Содержание к диссертации
Введение
1. Полетная дальность видимости в сложных метеорологических условиях ... 12
1.1 Обзор исследований характеристик полетной видимости в сложных метеорологических условиях 12
1.2 Факторы, влияющие на наклонную полетную видимость при полете под низкими облаками 19
1.2.1 Влияние низкой облачности и ограниченной видимости на наклонную полетную видимость 19
1.2.2 Влияние распределения горизонтальной видимости в подоблачном слое (оптической модели) на наклонную полетную видимость 24
1.2.3 Влияние геометрических характеристик, контраста объекта (ориентира) и фона, освещенности, времени года, состояния зрения наблюдателя и условий обзора на наклонную полетную видимость 26
1.2.4 Влияние скорости и высоты полета воздушного судна на наклонную полетную видимость : 30
1.2.5 Влияние скорости и направления ветра на высоте полета на наклонную полетную видимость 31
1.2.6 Влияние рельефа местности и характера подстилающей поверхности на наклонную полетную видимость 34
1.3 Требования к информации о наклонной полетной видимости при обеспечении визуальных полетов под низкими облаками 36
1.4 Постановка задачи на исследование 38
2. Диагноз высоты нижней границы облаков и метеорологической дальности видимости 40
2.1 Анализ статистических характеристик исходных данных 40
2.2 Методика построения расчетных уравнений высоты нижней границы облаков и метеорологической дальности видимости 50
2.3 Оценка достоверности полученных уравнений расчета высоты нижней границы облаков и метеорологической дальности видимости 52
2.4 Диагноз влияния относительного превышения рельефа , местности, растительного покрова и водных объектов на высоту нижней границы облаков и метеорологическую дальность видимости в различных типовых синоптических ситуациях 60
2.5 Оценка достоверности полученных уравнений расчета изменения высоты нижней границы облаков и метеорологической дальности видимости 64
3. Методика расчета наклонной полетной видимости 67
3.1 Методика расчета наклонной полетной видимости 67
3.2 Анализ наклонной полетной видимости в различных типовых оптических моделях 72
3.3 Оценка успешности методики расчета наклонной полетной видимости 83
4. Прогноз наклонной полетной видимости 85
4.1 Особенности метеорологического обеспечения полетов на местных воздушных линиях и при выполнении авиационных работ 85
4.2 Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной видимости 88
4.3 Оценка достоверности сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости 98
4.4 Рекомендации метеоспециалистам по использованию результатов исследования для оценки соответствия метеорологических условий выполнению визуальных полетов под низкими облаками 99
4.5 Рекомендации руководящему диспетчерскому и летному составу по использованию результатов исследования для оценки соответствия метеорологических условий выполнению визуальных полетов под низкими облаками 103
Заключение 107
Литература 111
Приложение 1 123
- Факторы, влияющие на наклонную полетную видимость при полете под низкими облаками
- Методика построения расчетных уравнений высоты нижней границы облаков и метеорологической дальности видимости
- Анализ наклонной полетной видимости в различных типовых оптических моделях
- Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной видимости
Введение к работе
Анализ метеорологических условий, оказывающих влияние на безопасность полетов, показывает, что ограниченная видимость является причиной авиационных происшествий и инцидентов при взлете - в 57%, на посадке - в 71%, на маршруте - в 30% случаев [6-10].
Визуальные полеты под низкими облаками (ниже 600 м) [61]
выполняются при полетах по местным воздушным линиям (МВЛ) и на
авиационные работы (АР) по правилам визуальных полетов (ПВП) и особым
^ правилам визуальных полетов (ОПВП) и относятся к полетам в сложных
метеорологических условиях (СМУ) [1-4,7,44].
Эти полеты часто осуществляются в условиях редкой сети
метеорологических станций при отсутствии радиотехнического контроля
полета, маршруты полетов могут пролегать по газо- и нефтепроводам, линиям
электропередач с транспортировкой грузов на внешней подвеске. В некоторых
щ аэропортах и на посадочных площадках вообще нет метеоподразделений [6-10].
Условия видимости ориентиров при. визуальных полетах под низкими облаками существенно осложняются не только ограниченной видимостью, высокими психофизиологическими и физическими нагрузками, вызываемыми близостью земли, малой дальностью обнаружения и малым временем *л наблюдения ориентиров, а прежде всего тем, что при одних и тех же значениях нижней границы облачности и горизонтальной видимости у земли наклонная полетная видимость может существенно различаться [69-76].
