Обледенение самолета метеорология: Росавиации от 21.07.2021 N Исх-26147/02 «Информация по безопасности полетов N 9»
Росавиации от 21.07.2021 N Исх-26147/02 «Информация по безопасности полетов N 9»
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА
ПИСЬМО
от 21 июля 2021 г. N Исх-26147/02
ИНФОРМАЦИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ N 9 <1>
———————————
<1> Информация по безопасности полетов выпускается с целью проведения корректирующих мер или действий, направленных на повышение безопасности полетов. В информации по безопасности полетов могут приводиться сведения о предварительных результатах расследования авиационных событий, которые уточняются и дополняются в ходе дальнейшего расследования. Ни при каких обстоятельствах эта информация не может предоставляться или обсуждаться с неуполномоченными лицами, чтобы не повредить процессу расследования.
16.07.2021 в 60 км восточнее г. Кедровый (Томская область) произошла авария самолета Ан-28 RA-28728 ООО «Сибирская Легкая Авиация».
Выполнялся регулярный пассажирский рейс по маршруту: Кедровый — Томск. На борту самолета находились 2 члена экипажа и 16 пассажиров (в том числе специалист для технического обслуживания самолета).
Командир самолета имеет налет 7300 ч, из них на Ан-28 — 3970 ч, второй пилот имеет налет 155 ч.
Авиационное происшествие произошло в 09 ч 22 мин UTC. В этот период времени в районе авиационного происшествия действовал зональный прогноз погоды для полетов на малых высотах (GAMET) на период с 06:00 до 12:00 UTC (место авиационного происшествия находится в площади N 6):
Часть 1.
Ветер у земли: 220° 07 м/с, порывы 7 м/с по площадям 2 — 9;
Видимость: локальная 3000 м, слабый ливневый дождь, по площадям 1AB — 3AB, 6, 8, 9.
Опасные явления: редкие грозы по площадям 8, 9.
Облачность: значительная НГО 200 м, ВГО 600 м, по площадям 1AB, 2, 8, 9; локально значительная НГО 100 м, ВГО 400 м по площадям 1AB, 2; редкая кучево-дождевая НГО 600 м, ВГО превышает 3000 м.
Турбулентность: умеренная в слое от земли до высоты 3000 м.
Часть 2.
Синоптическая ситуация: ложбина, вторичный холодный фронт смещается на северо-восток со скоростью 30 км/час, по площадям 2, 8, 9.
Ветер у земли: 160° 5 м/с порывы 12 м/с по площадям 1AB. Ветер и температура на высотах:
160° 5 м/с температура +10° | 220° 15 м/с температура +10° | |
160° 5 м/с температура +5° | 220° 17 м/с температура +5° | |
120° 5 м/с температура +1° | 220° 20 м/с температура +1° | |
Облачность: значительная слоистая НГО 300 м, ВГО 600 м по площадям 3AB — 7AB, значительная слоисто-кучевая НГО 600 м, ВГО 1400 м.
Высота уровня замерзания: 2500 м.
Минимальное давление: QNH 1000 гПа/750 мм рт ст.
По данным метеорологических наблюдений на ГМС Пудино (7 км западнее г.
Кедровый) (данные взяты с кольцевой карты погоды) 16.07.2021 в 09:00 UTC наблюдались следующие метеорологическое условия: ветер у земли юго-восточного направления 03 м/с, видимость более 10 км, облачность 10 октантов, кучево-дождевая, НГО 600 м, температура у земли +16,1 °C, давление 1003,8 гПа.
По предварительным данным, в наборе высоты после взлета с посадочной площадки Кедровый произошел отказ двух двигателей самолета. При выполнении вынужденной посадки на болотистую местность произошел полный капот самолета.
В результате авиационного происшествия командир воздушного судна, а также пассажиры получили телесные повреждения различной степени тяжести.
Проводится расследование аварии.
Росавиацией проведен анализ случаев отказа 2-х двигателей на самолетах в полете, в том числе на воздушных судах типа Ан-28.
За период с 1991 года с самолетами при выполнении коммерческих воздушных перевозок пассажиров, грузов и почты по причине самовыключения 2-х и более двигателей в полете произошло 27 авиационных событий, из которых 12 закончились авиационным происшествием, в том числе 5 катастроф.
Наравне с отказами систем двигателя и заправкой воздушного судна некачественным топливом одной из причин отказа или самовыключения двигателей в полете явилось несвоевременное включение противообледенительной системы воздушного судна или ее некорректная эксплуатация.
В отличие от наземного обледенения воздушного судна, характерного больше для осенне-зимнего периода эксплуатации, обледенение воздушного судна в полете может происходить в любое время года при полете в условиях повышенной влажности воздуха, как при отрицательной, так и при небольшой положительной температуре наружного воздуха.
За период с 1991 года зарегистрировано 7 авиационных событий (одна авария и 6 авиационных инцидентов, 3 из которых серьезные) на самолетах Ан-28, связанных с отказом двигателя (двигателей) при попадании в условия обледенения. Авиационные события были обусловлены как ошибками экипажей воздушных судов при использовании противообледенительной системы в условиях обледенения, так и отказами противообледенительной системы.
29.05.1998 в Хабаровском крае произошел авиационный инцидент с самолетом Ан-28 RA-28929. Через 14 мин после взлета в аэропорту Хабаровск, в наборе высоты 2700 м, произошел отказ левого двигателя.
При расследовании было установлено, что по маршруту полета и в районе аэродрома Хабаровск прогнозировались метеоусловия, не исключающие обледенение. В процессе набора высоты происходило обледенение самолета, что привело к падению скорости с 270 до 215 км/ч. Наиболее вероятно, экипаж самолета своевременно не включил противообледенительную систему вручную (режим «РУЧН»), что способствовало отложению льда на обогреваемых поверхностях самолета. На высоте 2700 м произошло срабатывание сигнализации «Обледенение», что привело к автоматическому включению противообледенительной системы двигателей, срыву льда в газовоздушный тракт левого двигателя и его самовыключению.
Отчет по результатам расследования авиационного инцидента с самолетом Ан-28 RA-28929 размещен в АМРИПП Росавиации (учетный N 983161).
29.12.2007 в районе Печоры произошел авиационный инцидент с самолетом Ан-28 RA-28719. Через 1,5 ч после взлета, на эшелоне 3300 м, произошло самовыключение левого двигателя.
В ходе расследования установлено, что при полете на эшелоне началось обледенение самолета. Попытка экипажа самолета выйти из зоны обледенения набором высоты 3600 м, а затем 3900 м не позволили предотвратить обледенение самолета. При снижении до эшелона 3600 м произошло самовыключение левого двигателя. При осмотре самолета после вынужденной посадки на аэродроме Печора было выявлено значительное отложение льда на необогреваемых поверхностях планера.
Отчет по результатам расследования авиационного инцидента с самолетом Ан-28 RA-28719 размещен в АМРИПП Росавиации (учетный N 077623).
27.10.2020 при выполнении полета по маршруту: Нижнекамск — Иркутск произошел авиационный инцидент с самолетом Ан-28 RA-28917.
На тридцатой минуте полета произошло самовыключение левого двигателя. Причиной самовыключения двигателя явилось попадание в него льда, образовавшегося на обтекателе втулки воздушного винта.
Невключение обогрева явилось следствием отказа (попадание влаги в штепсельный разъем щеткодержателя, обеспечивающего обогрев воздушного винта).
Материалы расследования авиационного инцидента с самолетом Ан-28 RA-28917 размещены в АМРИПП Росавиации (учетный N 206002).
Следует также обратить внимание на то, что самовыключение одного или двух двигателей из-за попадания в них льда является распространенной причиной авиационных происшествий и инцидентов с вертолетами. Например, 11.09.2015 по этой причине произошел серьезный авиационный инцидент с вертолетом Ми-8МТВ-1 RA-25477: самовыключение двух двигателей из-за невключения вручную ПОС двигателей экипажем (отчет по результатам расследования размещен в АМРИПП Росавиации (учетный N 155061)). В приказе
Росавиации от 22.04.2020 N 405-П «О реализации мероприятий по результатам расследования авиационного происшествия с вертолетом Ми-8Т RA-25600» содержатся мероприятия по безопасности полетов, направленные на предотвращение подобных авиационных происшествий и инцидентов.
Обледенение в полете представляет опасность для самолетов и вертолетов с поршневыми двигателями, самовыключение которых может явиться следствием обледенения входного канала карбюратора из-за невключения его обогрева в полете. Например, 07.09.2015 по этой причине произошел серьезный авиационный инцидент с вертолетом R-44 RA-04151 (отчет по результатам расследования размещен в АМРИПП Росавиации (учетный N 155061)).
Предлагаю:
1. Руководителям территориальных органов Росавиации довести настоящую информацию по безопасности полетов до подконтрольных организаций гражданской авиации.
2. Руководителям организаций гражданской авиации:
2.1. Изучить настоящую информацию с членами летных экипажей.
2.2. Организовать проведение дополнительных занятий по знанию членами летных экипажей положений руководства по летной эксплуатации воздушного судна (РЛЭ) и стандартных операционных процедур (SOP) авиакомпании при эксплуатации противообледенительной системы воздушного судна и силовых установок.
Обратить особое внимание на:
установленные РЛЭ процедуры проверки исправности противообледенительной системы перед полетом и ее эксплуатации в полете, а также на действия при срабатывании сигнализации «Обледенение» или появлении визуальных признаков попадания воздушного судна в условия обледенения;
умение членов летного экипажа воздушного судна, выполняющих полеты на малых высотах, использовать содержащуюся в зональных прогнозах GAMET информацию для анализа возможности попадания в неблагоприятные метеорологические условия и принятия решения о выполнении полета;
2.3. Повторно довести до сведения членов летных экипажей воздушных судов требования пунктов 2.14 и 2.15 подраздела «Полеты в условиях обледенения» Федеральных авиационных правил «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации» и аналогичные им требования, содержащиеся в руководстве по производству полетов эксплуатанта.3. Эксплуатантам самолетов Ан-28 при очередной форме оперативного технического обслуживания «Г» или очередной форме периодического технического обслуживания (в зависимости от того, что наступит раньше) выполнить разовую проверку противообледенительной системы в соответствии с технологическими картами N 501 «Проверка работоспособности ПОС планера» (30.
10.00, стр. 501, 502), N 501 «Проверка работоспособности ПОС воздушных винтов» (30.60.00, стр. 501 — 504), N 503 «Проверка работоспособности сигнализатора обледенения СО-121ВМ» (30.81.00, стр. 505/506), N 501 «Проверка работоспособности ВУО-У-1» (30.82.00, стр. 501/502), N 601 «Осмотр ВУО-У-1» (30.82.00, стр. 601/602).
А.В.НЕРАДЬКО
Падение на взлете :: Общество :: Газета РБК
Основные версии авиакатастрофы в Подмосковье
В воскресенье в Подмосковье разбился пассажирский Ан-148, никто из находившихся на борту не выжил. Что известно об авиакатастрофе и ее возможных причинах — в обзоре РБК
На месте крушения Ан-148 (Фото: Максим Шеметов / Reuters)
Двигатели Ан-148 работали до столкновения с землейГлавное, на что обращают внимание опрошенные РБК эксперты, — большой разброс обломков Ан-148. Возможно, причиной этого стало то, что самолет, на борту которого находился 71 человек, начал разрушаться еще в воздухе.
Трагедия в Раменском
Ан-148 «Саратовских авиалиний» вылетел в воскресенье, 11 февраля, в 14:21 из аэропорта Домодедово в город Орск Оренбургской области. На борту воздушного судна, летевшего рейсом 6W703, находились 65 пассажиров и шесть членов экипажа. Через несколько минут после взлета пропала связь с экипажем, самолет исчез с экрана радара диспетчерской службы. Вскоре обломки Ан-148 были обнаружены недалеко от деревни Степановское Раменского района Подмосковья.
Последствия крушения пассажирского Ан-148 в Подмосковье.
Фоторепортаж
Еще 15 фотоОсновные версии
Следственный комитет России возбудил уголовное дело по ч.
3 ст. 263 УК России (нарушение Правил безопасности движения и эксплуатации воздушного транспорта, повлекшее по неосторожности смерть двух и более лиц). СКР отправил на место криминалистов с опытом расследования авиакатастроф. Представители комитета работают в аэропортах Саратова, Орска, Оренбурга и в столичном Домодедово, где изучают документацию и опрашивают персонал, отвечающий за техническую подготовку самолета. Московская межрегиональная транспортная прокуратура начала проверку, в ходе которой будет дана оценка работы диспетчерских служб.
Сотрудники СКР анализируют погодные условия, человеческий фактор, а также техническое состояние самолета как возможные причины катастрофы.
Метеорологические условия в районе Домодедово предполагали обледенение воздушного судна; следствию предстоит выяснить, проводили ли наземную противообледенительную обработку судна.
Источник РБК, знакомый с ходом расследования, сообщил, что специалисты Ространснадзора в 2015 году выявили нарушение, которое допустили в компании «Саратовские авиалинии», — при эксплуатации разбившегося в Раменском самолета Ан-148-100В № RA-61704 не соблюдалась периодичность замены масла в редукторах и периодичность промывки фильтра воздушного стартера.
Одной из первых версий был отказ двигателя, но выяснилось, что двигатели самолета работали вплоть до столкновения с землей, рассказал РБК источник, знакомый с ходом расследования. «Двигатели Ан-148 работали вплоть до столкновения с землей, разрушение судна произошло от удара о землю», — отметил собеседник. На месте была обнаружена воронка глубиной 2,5 м, добавил источник. По его словам, «осмотр двигателя и элементов механизмами крыла позволяет сделать вывод, что самолет не разрушился в воздухе».
На борту разбившегося Ан-148 находились трое иностранцев
Экспертная оценка
В разговоре с РБК авиаэксперты рассказали о первых версиях причин авиакатастрофы. Судя по разбросу обломков, борт, скорее всего, начал разрушаться еще в воздухе — это могло произойти в том числе из-за «усталостного разрушения», сказал РБК заслуженный летчик-испытатель ЛИИ им. Громова Владимир Бирюков. Такого рода авария вполне могла случиться даже с самолетом, который эксплуатируется всего восемь лет: «При изготовлении какой-то детали силовой конструкции могла возникнуть микротрещина, которая впоследствии стала больше. Внешним осмотром ее не заметишь, аппаратурой системы контроля, которая используется при ежедневной эксплуатации, ее тоже сложно выявить», — сказал Бирюков. По его словам, нарушение периодичности замены масла на этом самолете, выявленное незадолго до катастрофы Ространснадзором, едва ли могло привести к разрушению борта в воздухе.
То, что экипаж не доложил о каких-либо неприятностях на борту и не запросил экстренной посадки, может говорить о том, что всё произошло мгновенно, рассуждает заслуженный пилот России Владимир Романенко. При этом пилоты могли успеть понять, что происходит нештатная ситуация, но не смогли сориентироваться и сообщить о ней, добавил собеседник РБК.
Экипаж самолета не справился с обледенением
Главной причиной крушения самолета ATR-72 авиакомпании UTair, произошедшего под Тюменью 2 апреля 2012 года, стало решение командира воздушного судна Сергея Анцина о взлете без предварительного проведения противообледенительной обработки.
Специалисты МАКа завершили расследование катастрофы самолета ATR-72-201 с бортовым номером VP-BYZ и вчера обнародовали результаты. Как установили эксперты ведомства, в районе аэропорта Рощино, из которого вылетел борт, погода в день трагедии была сложной: температура во время ночной стоянки самолета варьировалась около нулевой отметки, шел снег с дождем, дул сильный ветер. Именно из-за этого, отмечается в отчете МАКа, на фюзеляже судна мог образоваться снежный покров с коркой льда.
По данным специалистов МАКа, которые детализировали действия экипажа по камерам наблюдения, командир воздушного судна (КВС) Сергей Анцин предполетный осмотр самолета осуществлял бегло.
«В течение нескольких секунд КВС задержался около правого двигателя, затем проследовал вдоль бортов фюзеляжа, остановился у левой основной стойки шасси и проследовал в кабину»,— установили эксперты. По их мнению, пилот по результатам поверхностного осмотра не мог оценить состояние аэродинамических поверхностей. Примечательно, что на протяжении шести минут перед взлетом экипаж включал противообледенительную систему и наблюдал, как лед падал с элементов судна. «Однако экипаж не принял решения для возвращения для проведения обработки судна»,— подчеркивают в заключении эксперты.
В результате, как следует из реконструкции событий, самолет в штатном режиме оторвался от полосы и начал набирать высоту. На высоте около 200 м началась уборка закрылков, и после их полного закрытия судно начало сильно трясти. Затем появился правый крен, который экипажу удалось парировать рулем направления, но сразу же начались левый крен и пикирование судна, из-за чего самолет через три секунды столкнулся с землей на расстоянии около 1,5 км от края взлетно-посадочной полосы.
При этом самолет сбился с курса на 400 м. При падении ATR-72 развалился на части. Спасти удалось лишь десять пассажиров, которые получили сильные повреждения, а 29 пассажиров и четыре члена экипажа погибли.
В отчете экспертов также говорится, что экипаж ощущал сильную тряску, но ее причины не понимал. «То, что происходило с судном после уборки закрылков, стало полной неожиданностью для экипажа. Он не был готов к такому скоротечному возникновению и развитию особой ситуации и направил свою мыслительную активность на распознавание какого-то отказа, а не на действия по выводу самолета из неуправляемого полета на основании предупреждающей сигнализации о сваливании судна»,— отмечается в отчете МАКа. Это случилось, по мнению специалистов, из-за «серьезных пробелов в подготовке экипажа в условиях низких температур».
Кроме того, эксперты МАКа предъявили претензии к работникам наземных служб, в частности к компании «ЮТэйр-Техник», которые готовили самолет к взлету. Как отмечают специалисты авиакомитета, сотрудники смены не настояли на проведении противообледенительной обработки судна, хотя остальные самолеты эту подготовку прошли.
В самой авиакомпании UTair комментировать выводы экспертов не стали. Однако пояснили, что в результате «планового совершенствования системы управления безопасностью полетов в 2012-2013 годах» были исключены ситуационные решения об обработке. «Обработка воздушного судна противообледенительными жидкостями проводится в 100% случаев при наличии метеорологических условий — предвестников обледенения: переход температуры воздуха через 0 градусов, мокрый снег, ледяной дождь. Такая работа проведена с учетом лучших мировых практик, несмотря на значительный рост затрат на обработку воздушных судов»,— подчеркнули в пресс-службе UTair.
Стоит отметить, что следователи Уральского следственного управления на транспорте СКР, которые занимаются расследованием уголовного дела по факту катастрофы (ст. 263 УК РФ), вчера заявили об организации комплексной авиационно-технической экспертизы. «Только по ее результатам будет решен вопрос о привлечении виновных лиц к уголовной ответственности»,— пояснили в ведомстве.
Игорь Лесовских, Екатеринбург
Для более успешной работы авиационных метеорологов необходимо развитие инновационных технологий — Российская газета
Авиационные катастрофы происходят по разным причинам, но одна из причин присутствует практически всегда. Это — погода. В неразрывной цепи «самолет — летчик — диспетчер — метеоусловия» ни одно из звеньев не важнее другого. Между тем в центре общественного внимания главная роль принадлежит традиционно летчику. Что вполне объяснимо: «человеческий фактор».
Свою долю внимания авиационный метеоролог, как правило, получает лишь в официальных документах — при расследовании очередной беды. В благополучные времена тема авиационной метеорологии пребывает в глубокой тени. Как и сами метеорологи — специалисты, ведущие свою ежедневную, кропотливую, чрезвычайно важную работу в больших и малых аэропортах страны. Работу, цель которой — безопасность авиапассажиров, с нарастающей интенсивностью пересекающих отечественные и зарубежные небеса.
Катастрофы происходят по разным причинам, но одна из причин присутствует практически всегда. Это — погода
Я встретился с генеральным директором Федерального государственного учреждения «Авиаметтелеком», главой экспертной группы в Комиссии по авиационной метеорологии Всемирной метеорологической организации (КАМ ВМО) Мариной Петровой и попросил рассказать о работе отрасли, ее особенностях и проблемах. Чтобы разговор был более предметным, привожу несколько реальных примеров, из которых особенно ясно видна исключительно важная роль метеоролога. А также пагубность ее недооцененности.
Эпизод N 1
«Ан-24» заходил на посадку в аэропорту Игарки. Получив очередное подтверждение аэродромного метеоролога о сложных погодных условиях, авиадиспетчер передал информацию на борт «Ана».
Условия были значительно хуже «метеорологического минимума». Подобная норма устанавливается для каждого типа самолета, экипажа и аэродрома.
До «высоты принятия решения» — уходить на второй круг или продолжать снижение — у командира «Ана» оставались считаные минуты. Ни один из членов экипажа при этом не имел визуального контакта с огнями приближения и огнями взлетно-посадочной полосы. Постоянная информация об ухудшающейся видимости не меняла характера полета. Было очевидно: командир экипажа, имеющий право на принятие окончательного решения, уже принял его… Самолет пересек черту установленного минимума высоты. И вскоре потерял даже теоретическую возможность ухода на второй круг. В течение последних секунд, сломав во мгле верхушки нескольких деревьев, «Ан» с оглушительным грохотом рухнул на землю.
Черный финал полета был неизбежен. Платой за самонадеянность и лихачество, надежду «на авось» — садились и не раз! — и, наконец, за безразличное отношение к чужим человеческим жизням, как и всегда, стали именно человеческие жизни. И свои собственные — тоже.
…Ты снижаешься, снижаешься, ты уверен в себе, как Бог, но еще секунда — и твой рот уже полон земли.
Смоленская трагедия «Ту-154» с президентом Польши на борту только по масштабам и планетарному политическому резонансу отличается от трагедии в маленькой Игарке. Но суть та же: полное игнорирование «метеорологического фактора». «Метеоминимум» — это всегда последнее предупреждение, посылаемое с земли. А информация «хуже минимума» — последний тест на здравомыслие и ответственность тех, кто находится за штурвалом.
* * *
Основной задачей ФГУ «Авиаметтелеком», возглавляемого Мариной Викторовной Петровой, является создание и поддержание устойчивой системы авиаметеорологического обеспечения гражданской и экспериментальной авиации. Эту работу выполняют почти три тысячи специалистов в пятнадцати территориальных филиалах ФГУ «Авиаметтелеком». Масштабы впечатляющие: около 300 000 прогнозов по аэродромам за год; обслуживание более 410 000 самолетовылетов; 1 900 000 сводок о фактическом состоянии погоды.
Как опытный эксперт, Петрова, еще до создания ФГУ и назначения ее на должность генерального директора, вела большую организационную работу по составлению нормативных документов, регламентирующих авиаметобеспечение полетов ГА, которые определяют качество метеорологического обеспечения. Теперь этими документами, как и большей частью данных «метеорологической базы», разработанных Петровой и ее сподвижниками, руководствуются все авиационные пользователи, а также широкая федеральная сеть авиационных метеостанций.
Прогноз авиационный и прогноз «бытовой» — вещи принципиально разные, но различие это Петрова объясняет весьма популярно. Каких решений, например, требует от человека услышанная по радио информация о возможных осадках или солнечном дне? Не слишком трудных: брать с собой зонтик или не брать. Можно это сравнить с прогнозом, к примеру, для МЧС? Нет. С «зонтичным» этот прогноз несопоставим. Ибо нуждается в иных решениях. Иных действиях. Тревожные метеосообщения требуют от МЧС переброски в те или иные районы бедствия отрядов спасателей, специальной техники, эвакуационных средств в случае наводнения и т.д.
Что же говорить о прогнозе авиационном?
Петрова называет только малую часть компонентов, из которых он состоит. А также алгоритм самих прогнозов.
Авиационные сводки выдаются каждый час. А при сложных ситуациях — каждые пятнадцать минут. Это касается всех стран мира. Авиационные метеорологи, говорит Петрова, должны спрогнозировать вероятность опасных для ГА явлений задолго до их возникновения. И не только в районе аэродрома. На маршруте полета самолета — тоже. Должны определить характер облачности, скорость и направление ветра, турбулентность и обледенение на разных высотах, атмосферное давление. Определить вертикальную и горизонтальную видимость, вероятную интенсивность осадков, координаты грозовых фронтов, низкую кромку облачности. Конечно, признает Петрова, в атмосфере Земли немало еще такого, что пока не поддается никакому прогнозированию. Например, опаснейший для самолета боковой сдвиг ветра, интенсивность конвективных явлений погоды. Один из недавних трагических примеров: катастрофа пассажирского «Боинга-737» под Бишкеком. Другой пример: сверхгигантское конвективное возмущение. По мнению большинства экспертов, именно это явление погубило также сравнительно недавно «А 320», «Эр Франс» над Атлантическим океаном. Самолет следовал из Бразилии в Европу.
— Метеорология, говорит Петрова, в сущности информационная отрасль. Ее инструмент, информационный носитель — цифра. Продукция «Авиаметтелекома» адресуется авиационным пользователям — руководителям полетов, авиадиспетчерам, экипажам воздушных судов — в виде количественных критериев. В этом направлении осуществляется технологическая модернизация отрасли. Деятельность метеорологов не должна отставать от стремительно меняющегося авиационного сообщества.
— Руководитель Росавиации Александр Нерадько, говорит Марина Петрова, совершенно справедливо ставит задачу внедрения новых технологий распространения аэронавигационной информации. И наша задача — быть готовыми к переходу Росавиации на технологию цифровой передачи в режиме открытого доступа к базе метеорологических данных.
Сегодня появляются новейшие виды и способы прогнозирования. Внедряются новые дистанционные средства измерения, наблюдения, изучения тех или иных атмосферных явлений. Новые технологии, конечно, появляются быстрее, чем их внедрение. Не все у нас еще «догоняют», — признает Петрова. Не все готовы к работе в новых условиях, по новым стандартам, особенно в отдаленных районах страны. Бывают сбои, причем драматические. Но выход искать надо. Это может быть и учеба, и обмен опытом, и направление в проблемные точки наиболее грамотных специалистов. Месяц работы с мастером дает провинциальному авиационному метеорологу иногда больше, чем пять лет учебы в далеком вузовском прошлом. Людей не хватает. Скромная зарплата — еще недавно почти «катастрофическая», сложные социальные условия, кажущаяся непрестижность профессии. Проблем много. А возможностей их решения мало. Но люди у нас золотые. В подавляющем большинстве — высокообразованные, ответственные. И они заслуживают большего. Положение пусть и медленно, но все же неуклонно меняется к лучшему.
* * *
Над нашей планетой летает огромное количество спутников. Геостационарных, полярно-орбитальных и других. Каждый выполняет свое назначение. Есть и специальные метеорологические спутники, — говорит Петрова. — Их наличие имеет огромное значение. Особенно сейчас, когда взрывное развитие получили кросс-полярные трассы, сверхдальние полеты. Мир, конечно, уже давно опутан метеорологическими станциями, пунктами, точками. Но этого все равно мало.
Особую проблему представляют огромные, малонаселенные, а то и вовсе безлюдные, территории. Никто не будет там создавать наземные станции. Но самолеты ведь над ними уже летают! И каждый из них требует обслуживания по всей протяженности воздушной трассы. Вот почему необходимо и дальше развивать систему спутниковых наблюдений. Это и есть компенсация отсутствия или недостатка наземных станций в «пустых» регионах.
Дистанционное наблюдение резко повышает результативность нашей работы, ее эффективность, как говорит Петрова. У нас есть режим визуальный. Есть инфракрасный. Это позволяет делать комплексные карты. Позволяет производить вертикальный и горизонтальный разрезы облачности, делать наложение и уже в сочетании с принятыми видами информации (плюс данные гидродинамического моделирования) получать базу, из которой мы вытягиваем новые и новые виды информации. Вытягиваем и оцениваем состояние атмосферы. На тех же спутниковых данных мы совместно с НИЦ «Планета» экспериментируем с новым «продуктом» — информацией, которая указывает наличие опасных воздушных зон, куда нежелательно летать. Определив эти места, мы сообщаем информацию диспетчерам Московского центра УВД. В будущем эта информация будет направляться и в другие центры страны. Мы подстраиваемся под планы Росавиации, готовимся к появлению укрупненных центров в Хабаровске, Иркутске, Новосибирске, Самаре и других городах. Идеал, — мечтательно говорит Петрова, — создание репрезентативной сети метеорологических наблюдений.
Эпизод N 2
«Ту-204-100» совершал ночную посадку в аэропорту Домодедово. Информационная цепочка аэродромных служб работала слаженно. Но крайне напряженно. Причиной напряженности была метеообстановка. Вскоре обмен данными между техником-метеорологом (наблюдателем), диспетчером и руководителем полетов свел их мнения к единому: посадка «Ту» крайне опасна. Обстановка на глазах ухудшалась. Метеоролог дал заключение: погода «ниже метеорологического минимума». Заключение было четким, как приговор.
Диспетчер передал информацию на борт. Экипаж информацию принял. Но проигнорировал. Самолет продолжал снижение. Метеоролог забил настоящую тревогу. Диспетчер вновь и вновь связывался с командиром «Ту»: видимость недопустимо низкая.
Но у командира экипажа было свое мнение. Как и свое право на, повторим это еще раз, — идти «вслепую» в ручном полете на крайний риск или уходить вверх, на второй круг. Ни одного визуального контакта при этом со световыми ориентирами на земле у экипажа не было. А командир был уверен в себе. Знал: полоса никуда не денется. Она всегда на месте. А метеоролог — паникер.
Безрассудное снижение продолжалось. В какой-то момент контроль над полетом был утерян, и многотонная ревущая машина стала рубить верхушки деревьев. Еще несколько секунд, и разваливающийся на части «Ту-204-100» столкнулся с землей — удача редко венчает маниакальную самоуверенность. Зато гибель — почти всегда.
Четкая работа аэродромных служб чрезвычайно важна. Это аксиома. Но не менее важно и другое. А именно: чтобы сам человек, сидящий за штурвалом, не становился жертвой собственной гордыни. Но этого греха не знает только Мастер. Только человек, уважающий свою профессию, ее особенности и ее правила, написанные кровью. Однако настоящих профессионалов своего дела как раз и не хватает.
* * *
Было время, говорит Марина Петрова, когда мы недооценивали опасность вулканического пепла. Но то, с чем мы и мир столкнулись в последние годы, заставило отнестись к проблеме вулканов по-иному.
Никто не думал, что пепел Северной Европы достигнет полярного Урала. Или прибрежной части Заполярья. Бытовало мнение, что подобная опасность российской авиации не угрожает. Но исландское извержение достало и нас. Когда это произошло, мы обнаружили следы пепла по «расчетным моделям переноса вулканического пепла», — рассказывает Петрова. А вскоре экипажи российских самолетов стали отмечать следы вулканической деятельности в полетах над отдельными регионами и над территорией РФ. Обнаружили свечение, несвойственное обычному виду облачности в атмосфере.
Мы запросили карты службы слежения за вулканами из ИКАО. Получили. Удивительные вещи. Потенциально опасные районы, в которых при полетах авиация может пострадать от пепла, закреплены, например, так. Один — за Тулузой, другой — за Лондоном, третий — за Токио. А вот Аляска — за Анкориджем. Ну а гигантская заполярная территория России за кем? Ни за кем. Как же мы можем прогнозировать? Как в критических обстоятельствах можем обезопасить полеты по этим маршрутам?
Проблема решаема, но нет полномочий, выдаваемых ИКАО.
М. Петрова подняла этот вопрос на заседании рабочей группы ИКАО. Сказала: у нас уже есть на этот счет планы, связанные с Севером Сибири. Активизация вулканической деятельности на планете не оставляет нам времени на раскачку, следует начинать реализацию необходимых мер.
Не успела я договорить фразу, вспоминает Петрова, как американский эксперт рабочей группы заявил: зачем вам эта «заморочка»? Мы все сделаем быстрей и лучше. У нас уже есть все: и технологии, и техника, и специалисты. Получаем полномочия и — за дело!
Я так же энергично возразила, говорит Петрова. Заявила: это наше дело и ничье другое. Было бы в высшей степени неразумно, размышляла она про себя, отдавать какой бы то ни было и кому бы то ни было контроль над своей территорией. Да еще при том внимании, которое руководство страны стало уделять полярным районам.
После возвращения в Москву Петрова организовала активные консультации в самых разных научных центрах, в НИИ. Ее эксперты провели ряд встреч с крупными учеными, проанализировали мировой опыт, и вскоре аргументированный документ был в достаточной мере готов. В достаточной, чтобы заявить о практических шагах по его реализации. С результатами этой работы были ознакомлены как эксперты ИКАО, так и Комиссия по авиационной метеорологии Всемирной метеорологической организации (КАМ ВМО), членом которой Марина Викторовна Петрова является. Реакция на представленные документы, а точнее — русский проект, оказалась исключительно положительной. Было высказано даже мнение: «Это — лучший проект. Его следует как можно быстрее реализовать».
Проект предполагает обеспечение наблюдениями за вулканическими облаками всего Заполярья и Севера Сибири. Предполагает создание в Москве консультативного центра по вулканической деятельности. Росавиация — «за». Более того, говорит Петрова, на одном из недавних заседаний начальник управления организации использования воздушного пространства Юрий Петрович Токарев заявил, что проблема эта все больше тревожит авиационное сообщество, и время действовать решительно наступило.
Предполагается, что в августе детализированные предложения будут представлены российской стороной в ИКАО.
Параллельно с этой, по сути, новой проблемой все громче заявляет о себе проблема участившихся аномальных атмосферных явлений, ураганов, штормовых ветров по трассам. Эти опаснейшие для самолетов явления требуют тесной координации органов метеорологического наблюдения, говорит М. Петрова. Сейчас мы готовим документы для Росавиации. Их суть: создание как минимум четырех консультативных центров в стране. Их задача: координация выпусков штормовых предупреждений по трассам полетов. Серьезная и трудная работа, соглашается Петрова, но она крайне необходима. Природа все больше испытывает нас ростом экстремальных погодных явлений.
В заключение разговора Марина Викторовна Петрова еще раз подчеркивает трудности создания методологии и технологических решений, связанных с аномальными погодными явлениями по трассам. И приводит многоговорящий факт: в мире почти нет примеров уже действующих систем, которые мы сейчас разрабатываем. Попытки — есть. Но грамотно и эффективно работает только Гонконг. Его центр обслуживает воздушное пространство сопредельных государств: Вьетнама, Камбоджи, Мьянмы. Россия могла бы сделать это не только для себя, что при нашей огромной территории совершенно необходимо, но и на основе межгосударственных соглашений, в пределах СНГ.
* * *
Вот это и есть профессия — авиационный метеоролог. Это и есть профессия, которая вмещает в себя и математику, и физику, и химию, и другие науки. А еще науку, которую нигде и никто не преподает — науку человечности. Способность неброско и преданно служить безопасности людей, пересекающих просторы неба.
GISMETEO: Метеорология на службе Отечеству — События
Сегодня, в День защитника Отечества, мы в гостях у доктора географических наук, профессора кафедры метеорологии и климатологии географического факультета Московского государственного университета, метеоролога Евгения Константиновича Семёнова. В своё время он проходил срочную службу в рядах Вооружённых сил Советского Союза в 26 воздушной армии Белорусского военного округа в качестве синоптика. Конечно, синоптики не принимают непосредственного участия в военных действиях, не держат в руках боевое оружие, но именно от их прогнозов в какой-то степени зависит безопасность авиации.
Е. К. Семёнов, фотография из семейного архива
— Уважаемый Евгений Константинович, расскажите немного о себе. Когда и где вы проходили военную службу?
— Службу я проходил в 1968–1970 годах в 1 гвардейской штурмовой авиационной дивизии. Кстати, в годы Великой Отечественной войны эта дивизия героически сражалась на знаменитых штурмовиках Ил-2, которые немцы прозвали «Чёрной смертью»! Правда, в годы моей службы лётчики уже сидели за штурвалами реактивных истребителей МиГ-19 и МиГ-21.
Штурмовик Ил-2М. © Wikipedia
Призван я был прямо из аспирантуры по приказу министра обороны. Имея к тому моменту специальность метеоролога, мне посчастливилось служить не простым рядовым, а военным синоптиком в звании лейтенанта. Наша дивизия базировалась недалеко от белорусского города Лида в Гродненской области. В аспирантуру, кстати, я потом всё-таки вернулся и был восстановлен без экзаменов.
— Евгений Константинович, несмотря на то, что вы, будучи синоптиком, не сидели за штурвалом истребителя, без вас и других военных синоптиков была бы невозможна жизнь авиационной дивизии. Расскажите, пожалуйста, как проходил рядовой день инженера-синоптика?
— Каждое утро командир дивизии собирал у себя начальников всех служб. И первым делом комдиву о состоянии дел докладывал начальник метеорологической службы. День начинался с прогноза погоды на текущие сутки, и на основании этого строился весь распорядок дня. Тем самым погода как бы ставилась «во главу угла», и мы гордились нашей специальностью, и очень уважали себя за оправдавшиеся прогнозы.
Истребитель МиГ-21, установленный в Кургане. © Sergio.poltava | Wikipedia
О важности нашей службы говорит и тот факт, что во время любых вылетов рядом с руководителем полётов всегда сидел именно дежурный синоптик. Однако наряду с важностью это была ещё и огромная ответственность за жизни других людей. Ведь если во время полётов происходили какие-нибудь чрезвычайные происшествия, то сразу же всю вину пытались переложить на синоптиков. В армии это проще всего, да и не только в армии, впрочем. Как бы во всех бедах погода виновата…
Как-то дежурил я ночью, погода была прекрасная: безоблачное небо, штилевые условия, в общем — тишина и покой. Со мной было ещё пять солдат, мы немного расслабились и проявляли фотографии. Именно этой ночью во время учений разбился самолёт с командиром полка! К нам сразу прибежали сотрудники из Первого отдела, которые изъяли и опечатали все синоптические карты для дальнейшей проверки. Все мы жутко перепугались, но на разборе полётов выяснилось, что причиной трагедии была вовсе не погода. И, тем не менее, обидно, что, не вникнув в ситуацию, в первую очередь обвинили синоптиков. Поэтому расслабляться нельзя никогда — с погодой всегда надо «держать ухо востро».
© Shukaylova Zinaida | Shutterstock.com
— А были ли на вашей памяти какие-нибудь происшествия, связанные с неоправдавшимся прогнозом погоды?
— Да, конечно, всякое бывало. Помню, как предстоял перелёт молодых и неопытных летчиков из Литвы на юг Белоруссии. В связи с этим требовались идеальные погодные условия. И вот настал этот идеальный день, когда на небе — ни облачка, и никаких намёков на перемену погоды нет. Вылет состоялся и уже подходил к концу, но неожиданно принимающий аэродром закрыли по причине резко возникшего густого тумана. К сожалению, в Белоруссии внезапные туманы, особенно в переходные сезоны, — не такое уж редкое явление, так как местность там весьма болотистая.
© mironov | Shutterstock.com
Руководитель полётов отдал приказ разворачиваться и лететь обратно в Литву. Однако судьба решила и тут «вставить палки в колёса», и, на подлёте к аэродрому, близ города Друскининкай началась сильнейшая гроза. Но выхода не было — топливо заканчивалось, и было принято решение сажать самолеты. При приземлении их всех «разбросало» по аэродрому из-за очень сильного шквалистого ветра, но, к счастью, никто не пострадал, а эта посадка стала практически боевым крещением для юных лётчиков.
— Скажите, а почему так вышло, что эта гроза не была предсказана?
— Всё дело в том, что грозы часто случаются в условиях жаркой внутримассовой погоды, когда при сильном прогреве подстилающей поверхности начинаются интенсивные восходящие движения воздуха. В результате чего образуются кучевые облака, а при сильной атмосферной неустойчивости они развиваются до больших высот и превращаются в грозные и мощные кучево-дождевые облака. И тогда локальной грозы не миновать!
© inigo cia | Shutterstock.com
Одно дело — спрогнозировать грозу перед прохождением холодного фронта, а совсем другое дело — предсказать внутримассовую грозу. Ведь о надвигающемся холодном фронте можно сказать за несколько часов или даже суток. Локальные же грозы формируются в мгновение ока. Мощное кучево-дождевое облако может развиться из небольшого кучевого облачка менее чем за полчаса.
Можно ли назвать неоправдавшимся прогнозом то, что просто невозможно спрогнозировать за несколько часов? Скорее всего, нет… Всё-таки метеорологическая наука не всесильна, тем более в то время у нас не было всех технических возможностей, которые доступны сейчас.
— Расскажите, пожалуйста, какие технические средства были на вооружении у метеорологов 45 лет назад?
— Первой стоит упомянуть метеостанцию, которая представляет собой совокупность приборов для измерения метеорологических параметров: температуры, влажности, ветра, атмосферного давления, осадков, солнечной радиации. Также в нашем распоряжении был метеорологический радиолокатор, который использовался для обнаружения областей выпадения осадков в радиусе его действия. Для обеспечения десантных операций выпускался шар-пилот, который давал подробную информацию о профиле ветра, то есть его скорости и направлении, в слое десантирования. С помощью факсимильного аппарата мы получали синоптические карты, на основании которых затем составляли прогнозы погоды. Кстати, метеорологи были в числе первых, кто начал использовать в своей работе факсимильные средства связи.
Шар-пилот. © clearviewstock | Shutterstock.com
Сейчас, конечно, всё намного проще. Например, на нашей кафедре с 1998 годы мы используем программный комплекс «ГИС Метео», который позволяет оперативно строить синоптические и прогностические карты на основе данных, поступающих в режиме реального времени.
Синоптическая карта за 19 февраля 2013 года. © Гисметео
Мы же «рисовали» погоду на специальном информационном стекле. На него наносились различные погодные символы, отражающие текущее состояние атмосферы на вверенной нам территории.
Погодные символы
От дежурного синоптика здесь в первую очередь требовалась расторопность. Помню случай — дежурил немного медлительный лейтенант. Ранним утром был густой туман, и дежурный отметил его на карте. Через пару часов туман рассеялся… В какой-то момент зашёл командир, а туман на карте как «висел», так и продолжал «висеть». Так что самое главное в нашей профессии — это оперативность. Синоптику нужно всегда быть готовым к быстрым переменам, ведь погода — это непрерывно меняющееся состояние атмосферы!
— Каким ещё качеством, помимо огромной ответственности за свои прогнозы и умения быстро реагировать на меняющееся состояние атмосферы, должен обладать синоптик?
— Вы знаете, я, пожалуй, скажу, что этим качеством должно быть чувство юмора. Как-то у нас был очень напряжённый эпизод, и только находчивость и остроумность дежурного синоптика помогли разрядить обстановку.
А дело было так. Предстояли общевойсковые учения в Белорусском Полесье. Естественно, что помимо прочих родов войск, в них принимала участие и авиация. Однако в назначенный день местность затянулась очень сильным туманом. Правда, по всей имеющейся у нас информации, к полудню туман должен был рассеяться, и далее ожидалась малооблачная погода. Между тем, время уже близилось к 12 часам, а погода и не думала разгуливаться. Так прошёл ещё один час, затем другой…
«Болото. Полесье» Шишкин Иван Иванович, 1890. © Wikipedia
Обстановка накалилась до предела, все нервно поглядывали на небосвод. На этих учениях обязательно нужна была поддержка авиации — 30 истребителей ждали приказа взлететь, а разрешения на вылет всё не давали. Тогда командующий воздушной армией, дважды герой Советского Союза, генерал-лейтенант Беда Леонид Игнатьевич вызвал к себе дежурного синоптика — майора Скоробогатова. И надо было видеть эту картину, когда внушительных размеров майор, с богатырской внешностью надвигался на генерал-лейтенанта. Все замерли с немым вопросом на устах: «Что же сейчас будет?» А дежурный синоптик коротко и чётко доложил: «Товарищ генерал-лейтенант! Погода — не паровоз, по расписанию не ходит!». После такого ответа напряжение немного спало, да и погода вскоре разгулялась.
— Да, действительно забавная история. Хорошо, что всё закончилось благополучно. А были ли ещё на вашей памяти случаи, когда погода нарушала планы?
— Мне вот сейчас припомнился случай, который произошёл как раз в моё дежурство. Стоял тёплый и солнечный апрельский день 1970 года, все вышли на коммунистический субботник, приуроченный к 100-летнему юбилею Владимира Ильича Ленина. По громкоговорителю я доложил на весь гарнизон погодную обстановку. По всей имеющейся информации погода не должна была испортить этот день. Однако в полдень, когда все груды мусора и прошлогодних листьев были уже собраны, нас задел проходящий мимо холодный фронт, и внезапно налетел шквалистый ветер, разметав собранные кучи по всей округе.
© nikkytok | Shutterstock.com
Этим я хочу сказать, что очень сложно предсказывать атмосферные процессы, которые по своей природе хаотичны. Невозможно точно спрогнозировать, что, например, завтра в 17 часов 15 минут в городе N подует шквалистый ветер. Ведь фронт может пройти на два часа позже, или раньше, или вообще чуть в стороне.
Хорошо помню, что в те дни, когда в перспективе наблюдалась относительно устойчивая и легко предсказуемая погода, начальник метеорологической службы лично шёл докладывать руководству о прогнозе. А как только погодная ситуация была сложная и изменчивая, «на плаху» отправляли дежурного синоптика. А вообще мы никогда не слышали насмешек или подтруниваний в свой адрес по поводу неоправдавшихся прогнозов. Главные пользователи наших прогнозов — лётчики — очень хорошо понимали всю сложность метеорологической науки, ведь они сами получили некоторые знания по этому предмету в годы своей учёбы.
«Грачи» (Cу-25) в небе над Москвой: генеральная репетиция Парады Победы в 2010 году. © Елена Соколихина | Гисметео
— Есть ли какая-то специфика в прогнозах для военной авиации?
— Несомненно. Ведь военные самолёты часто летают на небольших высотах, где их не смогут «засечь» радиолокаторы. Поэтому необходимо учитывать все микроклиматические особенности местности, так как при одних и тех же атмосферных условиях некоторые метеорологические параметры будут различными в зависимости от того, лес это или луг, овраг или холм, северный склон или южный. Где-то подует ветер, где-то опустится туман, а где-то вообще пойдёт дождь. Хотя для авиации многие метеорологические характеристики вообще не имеют значения. Как правило, для полётов опасность представляют такие явления, как обледенение самолёта, сильная турбулентность, интенсивная конвекция, грозы… А вот при посадке на первое место выходит дальность видимости. На глиссаде снижения, в точке принятия решения о посадке, лётчик должен уверенно видеть взлётно-посадочную полосу. Очевидно, что слишком густой туман или очень низкая облачность являются серьёзной помехой для приземления.
Туман на ВПП. © chalabala | Shutterstock.com
Вообще, когда дело касается авиации, любая неточность или ошибка в прогнозе может стоить человеческой жизни! Правда тут ещё многое зависит от квалификации самих лётчиков. В сложных погодных условиях могут летать только первоклассные пилоты. Поэтому в армии не спрашивают о том, какая будет погода. Вопрос стоит по-другому: «Будем мы сегодня летать или нет? И, если будем, то при каких погодных условиях?» Как вы понимаете, расплывчатые формулировки типа «местами-временами» в ответе просто недопустимы.
Е. К. Семёнов. © Елена Соколихина | Гисметео
— Евгений Константинович, большое спасибо за ваш увлекательный рассказ!
Значимость метеослужбы, как в военной, так и в гражданской авиации, трудно переоценить. Наряду с военными, любой из синоптиков служит Родине и её гражданам. Ведь люди, предупреждённые об опасных погодных явлениях, будут иметь возможность «вооружиться» и защитить себя и своих близких от агрессивных атмосферных процессов!
Мы от всей души поздравляем синоптиков, военных, а также всех тех, кто готов служить своей Родине и вступиться за неё перед лицом неприятеля, с Днём защитника Отечества!
Ученые научились предсказывать обледенение авиалайнеров до вылета. Как это работает
Обледенение самолета в воздухе можно предвидеть, когда лайнер еще на земле. Таковы промежуточные итоги эксперимента, которые проводят петербургские и томские учёные. Разработанный ими способ расчёта опасности уже запатентован. Аналогичной технологии в мире нет. По данным Международной организации гражданской авиации, 11 процентов всех авиакатастроф происходит из-за обледенения воздушных судов. О том как наука предлагает предотвращать подобные ЧП, репортаж Дмитрия Павлова.
«То взлёт, то посадка, то снег, то дожди. Метеорологи давно научились прогнозировать погоду. Их примеру решили последовать астрономы. Цель перед собой поставили высокую. Научиться предугадывать появление льда на корпусе самолета».
В «Пулково» плюсовая температура, осадков нет, но атмосфера рано или поздно встретит лайнер «минусом» и, возможно, водяными парами — коварной невидимой влагой. Этот коктейль подаётся только со льдом.
«Обледенение — это фактор такой, который влияет на безопасность полётов. Увеличивается масса самолёта, лёд очень быстро нарастает. В условиях обледенения уменьшается подъёмная сила за счёт того, что изменяются аэродинамические характеристики крыла и хвостового оперения, т. е. самолёт управляется по-другому и летит по-другому».
Как максимально обезопасить полёты задумались два института: прикладной астрономии в Петербурге и мониторинга климатических и экологических систем в Томске. Учёные вместе придумали метод, который позволит определять в небе границу, достигнув которой, самолёт начнёт покрываться ледяной коркой.
«Видно, что на высоте 250 метров уже минус один градус, на высоте 500 метров −3. Соответственно, обледенение возможно уже на высоте 150, 200 метров».
Температуру воздуха на компьютер передал прибор, установленный на крыше института. Информацию обновляет каждые пять минут. Во дворе установлен ещё один прибор. Определяет количество водяного пара в атмосфере. Сопоставив данные, аппаратура может спрогнозировать появление льда на самолёте ещё до его взлёта.
«В конечном итоге, должна быть создана такая система, которая как экспертную оценку давала бы возможность оценить вероятность обледенения в тот или иной момент на той или иной высоте самолёта. Т. е. конечный итог — столько-то процентов вероятность, что обледенение произойдёт».
Промежуточные итоги обнадёживают. Метод испытали на полигоне томского института вблизи местного аэропорта. Данные об обледенении, полученные с бортов самолётов, сравнивали с предсказаниями приборов. Точность попадания — 99 процентов.
Подписывайтесь на нас в «Яндекс.Новостях», Instagram и «ВКонтакте».
Что вызывает задержки вылетов зимой?
Метели накрыли Русскую равнину на этой неделе. 3 февраля непогода внесла коррективы в работу многих аэропортов. К примеру, из Волгограда не могли вылететь самолеты в Москву и Сочи. Задержки рейсов колебались от 50 минут до четырех часов. В этот же день из-за ветра и снега в Пскове не смог сесть самолёт из столицы. Решение о посадке или вылете всегда принимает командир воздушного судна, а вот всю информацию о погодных условиях он получает у метеорологической службы аэропорта.
«Буквально в один-два клика экипаж может нажать либо номер рейса, либо направление и получить всю полетную документацию. Таким образом ознакомиться с погодными условиями по пункту вылета, пункту посадки и по маршруту», – пояснила Лариса Булгак, главный синоптик-начальник Службы прогнозирования и брифинга.
