2.02.2011Г. Лекция.

Атмосферная турбулентность, вызывающая болтанку ВС.

Турбулентность – такое состояние атмосферы, при котором образуется неупорядоченные вихри разных размеров. Возникают горизонтальные и вертикальные порывы ветра. С турбулентностью связаны порывистость ветра, перенос по вертикалям водяного пара, ядер конденсации. Она способствует переносу тепла из одних слоев в другие. Турбулентность вызывает болтанку ВС. Под болтанкой ВС понимают резкое перемещение его в вертикальной плоскости.

Интенсивность болтанки.

Интенсивность болтанки обычно оценивается по характеристики поведения ВС в турбулентной среде и по величине испытываемых перегрузок.

Слабая болтанка – перегрузки ±0,1-0,5g. наблюдается колебание стрелок авиационных приборов. Умеренная болтанка – сопровождается частыми толчками с покачиванием ВС. Перегрузки ±0,5-1,0g. Она не затрудняет пилотирование, но тяжело переносится большинством пассажиров. Отмечается неустойчивая работа авиационных приборов.

Сильная болтанка – величина перегрузок более 1,0g. Наблюдаются резкие толчки и броски ВС. Сильная болтанка значительно ухудшает устойчивость и управляемость ВС, искажает показания авиационных приборов, создает дополнительное напряжение в узлах, деталях ВС и может привести к деформации и разрушению.

Классификация турбулентности и условия ее возникновения.

По условиям возникновения турбулентность подразделяется на: термическую, динамическую, орографическую.

Термическая турбулентность – возникает из-за неравномерного нагрева подстилающей поверхности и при адвекции холодного воздуха на теплую подстилающую поверхность. Возникает в теплое полугодие, днем, при фактическом градиенте температуры 0,7°С и выше. В теплом сухом воздухе конвекция развивается до высоты 2-3км и вызывает в этом слое умеренную или слабую болтанку. Во влажном теплом воздухе конвекция развивается до больших высот, иногда до тропопаузы и приводит к образованию мощно-кучевых и кучево-дождевых облаков. В этом случае болтанка сильная, особенно в облаках и наблюдается от Земли до верхней границы облаков.

Динамическая турбулентность – ее вызывают следующие причины:

1. Линии движущегося воздушного потока о шероховатости рельефа земной поверхности. В этом случае турбулентность образуется в слое от земли до 1-1.5км и вызывает слабую или умеренную болтанку. Чем сильнее воздушный поток и больше шероховатость поверхности, тем интенсивнее динамическая турбулентность в приземном слое.

2. Волновые движения на слоях инверсии и изотермии имеют вид, чередующихся восходящих и нисходящих потоков и вызывает слабую или умеренную болтанку, которая наблюдается чаще всего в приземном слое, но может быть на любой высоте.

3. Неоднородность характера воздушного потока по направлению и скорости. Наблюдается в свободной атмосфере. Турбулентные зоны в большинстве случаев имеют толщину 300-600м и горизонтальную протяженность 60-80км, однако турбулентные зоны могут охватывать слой 2-3км и иметь протяженность до 1000км. Чем интенсивнее турбулентная зона, тем меньше ее толщина и протяженность. Эти зоны очень неустойчивы во времени и могут исчезать через 30-50 минут после возникновения.

Динамическая турбулентность чаще всего развивается:

1. Там, где наблюдается сходимость и расходимость воздушного потока.

2. На границах струйного течения.

3. В зоне тропопаузы.

Турбулентность наблюдающаяся в атмосфере на высотах более 5км при отсутствии кучевых и кучево-дождевых облаков называется турбулентностью ясного неба(ТЯН). ТЯН относится к наиболее опасному виду турбулентности, так как всегда оказывается внезапным для экипажа. ТЯН чаще всего связано со струйными течениями.

Орографическая турбулентность.

Наблюдается в горных районах. Воздушный поток при обтекании горных препятствий деформируется и это приводит к образованию зон с повышенной турбулентностью. Характер и интенсивность турбулентности зависят:

1. От формы и размеров горных препятствий.

2. От того как направлен воздушный поток по отношению к препятствию.

3. От скорости ветра и изменения её с высотой.

4. От устойчивости атмосферы.

Турбулентность вызывающая сильную болтанку образуется в следующих случаях:

1. Скорость ветра у земли 8-10м\с и увеличивается с высотой.

2. Выше горного препятствия наблюдается слой инверсии или изотермии.

3. Над вершиной горы где воздушный поток сжимается и усиливается.

4. С подветренной стороны гор, где образуются сильные нисходящие потоки и вихри разных размеров.

Зона повышенной турбулентности распространяется по горизонтали в направлении воздушного потока на 20-30км от горного препятствия.