Поэтому для оценки соответствия метеорологических условий визуальным полетам под низкими облаками анализу и оценке должны подлежать не только высота нижней границы облаков (ВНГО) и метеорологическая дальность видимости (МДВ), а, прежде всего, наклонная полетная видимость - видимость из кабины воздушного судна (ВС) наземных объектов (ориентиров) в полете [69-76].
Вопрос об обеспечении потребителя фактической и прогностической информацией о наклонной полетной видимости с высоты полета, выполняемого под. низкими облаками до настоящего времени остается нерешенным. Это объясняется многофакторной зависимостью наклонной полетной видимости. Основными факторами являются: ВНГО, МДВ, распределение горизонтальной видимости с высотой, углы визирования, геометрические характеристики, контраст объекта (ориентира) и фона, освещенность, состояние зрения наблюдателя, скорость и высота полета ВС, направление и скорость ветра на высоте полета, характер подстилающей поверхности [69-73].
Актуальность исследования обусловлена тем, что в настоящее время метеоспециалисты измеряют, прогнозируют и отвечают только за горизонтальную видимость, которая не соответствует наклонной полетной видимости при низкой облачности и не обеспечивает объективную оценку условий видимости наземных объектов (ориентиров) по маршруту с высоты полета [6-Ю].
Целью работы является разработка методики расчета и алгоритма сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости под низкими облаками в типовых синоптических ситуациях с учетом факторов, влияющих на нее для равнинной местности светлого времени суток. Данная цель достигается решением следующих задач:
Выявлением факторов, влияющих на наклонную полетную видимость при визуальных полетах под низкими облаками.
Разработкой уравнений регрессии для расчета ВНГО и МДВ на маршруте полета с учетом рельефа местности, характера подстилающей поверхности в типовых синоптических ситуациях.
Анализом влияния рельефа местности и характера подстилающей поверхности на ВНГО и МДВ.
Разработкой методики расчета наклонной полетной видимости с учетом факторов, влияющих на нее для различных типов распределения горизонтальной видимости с высотой.
Анализом наклонной полетной видимости в оптических моделях с учетом факторов, влияющих на нее.
Разработкой алгоритма сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости.
Разработкой рекомендаций по использованию результатов исследования метеоспециалистами, руководящим диспетчерским и летным составом.
^ Объектом исследования являются ВНГО и МДВ в различных явлениях
погоды, рельеф местности, характер подстилающей поверхности.
Предметом исследования являются наклонная полетная видимость при выполнении визуальных полетов под низкими облаками.
В качестве исходных данных использовались топографические карты
крупного масштаба (1:200000), аэросиноптические материалы,
^ инструментальные измерения ВНГО, МДВ, доклады экипажей ВС,
выполняющих визуальные полеты под облаками ниже нижнего эшелона (< 900
м) на аэродромах Центра подготовки летчиков в г. Борисоглебске филиала
Краснодарского ВВАУЛ и 4 Центра боевой подготовки и переподготовки
летного состава в г. Липецке над равнинной территорией Московской,
, Липецкой и Воронежской областей с 1985 по 2002 год.
Метод исследования физико-статистический. Научная новизна состоит в следующем:
Выявлены основные факторы, влияющие на наклонную полетную видимость под низкими облаками в пограничном слое атмосферы.
Получены уравнения регрессии для расчета ВНГО и МДВ по данным температуры, точки росы, скорости ветра на маршруте полета с учетом
^ рельефа местности, характера подстилающей поверхности в типовых
синоптических ситуациях.
Получены зависимости изменений ВНГО и МДВ по данным пункта вылета (в радиусе до 150 км) от относительного превышения рельефа местности, характера подстилающей поверхности в типовых синоптических ситуациях.
Проведен анализ влияния рельефа местности, характера подстилающей поверхности на ВНГО и МДВ в типовых синоптических ситуациях.
Разработана методика расчета наклонной полетной видимости с учетом факторов, влияющих на нее для различных типов распределения горизонтальной видимости с высотой.
^ 6. Разработан алгоритм сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной
видимости.
7. Предложены рекомендации метеоспециалистам, руководящему
диспетчерскому и летному составу по использованию результатов
исследования на этапах подготовки и выполнения визуальных полетов
под низкими облаками.