На московских международных аэродромах местные сводки формируются и выпускаются в ежеминутном режиме выдачи информации. В местные сводки включаются данные бортовой погоды об опасных явлениях погоды: умеренной или сильной турбулентности, слабом, умеренном или сильном обледенении, сдвиге ветра. На вооружении Главного метеорологического авиационного центра Росгидромета около сотни комплектов сложного оборудования, в том числе десятки измерителей видимости, параметров ветра, температуры, влажности и давления. Все столичные аэропорты всепогодные, то есть позволяют взлетать и садиться практически при любых метеоусловиях.
«У нас очень хорошее оборудование на самолетах. Такое же хорошее оборудование в аэропортах. Полосы достаточно хорошо подсвечиваются. Есть инструментальная система посадки, которая работает совместно с оборудованием в самолете. Ммы проходим регулярные тренировки для посадки в подобных условиях», – рассказал Алексей Матвеев, командир воздушного судна.
Наиболее серьезная проблема для пилотов – это сильный боковой ветер, он часто становится причиной задержек авиарейсов, хотя есть экипажи, которые умудрялись заходить на посадку и в таких сложных условиях. Вылеты откладываются также из-за плохой видимости во время ливня или метели. Зимой самолеты обязательно должны проходить обработку против обледенения, что тоже может вызвать задержки.
Пилоты при взлете и посадке стараются обходить мощные кучево-дождевые облака – именно в них формируются грозовые разряды, хотя современный авиалайнер вполне способен перенести даже прямое попадание молнии.
Aircraft Icing — обзор
4.1 Введение
Национальное управление по исследованию океана и атмосферы (NOAA) Геостационарные операционные спутники окружающей среды (GOES) -R Series Advanced Baseline Imager (ABI) — это 16-канальный радиометр, предназначенный для измерения излучения и солнечного излучения. отраженная энергия от Земли. Он наблюдает Западное полушарие во временных интервалах от 30 с до 15 минут и с пространственным разрешением 0,5, 1 и 2 км в видимой, ближней инфракрасной (NIR) и инфракрасной (IR) длинах волн (Schmit et al., 2005, 2017; Каллури и др., 2018; Гудман и др., 2017; Сборник данных серии GOES-R, 2019 г.). Эти спектральные диапазоны позволяют осуществлять мониторинг множества приложений в атмосфере, океане, суше и криосфере, включая суровые погодные условия, тропические циклоны и ураганы, погодные воздействия на авиацию, такие как туман, обледенение самолетов и турбулентность, а также стихийные бедствия, такие как извержения вулканов и пожары. (Шмит и др., 2018). ABI имеет два основных режима сканирования: непрерывный полный диск и гибкий режим. В непрерывном режиме полного диска ABI предоставляет полный образ диска каждые 5 минут.Гибкий режим является наиболее часто используемым режимом, и в этом режиме ABI сканирует весь диск каждые 10 минут, непрерывные США (CONUS) каждые 5 минут, плюс два мезомасштабных (1000 км × 1000 км в спутниковой подпункте) сектора каждую минуту. До апреля 2019 года в гибком режиме создавался полный образ диска за 15 минут. Теперь, однако, текущий рабочий гибкий режим сканирует весь диск каждые 10 минут. Серия GOES-R была разработана как группировка из двух спутников (GOES East и GOES West) с запасным на орбите. Восточный сектор КОНУС охватывает прилегающие США, но западный сектор охватывает территорию такого же размера, которая простирается от Гавайев до западных Соединенных Штатов.
ABI на GOES-R имеет 16 спектральных диапазонов. Таблица 4.1 включает номинальную центральную длину волны, пространственное разрешение и основное применение. Каждый из них калибруется на орбите либо с помощью солнечного диффузора для видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, либо путем наблюдения за космосом и бортовым черным телом для инфракрасного диапазона. ИК-диапазоны ABI были выбраны либо для совпадения со спектральными характеристиками поглощения газов (включая водяной пар, CO 2 и др.), Либо для совпадения с областями с меньшим поглощением («атмосферные окна»), которые позволяют проводить наблюдения за нижними слоями атмосферы и Поверхность Земли.Это означает, что ABI может контролировать несколько слоев системы Земля-атмосфера.
Таблица 4.1. Характеристики прибора ABI серии GOES-R
| Номер диапазона | Номинальная центральная длина волны (мкм) | Пространственное разрешение (км) | Тип | Название |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,47 | 1 | Видимый | Синий |
| 2 | 0.64 | 0,5 | Видимый | Красный |
| 3 | 0,86 | 1 | Ближний инфракрасный диапазон | Растительность |
| 4 | 1,37 | 2 | Ближний инфракрасный диапазон | Cirrus |
| 5 | 1,6 | 1 | В ближнем инфракрасном диапазоне | Снег / лед |
| 6 | 2,2 | 2 | В ближнем инфракрасном диапазоне | Размер частиц облака |
| 7 | 3.9 | 2 | Инфракрасное | Коротковолновое окно |
| 8 | 6,2 | 2 | Инфракрасное | Тропосферный водяной пар верхнего уровня |
| 9 | 6.9 | 2 | Инфракрасный | Тропосферный водяной пар среднего уровня |
| 10 | 7,3 | 2 | Инфракрасный | Тропосферный водяной пар нижнего уровня |
| 11 | 8.4 | 2 | Инфракрасный | Фаза верхней границы облаков |
| 12 | 9,6 | 2 | Инфракрасный | Озон |
| 13 | 10,3 | 2 | Инфракрасный | Чистое длинноволновое ИК-окно |
| 14 | 11,2 | 2 | Инфракрасное | ИК-длинноволновое окно |
| 15 | 12.3 | 2 | Инфракрасный | Загрязненное длинноволновое ИК-окно |
| 16 | 13,3 | 2 | Инфракрасный | CO 2 |
Пространственное разрешение действительно в подточке спутника.
ABI измеряет энергию на разных длинах волн, которая либо отражается (видимая и ближняя ИК), либо излучается (ИК) от поверхности Земли. Эти измерения преобразуются в единицы яркости, калибруются, перемещаются и переносятся на фиксированную сетку.Используя соглашение программы GOES-R, они называются излучениями уровня 1b (L1b) и являются основной формой данных ABI, отправляемых пользователям, и после этого шага обработки ретранслируются в сообщества пользователей. Файлы GOES Rebroadcast (GRB) обычно доступны в течение нескольких секунд после сканирования данных, через прямую трансляцию или с большей задержкой через Интернет в формате netCDF (см. Главу 22). Файлы netCDF излучения L1b содержат метаданные, поэтому яркость можно преобразовать в единицы, более знакомые многим пользователям: коэффициент отражения (для видимых / ближних ИК-диапазонов 1–6) и яркостную температуру (BT) (для ИК-диапазонов 7–16).В усовершенствованной системе GOES, где пользователям оставалось выполнять это преобразование самостоятельно, получая необходимые коэффициенты преобразования с веб-страницы, коэффициенты преобразования ABI предоставляются в метаданных. Кроме того, это преобразование выполняется в наземной системе обработки GOES-R, и эти данные также предоставляются наземной системой GOES-R в качестве продукта уровня 2, называемого продуктом изображения облаков и влажности (CMI). Файлы CMI netCDF содержат те же метаданные, которые позволяют пользователям конвертировать обратно в Radiance, но недоступны через GRB.
Данные, хранящиеся в файлах ABI netCDF, доступных от NOAA, хранятся в виде масштабированных целых чисел. Масштабируемое целое число для файла яркости похоже на то, что называлось «счетчиком» в программе наследия GOES, и поэтому некоторые пользователи GOES-R называют его «счетчиком GRB». Линейное преобразование требуется для немасштабирования до яркости с использованием масштабного коэффициента и смещения (или наклона и пересечения). Это масштабирование и изменение масштаба реальных значений до масштабированных целых чисел или масштабированных яркостей является напоминанием о том, что полученные данные являются дискретными значениями.Это влияет на точность измерений, влияние шума и точность преобразования между яркостью и значениями CMI.
При наличии надлежащих метаданных данные энергетической яркости могут быть преобразованы в единицы коэффициента отражения (номинально 0–1,19) для диапазонов 1–6. Необходимые входные данные: максимально возможное внутриполосное солнечное излучение, E солнце на расстоянии одной астрономической единицы (AU), для каждого из первых шести диапазонов ABI, поправка (например, отношение к среднему) для Отношение расстояния Земля-Солнце ( d ) и значение π.Параметр d — это отношение фактического расстояния (полученного с помощью GRB) к среднему расстоянию Земля-Солнце. Взаимосвязь представляет собой коэффициент отражения ( ), умноженный на E sun , деленный на π и возведенный в квадрат поправки на расстояние. E sun и аномалия расстояния являются частью потока данных. Уравнение (4.1) показывает, как данные яркости будут преобразованы из яркости в коэффициент отражения ( ) для каждого видимого или ближнего инфракрасного диапазона.
(4.1) ρf = (L · π · d2) / Esun
, где L — спектральная яркость (Вт / м 2 ср мкм) для полос 1–6.
При преобразовании спектральной яркости в BT для ИК-диапазонов 7–16 используются коэффициенты функции Планка. Эти коэффициенты могут использоваться для преобразования между энергетической яркостью L [мВт / (м 2 ср см — 1 )] и BT (K) или наоборот. Чтобы преобразовать яркость в BT (K):
(4,2) BT = [fk2 / (alog ((fk1 / L) +1)) — bc1] / bc2
Коэффициенты функции Планка (fk1, fk2, bc1, и bc2), используемые для преобразования между яркостью и BT, находятся в метаданных ABI netCDF.
Данные ABI перед распространением преобразуются в формат фиксированной сетки (FGF) (Kalluri et al., 2018). Эта проекция — «идеальная» проекция этой геостационарной орбиты. Значения широты и долготы для каждого пикселя не хранятся в файлах, но сохраняется достаточно информации для описания местоположения данных на FGF, учитывая, что это известная проекция / местоположение. Координаты проекции для домена хранятся как углы сканирования в радианах в двух одномерных векторах (по одному для x и y ), длина которых соответствует длине измерения массива данных (Таблица 4.2). Размер массива зависит от разрешения полосы и сектора. Дополнительную информацию о преобразованиях навигации можно найти на веб-сайте GOES-R в разделе «Определение продукта и руководство пользователя» (Schmit et al., 2012; PUG, 2018).
Таблица 4.2. Размер массива преобразованных изображений ABI для трех доменов
| Сектор | y -Ось | x -Ось | y -Axis | x -Axis | -Ось| x -Ось | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Полный диск | 21,696 | 21,696 | 10,848 | 10,848 | 5424 | 5424 |
| CONUS | 6000 | 10,000 | 5000 | 1500 | 2500 | |
| Мезомасштаб | 2000 | 2000 | 1000 | 1000 | 500 | 500 |
Первый набор чисел соответствует 0.5-километровый диапазон (2), второй набор чисел соответствует 1-километровому диапазону (1, 3 и 5), а третий набор номеров соответствует 2-километровому диапазону (4, 6–16).
Чтобы лучше подготовиться к серии GOES-R, были использованы изображения быстрого сканирования, экспериментальные одноминутные изображения сильнодействующих явлений окружающей среды с орбитального резервного спутника GOES-14 для демонстрации многих ожидаемых оперативных применений (Schmit et al. al., 2013, 2015; Mecikalski et al., 2015; Bedka et al., 2015, 2018; Gravelle et al., 2016; Line et al., 2016; Apke et al., 2016).
Обледенение в авиационной среде
- Одна из самых больших опасностей для полетов в холодную погоду — обледенение самолета.
- Лед нарушает плавный поток воздуха, увеличивая сопротивление, уменьшая при этом способность аэродинамического профиля создавать подъемную силу
- Многим самолетам запрещено летать в условиях обледенения или, точнее, в условиях известного обледенения
- Недостаточно просматривать прогнозы, так как обледенение сложно предсказать
- Все пилоты должны знать условия, способствующие обледенению воздушного судна, чтобы распознавать их и реагировать в режиме реального времени
- Различные типы обледенения при образовании могут распознаваться по-разному
- После обнаружения обледенение повлияет на управляемость и характеристики воздушного судна и бортовых систем
- Оборудование для защиты от обледенения и обледенения можно использовать для предотвращения или даже удаления льда
- Для существования обледенения необходимо наличие трех ключевых факторов
- Это температура, влажность и размер капель:
- Обледенение обычно образуется при температуре от 0 ° C до -20 ° C
- Чем выше температура воздуха, тем больше вероятность того, что переохлажденная капля ударится о переднюю кромку поверхности самолета и замерзнет, когда она течет обратно, образуя прозрачное и глянцевое наледи
- Они более опасны, поскольку сильно мешают воздушному потоку вокруг поверхности
- Чем ниже температура воздуха, тем больше вероятность того, что переохлажденная капля замерзнет при ударе о поверхность самолета, образуя инейный лед
- Обледенение может образовываться, когда температура наружного воздуха фактически выше точки замерзания, если поверхность самолета ниже точки замерзания.
- Это состояние может иметь место, если самолет недавно спустился с более низких температур
- Для того, чтобы лед нарастал на самолет в полете, в воздухе должно быть достаточное количество жидкой воды.
- Вода в виде пара, мокрого снега (в отличие от сухого снега) или льда, как правило, не прилипает к внешним поверхностям самолета и практически не влияет на общее нарастание льда
- Достаточное количество жидкой воды — это любая видимая влага, которая может быть в виде облака или жидких осадков
- Маленькие капли, как правило, ударяются о поверхность и быстро замерзают, вызывая нарастание льда в концентрированных областях
- Более крупные капли замерзают дольше и могут ударить по большим участкам
- Эти крупные капли могут начать падать на кормовую часть любой защищенной зоны крыла
- Переохлажденные капли могут образовываться двумя способами:
- Инверсия температуры:
- Обычно температура снижается с высотой
- Однако, когда имеет место инверсия температуры, это не так (слой холодного воздуха находится под слоем более теплого воздуха)
- Температурные инверсии чаще всего связаны с теплыми фронтами и стационарными фронтами
- Ледяной дождь (а иногда и ледяная морось) обычно образуется, когда снег падает в воздух, температура которого выше точки замерзания, и тает, образуя жидкие осадки.Эти жидкие капли воды продолжают падать в слой воздуха, температура которого равна или ниже точки замерзания. В некоторых случаях капли замерзают, образуя ледяные шарики, которые можно наблюдать на поверхности
- Это может произойти на любой высоте, но обычно не продолжается на глубине более 3000 футов
- Процесс столкновения-коалесценции:
- Столкновение-коалесценция имеет тенденцию к образованию ледяной мороси, когда капли сталкиваются в облаке и сливаются в более крупные капли
- Этот процесс более вероятен для относительно теплых облаков на небольшой высоте.Ищите высоту верхней границы облаков ниже 12000 футов с температурой верхней границы облаков выше -12 ° C
- Инверсия температуры:
- Зная, что определяет условия обледенения, пилоты должны согласовать значение известных условий обледенения
- AIM определяет известные условия обледенения как атмосферные условия, при которых образование льда наблюдается или обнаруживается в полете.
- Обратите внимание, что из-за изменчивости атмосферных условий в пространстве и времени наличие отчета о наблюдаемом обледенении не гарантирует наличие или интенсивность условий обледенения в более позднее время, а также отчет об отсутствии обледенения не может гарантировать отсутствие обледенения. более поздние условия обледенения
- Чтобы знать или разумно знать, когда вы находитесь в условиях обледенения, пилоты должны обращаться к продуктам для прогнозирования обледенения.
- Графики уровней замерзания
- Прогноз потенциала обледенения (FIP)
- Токовые обледенения AIRMET / SIGMET
- Токовые обледенения PIREP
- Ветры и температуры наверху
- Тип льда меняется в зависимости от атмосферных условий и условий полета, в которых он образуется, а также от структуры и внешнего вида льда.
- Справочник по полетам по приборам,
Clear Ice - Справочник по полетам по приборам,
Наращивание прозрачного льда - Лед, иногда прозрачный и гладкий, но обычно с воздушными карманами, что приводит к бугристому полупрозрачному виду.Глазурь возникает в результате падения переохлажденных капель / капель на поверхность, но не быстрого замерзания при контакте. Глазурь более плотная, твердая, а иногда и более прозрачная, чем инейный лед. Факторы, способствующие образованию глазури, — это те, которые способствуют медленному рассеиванию тепла плавления (то есть легкому переохлаждению и быстрому нарастанию). При более крупных наростах форма льда обычно включает «рога», выступающие из незащищенных поверхностей передней кромки. Скорее всего, из кабины можно точно оценить форму льда, а не его чистоту или цвет.Термины «прозрачный» и «глазурь» использовались по существу для обозначения одного и того же типа обледенения, хотя есть некоторый резерв «чистый» для более тонких наростов, у которых отсутствуют выступы и которые соответствуют профилю .
- Глянцевый прозрачный лед, образованный относительно медленным замерзанием переохлажденной воды, называется прозрачным льдом
- Образуется в основном при температуре от 0 до -10 ° C, большом количестве жидкой воды, высоких скоростях полета самолета и крупных каплях, способствующих образованию чистого льда
- Наиболее опасно, так как прозрачно и образует, медленно замерзает
- Этот тип льда плотнее, тверже, а иногда и прозрачнее, чем инейный лед
- При более крупных образованиях чистый лед может образовывать «рога».
- Справочник по полетам по приборам,
Clear Ice - Справочник по полетам по приборам,
Наращивание прозрачного льда
- Справочник по полетам по приборам,
- Справочник по полетам по приборам,
Rime Ice - Грубый, молочный, непрозрачный лед, образованный в результате быстрого замораживания переохлажденных капель / капель после того, как они ударяются о самолет.Быстрое замерзание приводит к захвату воздуха, что придает льду непрозрачный вид, делает его пористым и хрупким. Инейовый лед обычно срастается вдоль линии торможения аэродинамического профиля и имеет более правильную форму и конформный аэродинамический профиль, чем гололедный лед. Скорее всего, из кабины можно точно оценить форму льда, а не его чистоту или цвет.
- Образует от -10 до -20 ° C
- Шероховатый, непрозрачный, молочный, с нормально выступающими частями
- Образуется в результате мгновенного или очень быстрого замораживания переохлажденных капель, когда они ударяются о самолет, известен как инейный лед
- Быстрое замерзание приводит к образованию воздушных карманов во льду, что придает ему непрозрачный вид и делает его пористым и хрупким
- Для более крупных образований изморозь может образовывать обтекаемое продолжение крыла
- Низкие температуры, меньшее количество жидкой воды, низкая скорость и мелкие капли способствуют образованию изморози
- Справочник по полетам по приборам,
Rime Ice
- Справочник по полетам по приборам,
- Имеет место от -8 до -15 ° C и представляет собой смесь обоих
- Одновременное появление или сочетание характеристик изморози и гололеда.Поскольку прозрачность, цвет и форма льда представляют собой смесь характеристик инея и глазури, точное определение смешанного льда из кабины может быть затруднено
- Тонкий слой кристаллического льда
- Обычно происходит в ясные, безветренные ночи, когда температура воздуха и точка росы ниже нуля.
- Может возникнуть при спуске из зоны отрицательных температур в зону повышенной влажности.
- Лед, который скапливается на защищаемой поверхности между циклами срабатывания противообледенительной системы
- Фактический лед, находящийся на воздушном судне визуально летным экипажем или идентифицированный бортовыми датчиками
- Лед, остающийся на защищенной поверхности сразу после срабатывания противообледенительной системы
- Лед, образующийся при замерзании или повторном замерзании воды, покидающей защищенные поверхности и возвращающейся на незащищенные поверхности
- Обратите внимание на то, что типы льда трудно различить пилоту и они оказывают неопределенное влияние на самолет в полете.Определения типов льда будут включены в AIM для использования в разделе «Примечания» PIREP и для использования в прогнозировании
- Структурное обледенение, относящееся к скоплению льда на внешней стороне самолета, будет влиять на управляемость и характеристики
- Образуется на внешней конструкции летательного аппарата, когда на них падают переохлажденные капли и замерзают
- На мелких частях самолета лед (трубка Пито) образуется раньше, чем на более крупных частях (крыло).
- Обледенение в непонятных местах, например на ветровом стекле, указывает на наличие переохлажденных капель
- Чем быстрее вы двигаетесь, тем больше трение о кожу самолета и, следовательно, меньше ожидается обледенения; так что реактивный самолет не будет обледеневать так же быстро, как Cessna, в тех же условиях
- Обледенение снижает подъемную силу, тягу и дальность полета, а также увеличивает лобовое сопротивление, вес, расход топлива и скорость сваливания
- Самым опасным аспектом обледенения конструкций является его аэродинамическое воздействие
- Из наших принципов полета мы знаем, что подъемная сила создается в основном на первых 25% законцовки крыла, что находится в том же месте, что и лед
- [Рисунок 2-19] Лед изменяет форму аэродинамического профиля, уменьшая максимальный коэффициент подъемной силы и угол атаки, при которых самолет останавливается.
- Обратите внимание, что при очень малых углах атаки лед может незначительно или совсем не влиять на коэффициент подъемной силы
- Однако обратите внимание, что лед значительно снижает CL-MAX, и угол атаки, при котором это происходит (угол сваливания), намного меньше
- Таким образом, при замедлении и увеличении угла атаки для захода на посадку пилот может обнаружить, что лед на крыле, который теперь мало влияет на подъемную силу в крейсерском режиме, вызывает сваливание при меньшем угле атаки и более высокой скорости.
- Даже тонкий слой льда на передней кромке крыла, особенно шероховатый, может существенно повлиять на увеличение скорости сваливания.
- Это как полет на очень большой высоте
- Обледенение винта снижает тягу по той же аэродинамической причине, что крылья имеют тенденцию терять подъемную силу и увеличивать лобовое сопротивление
- Гребные винты могут быть защищены системами защиты от обледенения
- Обледенение влияет на коэффициент лобового сопротивления профиля
- Накопления не толще и грубее, чем грубая наждачная бумага на передней кромке и верхней поверхности крыла, могут снизить подъемную силу на 30 процентов и увеличить сопротивление на 40 процентов (см. Https: // www.aopa.org/news-and-media/all-news/2020/de December/flight-training-magazine/preflight-news)
- [Рисунок 2-19] Обратите внимание, что эффект значительный даже при очень малых углах атаки
- Значительное уменьшение CL-MAX и уменьшение угла атаки в случае сваливания может быть результатом относительно небольшого обледенения
- Уменьшение CL-MAX на 30% не является чем-то необычным, и большое нарастание рогового льда может привести к снижению с 40% до 50%
- Сопротивление имеет тенденцию неуклонно увеличиваться по мере обледенения
- Увеличение лобового сопротивления профиля на 100% не является чем-то необычным, а для крупных обледеневших рогов это увеличение может составлять 200% или даже больше
- Лед на аэродинамическом профиле может иметь другие эффекты, не изображенные на этих кривых
- Даже перед срывом профиля могут быть изменения давления над профилем, которые могут повлиять на поверхность управления на задней кромке.
- Кроме того, при взлете, заходе на посадку и посадке крылья многих самолетов представляют собой многоэлементные профили с тремя или более элементами.
- Лед может по-разному влиять на разные элементы
- Лед также может влиять на способ взаимодействия воздушных потоков над элементами
- Лед может частично блокировать или ограничивать управляющие поверхности, что ограничивает или делает управляющие движения неэффективными
- Кроме того, если дополнительный вес, вызванный скоплением льда, слишком велик, самолет может не подняться в воздух, а в полете он не сможет поддерживать высоту
- Следовательно, перед полетом необходимо удалить любые скопления льда или инея.
- Другой опасностью обледенения конструкции является возможное неконтролируемое и неконтролируемое явление крена, называемое осадкой крена, связанное с серьезным обледенением в полете.
- Пилоты, летящие на воздушных судах, сертифицированных для полетов в известных условиях обледенения, должны знать, что сильное обледенение — это состояние, выходящее за рамки сертификационной зоны обледенения воздушного судна.
- Осадка по крену может быть вызвана разделением воздушного потока (аэродинамическое срывание), которое вызывает само отклонение элеронов и потерю или ухудшение характеристик управляемости по крену [Рисунок 2-20].
- Эти явления могут быть результатом сильного обледенения без обычных симптомов скопления льда или ощущаемого аэродинамического сваливания.
- У большинства самолетов есть момент тангажа вниз от крыльев, потому что CG опережает CP
- Хвостовое оперение призвано противодействовать этому моменту, создавая направленную вниз силу
- [Рисунок 2-21] Результатом этой конфигурации является то, что действия, которые отводят крыло от сваливания, такие как раскрытие закрылков или увеличение скорости, могут увеличивать отрицательный угол атаки хвостового оперения.
- Обледенение хвостового оперения может заглохнуть после полного или частичного раскрытия закрылков
- [Рисунок 2-22] Поскольку хвостовое оперение обычно тоньше крыла, оно является более эффективным сборщиком льда.
- На большинстве самолетов хвостовое оперение не видно пилоту, поэтому он не может наблюдать, насколько хорошо он очищен ото льда какой-либо системой противообледенения
- Таким образом, важно, чтобы пилот был внимателен к возможности сваливания хвостового оперения, особенно при заходе на посадку и посадке.
- Обледенение влияет на коэффициент лобового сопротивления профиля
- Чем больше скапливается льда, тем больше вес самолета
- Фактический вес льда на самолете незначителен, однако по сравнению с нарушением воздушного потока он вызывает
- По мере того, как аэродинамические поверхности становятся менее эффективными, могут снижаться и поверхности управления полетом
- Это означает, что потребуется большее отклонение до точки, в которой контрольная поверхность окажется в эффективном положении.
- Чем больше увеличивается вес и сопротивление, тем больше требуется тяги
- Поскольку тяга также может ухудшать, двигатель должен работать еще больше, увеличивая расход топлива
- Обледенение двигателя происходит, когда лед образуется на впускной или компрессорной части двигателя, что снижает производительность
- Лед в системе всасывания может уменьшить количество воздуха, доступного для горения
- Наиболее распространенным примером обледенения индукционного поршневого двигателя является обледенение карбюратора
- Большинство пилотов знакомы с этим явлением, которое происходит, когда влажный воздух проходит через трубку Вентури карбюратора и охлаждается.
