном слое из-за неоднородного нагревания земной поверхности, трения потока о поверхность земли (термическая турбулентность).

Такая турбулентность возникает в теплый период года и зависит от высоты солнца, и характера подстилающей поверхности, влажности и характера устойчивости атмосферы.

В летний солнечный день сильнее всего нагреваются сухие. песчаные почвы, меньше - участки суши, покрытые травой, лесами, и еще меньше - водные поверхности. Неравномерно нагретые участки суши обуславливают неравномерное нагревание прилегающих к земле слоев воздуха, и неодинаковые по интенсивности восходящие движения.

Если воздух сухой и устойчивый, а подстилающая поверхность бедна влагой, :то облака не образуются и в таких районах может быть слабая или умеренная болтанка. Распространяется она от земли до высоты 2500м. Максимум турбулентности приходится на послеполуденные часы.

Если воздух влажный, то при: восходящих потоках образуются облака кучевообразных форм (особенно при неустойчивой воздушной массе). В этом случае верхней границей турбулентности являются вершины облако в.

При пересечении инверсионных слоев в зоне тропопаузы и зоне инверсии над поверхностью земли.

На границе таких слоев, в которых ветры имеют часто различные направления и скорости, возникают волнообразные движения, ..^ вызывающие слабую или умеренную болтанку.

Такого же, характера турбулентность возникает и в зоне фронтальных разделов, где наблюдаются большие контрасты температуры и скорости ветра:

- при полете в зоне струйного течения из-за перепада градиентов скорости;

- при .полете над горной местностью орографическая болтанка образуется на подветренной стороне гор и возвышенностей. . . С наветренной стороны наблюдается равномерный восходящий поток, и чем выше горы и меньше крутизна склонов, тем дальше от гор начинается подъем воздуха. При высоте хребта в 1000м восходящие движения начинаются на расстоянии 15км от него, при высоте хребта 2500-З000м на расстоянии 60-80 км. Едли наветренный склон нагревается солнцем, то скорость восходящих потоков увеличивается за.счет горно-долинного эффекта. Но при большой крутизне склонов и сильном ветре внутри восходящегопотока также образуются завихрения, и полет будет происходить в зоне турбулентности.

Непосредственно над самой вершиной хребта скорость ветра обычно достигает наибольшей величины, особенно в слое высотой 300-500м над хребтом, и может быть сильная болтанка.



На подветренной стороне хребта самолет, попадая в мощный нисходящий поток, будет самопроизвольно терять высоту.

Влияние горных массивов на воздушные течения при соответствующих метеорологических условиях распространяются до больших высот.

При переваливании воздушным потоком горного хребта образуются подветренные волны. Они образуются при:

- если воздушный поток перпендикулярен к горному хребту и скорость этого потока у вершины 50км/час. и более;

- если увеличивается скорость ветра с высотой:

Если переваливающий воздух богат влагой, то в той части, где наблюдаются восходящие потоки воздуха, образуются чечевице-образные облака.

В том случае, когда через горный хребет переваливает сухой воздух, образуются безоблачные подветренные волны и пилот может совершенно неожиданно встретить сильную болтанку (один из случаев ТЯН).

В зонах сходимости и расходимости воздушных потоков при резком изменении потока по направлению.

При отсутствии облаков - это будет условия .для образования ТЯН (турбулентность ясного неба).

Горизонтальная протяженность ТЯН может быть несколько сот км. а

толщина несколько сот метров. сот метров. Причем существует такая зависимость, чем интенсивнее турбулентность (а с ней связанная болтанка ВС), тем меньше толщина слоя.

При подготовке к полету по конфигурации изогипс на картах АТ-400, АТ-300 можно определить зоны возможной болтанки ВС.

Сдвиг ветра.

Сдвиг ветра - изменение направления и (или) скорости ветра в пространстве, включая восходящие и нисходящие воздушные потоки.



