Причины и условия развития турбулентности атмосферы

Турбулентность -состояние атмосферы, при котором наблюдаются неупорядоченные вихревые движения различных размеров и скоростей, возникают вертикальные и горизонтальные порывы ветра. Оси турбулентных вихрей быстро меняют свое положение в пространстве и бывают ориентированы в самых различных направлениях.

Атмосфера всегда находится в турбулентном состоянии. С турбулентностью связаны порывистость ветра, перенос водяного пара, ядер конденсации. Она способствует вертикальному переносу тепла из одних слоев в другие. Турбулентность оказывает значительное влияние на формирование облаков, туманов, осадков, она также влияет на распространение звуковых и электромагнитных волн. Но особенно велико влияние турбулентности на полеты воздушных судов.

При выполнении полета воздушное судно подвергается воз­действию различных возмущений, наиболее важные из которых связаны с проявлением атмосферной турбулентности. Для тур­булентного движения характерна неупорядоченность поля скоростей во времени и пространстве, наличие неоднородностей, или так называемых турбулентных вихрей самых различных масштабов. Скорости в любой рассматриваемой точке турбу­лентной зоны являются случайными функциями координат этой точки и времени. Вследствие вертикальных и горизонтальных составляющих турбулентных вихрей (в первую очередь вертикальных порывов) изменяется угол атаки крыла и подъемная сила, происходит тряска и вибрация, воздушное судно испытывает неупорядоченные броски вверх и вниз. При этом возникают дополнительные ускорения, добавочные ускорения, вызывающие вредные перегрузки, а, следовательно, болтанку ВС. Болтанка -беспорядочные перемещения ВС при полете в турбулентной атмосфере.

Зависимость приращения перегрузки самолета D n от различных факторов выражается следующим образом:

, (4.3.1)

ρ – плотность воздуха;

W_эф – эффективная скорость вертикального порыва ветра, которая определяется как результат воздействия на воздушное судно вертикального порыва, изменяющегося по линейному закону от нуля до W_max;

V – скорость полета;

G – вес самолета;

S – площадь крыла;

α – угол атаки;

C_y – коэффициент подъемной силы.

Из формулы видно, что приращение перегрузки зависит от турбулентного состояния атмосферы (ρ, W_эф), режима полета (V, C_y, α), конструкции самолета (G, S)

Отсюда следует:

– при одной и той же интенсивности атмосферной турбулентности различные типы ВС будут испытывать болтанку различной интенсивности;

– при равных атмосферных условиях болтанка тем интенсивнее, чем больше скорость полета.

Интенсивность болтанки (табл.6) оценивается приращением перегрузки, выраженным в долях ускорения свободного падения (g).

Таблица 6

Поиск по сайту: