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.