ВЛИЯНИЕ ВЕТРА НА ПОЛЕТ САМОЛЕТА § 28. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕТРА

Движение воздуха относительно земной поверхности называется ветром. Ветер — векторная величина, характеризуемая направ — . лением и скоростью.

В самолетовождении направ­ление ветра измеряется от того же меридиана, от которого изме­ряется курс самолета. Поэтому различают следующие направле­ния ветра (рис. 5.1): условное 8У, истинное 8И, магнитное 8М и орто- дромическое 80- Эти направления связаны теми же зависимостями, что и соответствующие системы отсчета курса.

Метеорология заинтересована в другом подходе к измерению направления ветра. Синоптика интересует, откуда дует ветер, откуда следует ожидать прихода той или иной воздушной массы.

Поэтому при использовании данных о, ветре, представленных ме­теослужбой, необходимо использовать формулы:

8у = 8 ± 180° + ( + Да);

8И = 8 + 180°;

8м = 8±180°-( + Дм).

Пример. Метеорологическое направление ветра 8=240°, магнитное склонение А„= +12°, азимутальная поправка Да= +10°. Определить условное, истинное и магнитное направления ветра.

Решение. Пользуясь формулами (5.1), получим:

8у = 8 + 180° + (+ Аа) = 240—180 + 10 = 70°;

8И = 8 + 180° = 240 — 180 = 60°;

8М = 8± 180° — (+ Дм) = 240 — 180 — 12 = 48°.

Скорость ветра измеряется в м/с и км/ч. Перевод скорости вет­ра из м/с в км/ч и обратно можно производить в уме или с по­мощью навигационной линейки (расчетчика), решая зависимость

U км/ч — 3,6 U м/с.

Ветер в реальной атмосфере не остается постоянным. С увели­чением высоты скорость и направление ветра изменяются. Так, в средних широтах скорость ветра достигает максимального значе­ния зимой на высотах 9—10 км и летом — На высотах 11—12 км. Вы­ше этих высот скорость ветра по­степенно уменьшается (до высоты 20 км), а затем’снова начинает воз­растать. Преобладающими направ­лениями ветров в тропосфере, а так­же в нижней стратосфере являются западные.

В холодную половину года на больших высотах (9—12 км) могут наблюдаться ветры со скоростью 200—300 км/ч и более. Такие скоро­сти, как правило, наблюдаются в зоне струйных течений.

В обычных условиях изменение ветра с высотой составляет 7— 15 км/ч на каждые 1000 м высоты, а вблизи оси струйных течений оно может достигать 25—30 км/ч и более.

Изменение ветра U0 (рис. 5.2) характеризуется вектором АН, который, будучи сложенным с Uо, дает новое значение вектора ветра Ui. Обработка наблюдений показывает, что в качестве ве­роятностной меры изменчивости скорости и направления ветра Нп может быть принят радиус <?,. круга, центр которого совпадает с концом вектора U0.

Величина сгг, называемая среднеквадратическим радиальным отклонением, имеет четкий физический смысл.

В 63 случаях из 100 модуль вектора изменения ветра ДU не превысит величины а г-

Знание изменчивости, ветра во времени и пространстве позво­ляет определить срок годности ветра и рациональные интервалы его повторных измерений.

Характеристика изменчивости ветра во времени позволяет оце­нить, в течение какого периода в одном и том же районе, на одной и той же высоте можно использовать данные о ветре, который был измерен ранее.

Эмпирическая формула, характеризующая, как изменяется ве­тер в одном и том же месте, на одной и той же высоте за некото­рый период времени, имеет вид

% — KiVt, ч, км/ч, (5.2)

где 9t —среднеквадратическое радиальное отклонение, характе­ризующее изменение ветра за время t

Kt—-коэффициент, зависящий от высоты и времени года;

I—время в часах, прошедшее с момента измерения ветра. Формула (5.2) справедлива для времени не более 18 ч. Коэф­фициент Kt определяется по рис. 5.3. Из рисунка видно, что для ОДНОГО И ТОГО же промежутка Времени Kt с увеличением высоты до 9 км возрастает, а затем быстро убывает.

Пример. Оцейять возможное изменение ветра, полученного па метеостанции за 2 ч до вылета, если предполагаемая высота 6000 и.’Время года лето.

Решеник. На рис. 5.3 находим к* = 9. Так как t = 2 ч, то в> —

У У 2 — 12,8 км/ч.

Рис. 5.3. График коэффициента из — Рис. 5.4. График. коэффициента изменчн — менчпвости ветра во времени вости ветра в пространстве

Следовательно, для условий примера в 63 случаях из 1.00 можно ожидать, что изменение ветра (и по, скорости и по направлению) за два часа не превысит 12,8 км/ч.

Под изменчивостью ветра в пространстве понимается возмож­ное его изменение с удалением от места определения.

Среднеквадратическое радиальное отклонение а, показываю­щее, как изменяется ветер с удалением от места его определения, оценивается по эмпирической формуле

■з = кsVS, км, км/ч, (5.3)

где %—коэффициент, зависящий от высоты и времени года;

S — расстояние в километрах от точки измерения ветра. Формула (5.3) справедлива для расстояний до 1500 км. Коэф­фициент ks определяется по рис. 5.4. Из рисунка видно, что с уве­личением высоты до 9 км коэффициент Кд возрастает, а затем по­степенно- уменьшается.

Пример. Определить возможную величину измерения ветра в конце этапа длиной 900 км. Высота полета 6500 м. Время года — зима.

Решение. На рис. 5.4 для зимы и Я=*6,5 км находим Ks=2,3. Так как

S, = 900 км, то crs — 2,3 У900 = 69 км/ч.

Таким образом, для условий примера в 63 случаях из 100 можно ожидать, что изменение ветра в конце этапа длиной 900 км не превысит 69 км/ч.

Приведенные вероятностные характеристики изменчивости ветра справедливы для массы явлений. В каждом отдельном полете из­менение ветра может существенно отличаться от приведенных ве­личин.

Изменчивость ветра во времени и пространстве затрудняет его учет в интересах точного полета по заданному маршруту и выну­ждает экипаж периодически определять ветер в полете. Неучет ветра, особенно в дальних полетах, может привести к большим уклонениям от заданного маршрута.