- В результате этого процесса на стенках Вентури и дроссельной заслонке может образовываться лед, ограничивая поток воздуха в двигатель
- Это может произойти при температуре от -7 ° C до 70 ° F (21 ° C).
- Проблема устраняется применением тепла карбюратора, при котором собственные выхлопные газы двигателя используются в качестве источника тепла для плавления льда или предотвращения его образования.
- С другой стороны, авиационные двигатели с впрыском топлива обычно менее уязвимы для обледенения, но все же могут быть повреждены, если источник воздуха двигателя блокируется льдом
- Производители предоставляют альтернативный источник воздуха, который можно выбрать в случае нормальной работы системы
- В турбореактивных самолетах воздух, который втягивается в двигатели, создает зону пониженного давления на входе, что снижает температуру ниже температуры окружающего воздуха
- В условиях предельного обледенения (т.е., условия, при которых возможно обледенение), этого снижения температуры может быть достаточно, чтобы вызвать образование льда на входе в двигатель, нарушая поток воздуха в двигатель
- Другая опасность возникает, когда лед трескается и попадает в работающий двигатель, что может вызвать повреждение лопастей вентилятора, остановку компрессора двигателя или загорание камеры сгорания.
- При использовании противообледенительных систем обратная вода может повторно замерзнуть на незащищенных поверхностях впускного патрубка и, в случае чрезмерного количества, уменьшить поток воздуха в двигатель или исказить схему воздушного потока таким образом, чтобы вызвать вибрацию лопастей компрессора или вентилятора, возможно повреждение двигателя
- Другой проблемой газотурбинных двигателей является обледенение датчиков двигателя, используемых для установки уровней мощности (например, датчиков температуры на входе в двигатель или датчиков соотношения давлений в двигателе (EPR)), что может привести к ошибочным показаниям технических проблем двигателя или полной потере мощности.
- Антенны быстро накапливают лед и обычно не имеют защиты, что приводит к проблемам или сбоям навигации и связи
- Бортовые приборы полагаются на данные из внешних источников, таких как трубка Пито, статические порты и предупреждения об остановке
- Это приведет к отказу прибора
- Присутствие обледенения планера самолета во время взлета, обычно вызванное неправильным или отсутствием устранения обледенения самолета перед полетом, способствовало множеству недавних происшествий с самолетами с газотурбинным двигателем
- Объединенный руководящий комитет авиации общего назначения (ГААО) является основным механизмом для сотрудничества между правительством и промышленностью, обмена информацией и координации действий по смягчению последствий авиационных происшествий.
- Подгруппа по эксплуатации турбинных самолетов (TAOS) работает над смягчением последствий авиационных происшествий при авиационных происшествиях с турбиной
- Несмотря на то, что в настоящее время имеется достаточно информации и рекомендаций относительно воздействия обледенения на воздушные суда и методов борьбы с обледенением, TAOS разработал список рекомендуемых действий для дальнейшей помощи пилотам и операторам в этой области
- Несмотря на то, что в настоящее время имеется достаточно информации и рекомендаций относительно воздействия обледенения на воздушные суда и методов борьбы с обледенением, TAOS разработало список рекомендуемых действий для дальнейшей помощи пилотам и операторам в этой области
- Несмотря на то, что усилия TAOS специально сосредоточены на самолетах с газотурбинным двигателем, признано, что их рекомендации применимы и могут быть адаптированы для пилотов небольших самолетов с поршневыми двигателями
- Убедитесь, что поверхности вашего самолета, генерирующие подъемную силу, ПОЛНОСТЬЮ не загрязнены перед полетом с помощью тактильной (ручной) проверки критических поверхностей, если это возможно.Даже если это разрешено иным образом, операторы должны избегать гладкого или полированного инея на поверхностях, создающих подъемную силу, как приемлемое предполетное условие
- Пересмотрите и обновите свои стандартные рабочие процедуры в холодную погоду
- Ознакомьтесь с ограничениями и процедурами Руководства по летной эксплуатации самолета (AFM), необходимыми для работы в условиях обледенения, перед полетом, а также во время полета .
- Защитите свой самолет на земле, если это возможно, от мокрого снега и ледяного дождя, воспользовавшись ангарами для самолетов
- В полной мере воспользуйтесь возможностями борьбы с обледенением в аэропортах.Не отказывайтесь от услуг по борьбе с обледенением просто из-за стоимости .
- Всегда рассматривайте возможность отмены или задержки рейса, если погодные условия не способствуют безопасной эксплуатации
- Избегайте обледенения взлетно-посадочных полос и будьте осторожны при использовании BETA на мокрых взлетно-посадочных полосах.
- Может наноситься, но плавно и медленно
- Быстрое ускорение может ухудшить управляемость по направлению
- BETA может препятствовать видимости
- Если вы еще не разработали набор стандартных рабочих процедур для работы в холодную погоду, они должны включать:
- Процедуры, основанные на информации, которая применима к эксплуатируемым воздушным судам, например ограничения и процедуры AFM;
- Краткое и понятное руководство, в котором излагаются передовые методы работы;
- Систематическая процедура распознавания, оценки и устранения связанного риска обледенения, а также четкое руководство по снижению этого риска;
- Вспомогательное средство (например, контрольный список или справочные карточки), доступное во время обычных повседневных полетов воздушных судов
- Существует несколько источников руководящих указаний по обледенению планера, включая:
- https: // авиастроение.grc.nasa.gov/
- Информационный циркуляр 91-74, Руководство для пилотов, полет в условиях обледенения
- Консультативный циркуляр 135-17, Руководство пилота Устранение гололеда малой авиации на земле
- Консультативный циркуляр 135-9, FAR Часть 135 Ограничения по обледенению
- Информационный циркуляр 120-60, Программа защиты от обледенения и защиты грунта
- Консультативный циркуляр 135-16, Подготовка и проверка наземной защиты от обледенения и защиты от обледенения
- Обновления утвержденной FAA программы по борьбе с обледенением публикуются ежегодно в виде информационного бюллетеня о стандартах полетов для воздушного транспорта и содержат подробную информацию о процедурах борьбы с обледенением и обледенением, а также о времени ожидания.
- Доступ к нему можно получить на следующем веб-сайте, выбрав информационные бюллетени за текущий год:
- При прохождении слоев обледенения делайте это быстро при малой мощности и низком AoA
- Если обнаружено во время подхода, увеличьте скорость подхода по мере необходимости для сохранения положительного контроля
- Рассмотрите вариант без закрылков или половинных закрылков
- Первые ~ 50% закрылков обычно дают больше подъемной силы для лобового сопротивления, в то время как вторая половина отклонений обычно дает большее сопротивление, чем подъемная сила
- Независимо от количества или атмосферных условий, обзор инструментов прогноза обледенения перед полетом в зимние месяцы / более холодный климат является обязательным; не отнимайте свои ресурсы!
- Наилучший способ борьбы с обледенением — предотвращение его накопления с помощью противообледенительных систем.
- Если обледенение уже образовалось, то ищем противообледенительные системы
- Преодоление опасностей, связанных с обледенением, начинается с предполетного планирования, чтобы определить, где может возникнуть обледенение во время полета, и обеспечить отсутствие на воздушном судне льда и инея перед взлетом.
- Из-за опасности обледенения конструкции воздушным судам, как правило, запрещается выполнять полеты в условиях обледенения
- Важно понимать, что полет в видимую влажность приведет к падению температуры.
- Если вы работаете на грани замерзания, учитывайте это падение и либо избегайте его, либо внимательно следите за температурой
- См. Руководство по эксплуатации воздушного судна для получения информации об обледенении.
- Знайте такие важные вещи, как скорость прохождения подъемов и спусков
- Такая информация будет поддерживать угол наклона самолета таким образом, чтобы свести к минимуму лобовую площадь, на которой может налипать лед, и может спасти жизнь
- Руление вблизи слякоти или воды может привести к попаданию брызг на крыло и оперение и замерзанию, увеличивая вес и сопротивление и ограничивая возможности движений руля
- Это внимание к деталям распространяется на правильное управление противообледенительными и противообледенительными системами во время полета, поскольку погодные условия могут быстро меняться, и пилот должен уметь распознавать, когда требуется изменение плана полета.
- Полеты должны планироваться так, чтобы по возможности обходить районы прогнозируемых условий атмосферного обледенения и грозы.
- Отдельные POH определяют допустимое количество полетов в условиях обледенения
- Существенное обледенение конструкции самолета может вызвать серьезные проблемы с управлением самолетом и его летно-техническими характеристиками
- Узнайте, как рассчитать облачные базы здесь
- Все еще что-то ищете? Продолжить поиск:
Copyright © 2021 CFI Notebook, Все права защищены.| Политика конфиденциальности | Условия использования | Карта сайта | Патреон | Контакты
| Урок
Содержание Справочная информация на этой неделе доступна в главах 13. Типы обледенения Обледенение относится к любому отложению или покрытию льда на воздушном судне. Существует несколько различных типов обледенения, от обледенения, критического для эксплуатации воздушного судна, до устойчивости воздушного судна и опасностей при взлете и посадке.
[вернуться на наверх] Наблюдение за структурным обледенением и отчетность по немуИдентификация и оценка обледенения рассматриваются ниже.
[назад на наверх] Обледенение PIREPSИспользуйте Приложение D-13, примеры на стр. 13-8 и карту на 13-9, чтобы охватить часть PIREPS по обледенению. [вернуться к наверх] Процессы обледененияПроцессы обледенения в микромасштабах
|
Погодные особенности, связанные с условиями обледенения воздушных судов: пример из практики
В контексте опасностей, связанных с погодой в авиации, изучение обледенения воздушных судов очень важно из-за нескольких происшествий, связанных с ним за последние десятилетия.1 февраля 2012 г. необычная метеорологическая ситуация вызвала сильное обледенение C-212-200, самолета, который использовался зимой 2011-2012 гг. Для исследования систем зимних облаков в горах Гуадаррама в центральной части Пиренейского полуострова. В данном случае наблюдения проводились с помощью микроволнового радиометрического профилометра MP-3000A, который непрерывно регистрировал профили температуры и влажности атмосферы каждые 2,5 минуты. Спектрометр облачных аэрозолей и осадков (CAPS) также использовался для изучения облачных гидрометеоров. Наконец, концентрация ядер льда была измерена в изотермической камере Вильсона с целью расчета концентраций в исследуемой области.Синоптические и мезомасштабные метеорологические условия были проанализированы с использованием модели погодных исследований и прогнозирования (WRF). Было продемонстрировано, что топография влияет на генерацию мезоуровня и гравитационных волн на подветренной стороне орографического барьера в районе обледенения самолета. Другие факторы, такие как влажность, направление ветра, температура, стабильность атмосферы и сдвиг ветра, были решающими в появлении обледенения. Это исследование показывает, что условия обледенения могут возникать локально, даже если синоптическая ситуация не указывает на какой-либо риск.
1. Введение
Основными последствиями обледенения самолета являются необычная потеря подъемной силы, например снижение скорости подъема, увеличение трения или быстрое накопление льда на окнах, крыльях или измерительных приборах самолета [ 1]. Анализ обледенения самолетов очень важен из-за многочисленных авиакатастроф, вызванных им за последние десятилетия [2].
Переохлажденные большие капли (SLD) — это капли размером более 50 м в жидком состоянии при температуре ниже 0 ° C и являются основным источником обледенения самолетов.Это связано с тем, что такие капли могут замерзнуть на конструкциях самолета, которые не защищены или недостаточно защищены системами противообледенения [3].
Возможны два механизма образования SLD. Первый — это когда замороженные гидрометеоры тают при переходе в области с температурами выше нуля (часто называемые «теплые носы») и повторно входят в области с отрицательными температурами (переохлаждение). Второй механизм — это когда жидкие капли образуются в процессе конденсации и превращаются в SLD в результате процессов столкновения-коалесценции, цикла, в котором температуры ниже 0 ° C [4, 5].Первый механизм часто связан с теплым лобным ходом [6]. Однако Strapp et al. [7] указали, что примерно 75% случаев замерзающих осадков являются результатом второго механизма.
Высокая влажность и восходящие потоки необходимы для роста капель переохлажденной воды, хотя есть и другие факторы [8]. Для эффективного производства СЛД процессами столкновительной коалесценции необходим процесс смешивания [9]. Королев и Исаак [10] утверждают, что изобарическое перемешивание, создаваемое вертикальными воздушными потоками, которое может вызвать пересыщение, может ускорять рост капель с образованием SLD.Этому механизму способствует наличие инверсионного слоя вблизи вершины облака. Сдвиг ветра является еще одним фактором, способствующим развитию SLD, поскольку он вызывает перемешивание, которое ускоряет рост капель и уменьшает общее количество капель [11].