В зависимости от ориентации точек в пространстве и направления движения ВС относительно В1Ш различают вертикальный и горизонтальный сдвиги ветра.

Сущность влияния сдвига ветра состоит в том, что с увеличением массы самолета (50-200т) самолет стал обладать большей инерцией, которая препятствует быстрому изменению путевой скорости, в то время как его приборная скорость меняется соответственно скорости воздушного потока.

Наибольшую опасность представляет сдвиг ветра, когда самолет в посадочной конфигурации находится на глиссаде.

Критерии интенсивности сдвига ветра (рекомендованы рабочей группой (ИКАО).

Интенсивность сдвига ветра - качественный термин	Вертикальный сдвиг ветра - восходящий и нисходящий потоки на 30 м высоты, горизонтальный сдвиг ветра на 600 м , м/сек.	Влияние на управление воздушным судном
Слабый	0 - 2	Незначительное
Умеренный	2 - 4	Значительное
Сильный	4 - 6	Опасное
Очень сильное	Более 6	Опасное



На многих АМСГ нет непрерывных данных о ветре (для любого 30-метрового слоя) в приземном слое, то значения сдвига ветра пересчитаны на 100 метровый слой:

0-6 м/сек. - слабый; 6 -13 м/сек. - умеренный; 13 -20 м/сек, сильный

20 м/сек. очень сильный

Горизонтальные (боковые) сдвиги ветра, возникающие из-за . резкого изменения направления ветра с высотой, вызывают тенденцию к смещению ВС с осевой линии ВГШ. При посадке ВС это вызывает опасность касания земли р1дом с ВПП, при взлете макет возникнуть боковое смещение за пределы сектора безопасного набора высоты.

Вертикальные сдвиги ветра считаются наиболее опасными для посадки и взлета.

Вертикальный сдвиг ветра в призовом слое может быть (по аналогии с изменением других мотеоулеглентов) пололштельныгл или отрицательным. Если в приземном слое нет сдвига ветра, то ветер равномерно усиливается с высотой.

При резком усилении ветра с' высотой возникает положительный сдвиг ветра.



Пример положительного вертикального сдвига ветра.

Уменьшение встречной составляэдей ветра во вреш захода *на посадау приводят к уменьшению цодъоглной силы ВС и к потере высоты. При сильных и очень сильных поло;кительных сдвигах ветра это условие может вызвать посадку до начала ВПГ! или столкновение с землей.

Обратный ход ветра (ослабление с высотой или переход на противопожарное направление) характеризуется отрицательным сдвигом ветра.

Пригдер отрвдательного вертикального сдвига ветра.



Уменьшение встречной составляющей с высотой особенно опасно для взлета - это также вызывает уменьшение подъемной силы и потерю высоты. При посадке ВС отрицательный сдвиг мо^ет привести к перелету ВЦП.

Существенные трудности при управлении ВС начинается с вертикального сдвига 4-бм/сек. на 30м высоты. Но так как этот 30-метровый слой может быть любым, а метеостанции жюют пока только 2 или 3 замера ветра (у зешш, на высоте 30м и на высоте

100м), то вертикальный сдаиг в приз емком слое слезет учиты-прл взлете и посаде с V= 5м/сек. на ЮОм высоты и принимать меры для его компенсации.

Поскольку в настоящее время нет достаточно над&гных способов обнаружения и прогнозирования сдвигов ветра при взлете и при посадке, летный состав во время предполетной подготовки должен учитывать синоптические условия, благоприятные для . возникновения сильных .mama сдвигов ветра при взлете и посадке ВС.

I. Пр ох ожде ште мезоструи (струйное течение шикних слоев тропосферы) .

Фронтальные струйные течения связаны с процессом цикло-*генезом и прохождением фронтов через пункт наблюдения. Скорость на оси мезоструи иногда превышает 30м/сек. Наблюдается на высотах от 300м до 1000м.

Высота положения и интенсивность мезоструи зависят от t вида и интенсивности фронтального раздела, с которым оно связано.

В этом случае ВС, заходящее на посадку, первоначально . идет выше глиссады и действия пилота будут направлены на то, чтобы вывести самолет на глиссаду, но далее вето? ослабевает, ВС попадает на уровень с меньшей скоростью, что приводит к дополнительному падению подъемной силы. Действия пилота и сдвига ветра суммируются, что может привести к критической ситуации.

2. Грозовая деятельность

В летний период, с развитием кучево-дождевой облачности возникают условия для горизонтальных и вертикальных сдвигов ветра, сильные . восходящие и нисходящие потоки, микровзрывы.

Подоблачный слой кучево-дождевого облака состоит из трех частей: центральной - зоны ливневых осадков, где наблюдаются нисходящие потоки, передней и тыловой, где наблюдаются восходящие движения теплого воздуха.



Эти части разделены, (Гронтом порывистости - разделом, где . наблюдается резкое изменение ветра как по скорости, так и по направлению.

При наличии активной конвекции фронт порывистости мол-'ет находиться перед облаком на расстоянии от 10 до 30км. Его прохождение через район аэродрома обнчло занимает менее 10 минут.

Пересечение фронта порывистости представляет для ВС большую опасность. Были отмечены изменения воздушной скорости самолета на ?7км/час за 5 сок., на 85км/час и да^е ЮЭкм/час за * несколько секунд полета. Кроме того, зафиксированы скорости восходящих и нисходящих воздушных потоков 10 - 15м/сек.

3. * Инверсионные слои.

В устойчивой воздушной массе слои инверсии и изотермии как бы обуславливают расслоение воздушных потоков, имеюц^их разные характеристики по плотности, скорости, направлению,что и является причиной образования умеренных и сильных сдвигов ветра.

Радиационные шшерсии возникают при антициклонической ^айиж погоде (ночью), при которой наблюдается штиль или слабый ветер у земли, а выше слоя инверсии может отмечаться ветер более 30м/сек. Этот поток сильного ветра принято называть ночной струйный поток, йа этих высотах следует опадать сильные вертикальные сдвиги ветра.



Адъективные инверсии возншстуг в приземно?л слое в холодное врегля года при адвекции теплого воздуха (что характерно для теплого сектора и западной пер^ер^и антициклона), таюке приводит к образованию сильных сдвигав ветра.

4. Фронтальные разделы ^

Любой фронт является разделом, где происходит резкое изменение ветра как по скорости, так и направлению.

Интенсивность сдвига ветра будет тем больше, чем больше барический градиент и чем больше контраст температуры на фронте. При смыкании холодного и теплого фронтов (окклгодирование) возникают сильные вертикальные и горизонтальные сдвиги ветра. Поэтому наибольшие сдвиги ветра следует ожидать в тех случаях, когда район аэродрома будет находиться в зоне между фронтами в начале их окюшдирования.

5. Орографические особенности местности

г Сдвиги ветра возникают и за счет неровности рельефа в районе аэродрома (горы, холмы, высотные здания, овраги, карьеры и т.д.) и на границе смены шероховатости поверхности (лес/поле, море-суша, озеро-берег и т.д.)» В условиях усиления ветра (более 15 м/сек) могут возникать сильные горизонтальные и вертикальные сдвиги ветра чаще всего вследствие резкого сгущения линий тока при обтекании неровностей рельефа и деформации потока. Характер, мощность сдвига ветра зависят, от скорости воздушного потока и его направления к препятствию. Интенсивные сдвиги ветра возникают когда воздушный поток направлен перпендикулярно препятствию. При скорости ветра более 15 м/сек. на подветренной стороне хребта (препятствия) возникают сильные «роторные вюсри» диаметром 30-150м и вертикальной протяженностью 150-200м.

В соответствии с НМО-ГА-82 сильные сдвиги ветра в районе аэродрома включены в перечень опасных явлений погоды, информация о наличии которых должна регистрироваться и передаваться точно также, как штормовое оповещение,