~ Теоретическая значимость. Разработанная методика диагноза и
алгоритма сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости под
низкими облаками может служить основой для решения научных и прикладных
задач по гидрометеорологическому обеспечению авиации в пограничном слое
атмосферы.
. Практическая значимость. Разработанная методика диагноза и
алгоритм сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости может быть использована для оценки соответствия метеорологических условий выполнению визуальных полетов под низкими облаками.
Достоверность результатов исследования обеспечивается
использованием надежной исходной информации, а также удовлетворительным согласованием полученных результатов с экспериментальными и ранее проведенными исследованиями.
Материалы диссертации полностью отражены в 15 опубликованных работах.
*Ч
Личный вклад автора. Заключается в сборе, статистической обработке исходных данных, проведении исследований по теме диссертации, анализе результатов, формулировании выводов, разработке методики диагноза, алгоритма прогноза наклонной полетной видимости и рекомендаций по использованию результатов исследования.
Реализация результатов исследования. Основные теоретические и практические результаты, полученные в работе, используются:
при метеорологическом обеспечении полетов в частях Военно-воздушных Сил;
в учебном процессе на метеорологическом факультете Воронежского ВВАИУ;
при выполнении научно — исследовательских работ.
На защиту выносятся:
1. Диагноз влияния на ВНГО и МДВ характера рельефа местности и типа
подстилающей поверхности в различных синоптических ситуациях.
2. Методика расчета наклонной полетной видимости под низкими
облаками, с учетом основных факторов для различных типов
распределения горизонтальной видимости с высотой.
^ 3. Анализ влияния основных факторов на наклонную полетную видимость в
различных типах распределения горизонтальной видимости с высотой.
Алгоритм сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости под низкими облаками.
Рекомендации по использованию результатов исследования для оценки соответствия метеорологических условий выполнению визуальных
^ полетов под низкими облаками.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались
и обсуждались на семинарах кафедры гидрометеорологического обеспечения и
научно технических конференциях Воронежского ВАИИ в период с 2002 по
""- 2004 г., на XIII Всероссийской научно - технической конференции (г. Иркутск,
2003г.), на Международной научной конференции «Совершенствование наземного обеспечения авиации» (г. Воронеж, 2003 г.). По теме диссертации опубликовано 15 работ общим объемом 2 п.л.
Работа состоит из введения, четырех глав и заключения.
Во введении обосновывается актуальность темы исследования, цель и ft содержание поставленных задач, определены объект и предмет исследования, положения, выносимые на защиту, указан метод исследования.
В первой главе проведен обзор исследований по изучению полетной дальности видимости в СМУ, рассмотрены факторы, влияющие на нее и требования к информации о наклонной полетной видимости при визуальных , полетах под низкими облаками.
Во второй главе разработаны уравнения регрессии для расчета ВНГО и МДВ в явлениях погоды с учетом рельефа местности, характера подстилающей поверхности в типовых синоптических ситуациях.
В третьей главе предложена методика расчета наклонной полетной
, видимости при визуальных полетах под облаками с учетом факторов,
влияющих на нее для различных типов распределения горизонтальной видимости с высотой, и дан анализ влияния основных факторов.
В четвертой главе рассмотрены особенности метеорологического обеспечения полетов на МВЛ и при выполнении АР, приведены статистические характеристики временной изменчивости ВНГО и МДВ в различных типовых синоптических ситуациях, разработан алгоритм сверхкраткосрочного прогноза ^ наклонной полетной видимости и предложены рекомендации метеоспециалистам, руководящему и летному составу по использованию
результатов полученной методики при обеспечении визуальных полетах под низкими облаками.
В заключении сформулированы основные выводы проведенных исследований.
Факторы, влияющие на наклонную полетную видимость при полете под низкими облаками
На условия визуальной ориентировки в полете под низкими облаками (на наклонную полетную видимость) влияют следующие факторы: 1. ВНГО, МДВ, их пространственно-временная изменчивость. 2. Тип распределения горизонтальной видимости в подоблачном слое (оптическая модель). 3. Геометрические характеристики, контраст объекта (ориентира) и фона, освещенность, время года, состояние зрения наблюдателя. 4. Скорость и высота полета ВС. 5. Рельеф местности. 6. Характер подстилающей поверхности. 7. Направление и скорость ветра на высоте полета. Влияние указанных факторов на наклонную полетную видимость проявляется следующим образом. Наклонная полетная видимость зависит от ВНГО и горизонтальной видимости под облаками. Низкая облачность и ограниченная видимость ведут к ухудшению наклонной полетной видимости, что затрудняет пилотирование ВС при выполнении визуальных полетов под низкими облаками [31,91]. При полете под низкими облаками в условиях ограниченной видимости экипаж должен быть хорошо подготовлен. Определение местоположения ВС при полете под облаками более трудно, чем при отсутствии облачности [31,91].