При температурах около -10 ° C эффективность процесса нуклеации очень низкая из-за слабой активности замерзающих ядер при этих температурах [12]. Таким образом, этот механизм не проявляется в облаках с вершинами при температурах выше −15 ° C. Раубер и Грант [13] указали, что слои переохлажденной жидкой воды (SLW) обычны в орографических облачных системах с вершинами облаков при температурах до -31 ° C.Причину этого явления можно объяснить дисбалансом между содержанием жидкой воды (LWC), поступающим в результате конденсации, и скоростью нуклеации, которая очень мала [14]. К этому следует добавить, что концентрация замерзающих ядер на несколько порядков ниже, чем у ядер конденсации [15].
Среднее время оледенения слоистых облаков составляет около 10 минут [16]. Следовательно, если время пребывания гидрометеора намного меньше характерного времени оледенения, ожидается, что практически все гидрометеоры останутся в жидкой фазе.Это объясняется Королевым и Исааком [10], которые утверждают, что SLD, образующиеся в восходящих потоках, имеют средний срок службы в несколько десятых секунды.
Обсуждаемые выше процессы изменяются в зависимости от рельефа, что делает необходимым выполнение всестороннего мезомасштабного анализа. Важность модификации атмосферного потока, вызываемого горами, зависит от нескольких параметров, таких как высота и форма гор, стабильность атмосферы, скорость и направление ветра [17]. С подветренной стороны гор может появиться область более слабого ветра или вихрей [18], и могут образоваться горные волны [19].В различных работах [20, 21] показано образование мезолуний на подветренной стороне нескольких горных хребтов Пиренейского полуострова в результате ветрового потока, перпендикулярного орографическому барьеру.
Reinking et al. [22] указали, что префронтальный поток вынужден подниматься, когда он проходит через орографический барьер. Орографический подъем создает участки скопления LWC на наветренном склоне. После прохождения орографического барьера воздух резко опускается вниз и образует безоблачную область из-за эффекта Фёна.Затем поток внезапно поднимается, создавая характерные гравитационные волны. Гравитационные волны образуют области короткоживущих, но значительных количеств LWC [23].
Модели численного прогнозирования погоды не могут точно предсказать концентрацию SLD, потому что обычно используемые параметризации обычно переоценивают количество замороженной воды и недооценивают концентрацию переохлажденной жидкой воды [24].
Следовательно, полевые кампании с использованием исследовательских самолетов для измерения in situ переохлажденной жидкой воды и содержания замороженной воды очень важны для повышения точности численных моделей.Подавляющее большинство таких полевых проектов выполнено в США и Канаде [1, 25, 26], за некоторыми исключениями, например, в Германии [27].
В рамках проекта TECOAGUA была разработана серия планов полета для сбора научных данных от облачных систем, способных производить дожди зимой. Эти полеты выполнял самолет C-212-200, принадлежащий Национальному институту аэрокосмических технологий (INTA). Одной из целей этого проекта был полет в условиях обледенения, чтобы понять условия обледенения, которые нередко случаются вблизи аэропорта Мадрид-Барахас.
Как отметили Баумгарднер и др. [28], спектрометр облачных аэрозолей и осадков (CAPS) подходит для измерения микрофизических переменных в облаках, поэтому было решено установить этот прибор на проектный самолет с целью измерения концентрации SLD. Этот зонд способен измерять концентрацию и размер гидрометеоров (и различать их фазы), аэрозоли, LWC, температуру, относительную влажность (RH) и плотность пара, среди других переменных.
1 февраля 2012 г. самолет вылетел с военной базы Торрехон-де-Ардос (Мадрид) и начал сбор достоверных данных в 12:57 (все время по всемирному координированному времени).Самолет летел на север с целью сбора данных о северной стороне Центральной системы. Пролетая над долиной Лозоя на высоте около 3500 м / я, самолет проник в район с высокой концентрацией SLD и температурами около -12 ° C, а LWC достигала 0,44 г / м 3 . Это вызвало скопление льда на профиле крыльев самолета, вынудившее прекратить исследовательский полет.
Целью настоящего исследования является анализ синоптической ситуации и мезомасштабных условий в день обледенения этого самолета.Для этого погодные условия были измерены с помощью имеющейся аппаратуры, а синоптические и мезомасштабные факторы, вызывающие обледенение, были проанализированы с использованием модели погодных исследований и прогнозов (WRF).
2. Схема и методика эксперимента
2.1. Район исследования
Обледенение самолета C-212-200 1 февраля 2012 г. произошло при попытке пересечь горы Гуадаррама. Этот горный хребет находится между провинциями Сеговия и Мадрид в центральной Испании. Ориентация хребтов и долин преимущественно юго-запад-северо-восток.Юго-западный конец диапазона находится на 40 ° 22 ‘северной широты, 4 ° 18’ западной долготы, а его северо-восточный конец — на 41 ° 4 ‘северной широты, 3 ° 44’ западной долготы.
Высота в этих горах значительно превышает 2000 м над уровнем моря. Горы разделены посередине, более высокий хребет на севере и более низкий на юге. Долина Лозоя находится между этими двумя хребтами. Именно над этой долиной (рис. 1) самолет пересек область высокой концентрации SLD, вызвавшей быстрое обледенение и прекращение полета.
2.2. Приборы
2.2.1. Микроволновый радиометрический профилометр MP-3000A
Для зимнего полевого проекта 2011–2012 годов гиперспектральный многоканальный микроволновый радиометр (MMWR; MP-3000A) был установлен на высоте 1880 м над уровнем моря в горах Гуадаррама (расположение на Рисунке 1). Инструмент непрерывно измерял вертикальные профили температуры, влажности, LWC и плотности водяного пара (с временным разрешением около 2,5 минут) на высоте 10 км. MP-3000A был изготовлен Radiometrics, Боулдер, Колорадо, США. Характеристики этого инструмента и полученные профили описаны в Sánchez et al.[29].
2.2.2. CAPS
Самолет C-212-200 нес CAPS под левым крылом во время полевого проекта. CAPS состоит из пяти зондов. Во-первых, это спектрометр облаков и аэрозолей (CAS), который измеряет распределение размеров аэрозолей и гидрометеоров между 0,51 и 50 м. Во-вторых, зонд для визуализации облаков в оттенках серого (CIP-GS), который может измерять гидрометеоры на расстоянии от 25 до 1550 м и представлять 2D-изображения гидрометеоров. Преимущество серой шкалы состоит в том, что она дает дополнительную информацию о характеристиках ледяных кристаллов и, что более важно, лучше определяет глубину резкости и позволяет более точно идентифицировать гидрометеоры.В-третьих, датчик LWD (LWC-Hotwire), который точно оценивает LWC в атмосфере между 0,01 и 3 г / м 3 . Наконец, был датчик для измерения скорости полета и еще один для измерения температуры и относительной влажности. Более подробное объяснение CAPS можно найти в Baumgardner et al. [30].
2.2.3. Изотермическая камера Вильсона
Изотермическая камера Вильсона использовалась для измерения концентрации ядер льда в воздушной массе над горами Гуадаррама. Этот прибор был установлен на уровне земли на Лозойском водохранилище (место на Рисунке 1) в долине Лозоя, где самолет испытал обледенение.В этой камере Вильсона есть резервуар объемом 11 л. Концентрация ядер льда была измерена при -23 ° C из-за низких концентраций, зарегистрированных при более высоких температурах в предыдущих полевых проектах на Пиренейском полуострове. Процедура, использованная в кампании, описана в Castro et al. [31]. Этот прибор может выполнять только статические измерения, поэтому было проведено несколько измерений в течение дня исследования для анализа эволюции концентрации ядер льда.
3.Наблюдение
Самолет вылетел из аэропорта Торрехон в 12:57 1 февраля 2012 года. Целью этого полета было исследование ожидаемых условий обледенения при приближении холодного фронта к исследуемой зоне. При подлете к горам Гуадаррама (13:10) самолет начал испытывать легкое обледенение. Условия обледенения были наихудшими после достижения долины Лозоя (13:15), в результате самолет испытал сильное обледенение, и пилот был вынужден прервать миссию и вернуться в аэропорт.Самолет продолжал сталкиваться с сильным обледенением до 13:19, когда он покинул долину. Легкое обледенение происходило в районе гор Гуадаррама до 13:22, когда самолет, наконец, покинул облако. Самолет приземлился в Торрехоне в 13:31. Траектория полета показана на рисунке 1. Эпизод обледенения был зарегистрирован приборами следующим образом.
3.1. Радиометр MP-3000A
Стабильность атмосферы непрерывно контролировалась микроволновым радиометрическим профилометром MP-3000A. На рисунке 2 показаны вертикальные профили в разное время.В 09:00 1 февраля было замечено, что ночная инверсия не рассеялась на низких уровнях. Была практически нейтральная стабильность от 720 до 630 гПа, где имелся переходный слой к большей стабильности на уровнях 600 гПа и выше. Между 750 и 600 гПа наблюдалась нейтральная статическая стабильность (почти нестабильная), выше которой находился прочный стабильный слой.
В 12:45, когда самолет приблизился к зоне интереса, слои у земли были насыщены, и инверсия значительно ослабла.Вертикальные профили обычно указывают на все более нестабильную атмосферу. Впоследствии наиболее нестабильный атмосферный слой развился от 750 до 600 гПа. Во время предполетной подготовки (с 12:00 до 13:00) в этом слое наблюдалось постепенное увеличение влажности. В этом слое были облака, и именно здесь самолет испытал обледенение (CAPS обнаружила область с высокой концентрацией SLD на уровне 650 гПа). С 13:15 до 13:30, когда самолет испытал сильное обледенение, кривые температуры и точки росы между 750 и 600 гПа были близкими, что указывало на облачность.Последующие профили (13: 45–14: 00) показали меньшую нестабильность и влажность, поэтому мы делаем вывод, что самолет пересек долину Лозоя в наиболее благоприятных условиях для обледенения самолетов в течение всего дня.
Над вышеупомянутым нестабильным слоем (чуть ниже 600 гПа) была более стабильная область, которая сохранялась весь день, представляя слабую термическую инверсию. Этот слой не позволял восходящим потокам в долине Лозойи достигать более высоких уровней и способствовал образованию вертикального сдвига. Бернштейн [32] показал, что стабильно стратифицированные условия способствуют образованию областей с высокой концентрацией SLD.Это будет способствовать сдвигу вблизи вершины облаков, что вызывает интенсивное перемешивание и, следовательно, эффективное и быстрое образование SLD [33].
Термодинамический профиль выявил отсутствие «теплого слоя», что указывает на то, что SLD, вызывающие обледенение самолета, образовывались в результате конденсации с последующим столкновением-коалесценцией, причем весь процесс происходил при температурах ниже 0 ° C. Эти профили соответствуют «типу A», описанному Бернштейном [32], в котором вся атмосфера имеет температуры ниже нуля, включая насыщенный слой.
Данные MMWR позволяют непрерывно рассчитывать показатели устойчивости и определять наличие или отсутствие конвекции. Хотя есть много показателей, которые можно применять для этой цели летом, их мало для зимнего применения. Наиболее нестабильная конвективная доступная потенциальная энергия (MUCAPE) широко использовалась как разновидность CAPE в исследованиях зимней конвекции [34–36]. Этот индекс представляет собой полную потенциальную энергию, доступную наиболее нестабильному воздушному пакету в пределах самых низких 300 мбар при поднятом до уровня свободной конвекции.Чтобы получить этот индекс, сначала необходимо вычислить CAPE, подняв участки с каждого уровня в профилях влажности и температуры. Тогда MUCAPE принимается как самый большой из встреченных CAPE, то есть самый нестабильный участок.
Для непрерывного мониторинга использовались данные радиометра. Промежуточные значения MUCAPE были зарегистрированы за несколько часов до полета (100–200 Дж / кг), но эти значения снизились до 0 Дж / кг в 13:00 (рис. 3). Эти значения неадекватны для конвективного развития [37, 38].
3.2. CAPS
Распределение размеров гидрометеоров по данным, собранным CAPS во время полета 1 февраля, было проанализировано в районе обледенения самолетов. Для этих распределений была выбрана функция гамма-распределения, поскольку она точно отражает распределение размеров капель в облаках. Эта функция была определена Ульбрихом [39] и была выбрана потому, что она лучше отображает более крупные капли. Функция имеет три параметра, зависящих от времени (и пространства в эйлеровом случае): концентрация частиц, их средний диаметр и ширина спектра [40].Параметры оценивались по методу максимального правдоподобия, определенному Уилксом [41]. Функция гамма-распределения использовалась для представления распределения облачных гидрометеоров по размерам [42]. Для проверки согласия на уровне значимости 0,05 использовался тест Лиллиэфорса [43].
Средние распределения размеров гидрометеоров рассчитывались каждые 30 секунд. Измерения CAPS в облаке показаны в таблице 1. Изображения из CIP (часть CAPS) для каждого периода в таблице 1 показаны на рисунке 4.Эти девять измерений соответствуют выделенным кружкам вдоль траектории на рисунке 1, описанной ранее в разделе 2.1. Соответствующее распределение капель по размеру показано на рисунке 5, для которого была применена функция гамма-распределения.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||