При пилотировании ВС под облаками внимание экипажа частично U отвлекается на плотность и цвет облаков, их чередование с просветами, а также на явления, связанные с облаками (осадки, обледенение). Это ведет к нарушению порядка распределения и переключения внимания на приборы, что в конечном итоге снижает качество пилотирования. Особенно трудно пилотировать ВС под облаками при переменной облачности над водной поверхностью, когда естественный горизонт обнаруживается с трудом или не од виден совсем [31,91].
Слоистые облака возникают в подынверсионном слое, когда воздух в нем близок к насыщению и уровень конденсации лежит очень низко. Слоистое облако не имеет резкой нижней границы, что затрудняет, а часто делает невозможным определение момента входа в облачность. Верхняя часть слоистых облаков наиболее плотная. В холодное время года облака сопровождаются слабой моросью. Высота слоистых облаков колеблется в пределах 100 - 300 м, толщина достигает 200 - 600 м [31,47].
Нижняя граница слоистых облаков находится в сложном колебательном движении (рисунок 1.3). Изменение высоты нижней границы может достигать 50 - 100 м за несколько минут и на расстояниях нескольких километров. В связи с этим такие облака создают основную трудность, а иногда и опасную обстановку на последнем, наиболее ответственном этапе полета - заходе на посадку [7-9, 33].
В полете о высоте нижнего края слоистой облачности можно судить по виду ее верхней поверхности. Если облака выглядят сверху ровными и спокойными, их нижняя граница обычно располагается на небольшой высоте от земли. Если их поверхность достаточно бугристая и на ней появляются «пенящиеся» белые барашки или вершины кучевообразпых обликов, то это говорит о значительной турбулентности нижнего слоя, прилегающего к земной поверхности; в этом случае высота нижней границы облаков обычно более 300 м. Появление на верхней границе облачности глории свидетельствует о том, что толщина слоя облаков небольшая [7-9,33].
Условия видимости при полете под слоистыми облаками, как правило, существенно усложняются. Это вызвано тем, что нижняя граница слоистых облаков не является резко очерченной поверхностью, она обычно размыта и представляется в виде переходного слоя ухудшенной видимости -предоблачной дымки. Вертикальная протяженность его составляет 200-100 м и менее [7-9,33]. При наличии предоблачной дымки (рисунок 1.4) условия росы и ее дефицита) и ветра. Поздней осенью и зимой (с ноября по февраль) высота нижней границы сплошного покрова слоистых облаков имеет небольшой суточный ход. Это объясняется незначительным суточным ходом температуры воздуха, точки росы и ее дефицита у поверхности Земли под такими облаками [7-9,33].
Суточный ход видимости при низкой слоистой облачности зависит от суточного хода высоты этой облачности. Указанная зависимость достаточно хорошо выражена, если высота нижней границы слоистой облачности утром не более 200 м. Обычно при такой высоте облаков видимость составляет около 2-4 $ км. По мере увеличения высоты облаков в дневное время видимость увеличивается до 4-6 км [7-9,33].
Соотношение горизонтальной видимости у земли и наклонной видимости при низкой слоистой облачности, по экспериментальным данным характеризуется следующими наиболее типичными случаями [7-9,33].
Дальность наклонной видимости в этом случае составляет 25 - 45 % дальности горизонтальной видимости у земли. Когда видимость у земли равна 100 - 200 м, наземные объекты обнаруживаются с высоты 50 м в 40 % случаев. При высоте нижней границы облаков менее 100 м наклонная видимость иногда может быть равна 100 м. и даже тогда, когда у земли горизонтальная видимость равна 2 - 3 км [7-9].
Дальность наклонной видимости при выходе из облаков составляет 40 -70 % горизонтальной видимости у земли. С повышением облаков дальность видимости увеличивается. При высоте облаков 100 - 150 м она составляет 40
Методика построения расчетных уравнений высоты нижней границы облаков и метеорологической дальности видимости
Построение расчетных уравнений с использованием пошагового метода является одним из наиболее распространенных методов. Пошаговый отбор наиболее информативных предикторов осуществляется процедурой просеивания до тех пор, пока их число не достигает оптимального значения при условии, что расчетная модель станет достаточно устойчивой. При использовании регрессионного анализа применяются следующие критерии отбора предикторов [28,44]. 1. Множественный коэффициент корреляции между предиктантом и предикторами, включенными в уравнение регрессии. 2. Коэффициент корреляции между рассчитанным и фактическим значениями предиктанта. 3. Средняя квадратическая ошибка расчета. Для оценки успешности методики расчета используются следующие критерии: 1. Коэффициент корреляции между рассчитанными и фактическими значениями элемента (метеорологической величины): где 3 и Эф — предсказанное и фактическое значения элемента Э Э и Э — соответствующие средние значения. (X. 2. Средняя абсолютная rj или средняя квадратическая а ошибки расчета. Эти ошибки рассчитываются по формулам: Для распределения ошибок, подчиняющегося нормальному закону, т] = 0,8а. Влияние рельефа местности, растительного покрова, водных объектов и «$ типа синоптической ситуации на наклонную полетную видимость учитывается путем расчета ВНГО и МДВ по уравнениям: где H - ВНГО, м; So - МДВ, м; h ум - значение превышения местности над уровнем моря, м; Г- температура воздуха, С; Td- точка росы, C\ff- скорость ветра, м/с. Значения коэффициентов уравнений ао..Э4 и bo-.bs, полученных регрессионных уравнений для различных типовых синоптических ситуаций, сезона года, наличия или отсутствия леса и водных объектов, явлений погоды, представлены в приложении 1 таблицы 1-16. Оценка достоверности полученных уравнений расчета ВНГО и МДВ была проведена по контрольной выборке, составленной по территории Московской, Липецкой и Воронежской областей с 1985 по 2002 год. Результаты оценки представлены в таблицах 2.3-2.18 Анализ достоверности уравнений для расчетов ВНГО и МДВ по критериям успешности (таблицы 2.3 - 2.18) позволяет сделать вывод о возможности их использования для оценки соответствия ВНГО и МДВ безопасной высоте полета ВС под облаками по ПВП и ОПВП и диагноза наклонной полетной видимости по маршруту. В случае отсутствия данных наземных наблюдений расчет изменений (Ф (уменьшения или увеличения) ВНГО и МДВ производится в зависимости от относительного превышения (понижения) рельефа местности в различных типовых синоптических ситуациях циклона по данным аэродрома (пункта) вылета: где Ah - относительное превышение (понижение) рельефа местности, м; АН, ASo - изменение (уменьшение или увеличение) ВНГО, МДВ, м; с, d -коэффициенты (знак «-» - относительное превышение, «+» - относительное понижение рельефа местности). Влияние рельефа местности, растительного покрова и водных объектов на ВНГО и МДВ рассмотрим на примере относительного превышения рельефа местности в различных типовых синоптических ситуациях циклона и антициклона таблицы 2.19-2.22. По данным таблиц 2.19 - 2.22 были построены зависимости, представленные в приложении 2 рисунки 1 - 32. Ъ Анализ таблицы 2.19 показывает, что наибольшая изменчивость ВНГО в циклоне наблюдается в переходный период года в передней части при наличии растительного покрова и водных объектов (2,4). Наименьшая изменчивость наблюдается в тылу циклона зимой при наличии водных объектов и отсутствии леса (0,4). Таблица 2.20 - Влияние относительного превышения рельефа местности на метеорологическую дальность видимости в различных типовых синоптических ситуациях циклона с учетом растительного покрова и водных объектовАнализ таблицы 2.20 показывает, что наибольшая изменчивость МДВ в циклоне наблюдается в переходный период года в передней части при наличии растительного покрова и водных объектов (24,3). Наименьшая изменчивость наблюдается в тылу циклона зимой при наличии водных объектов и отсутствии леса (4,3). , Таблица 2.21 Влияние относительного превышения рельефа местности на высоту нижней границы облаков в различных типовых синоптических ситуациях антициклона с учетом растительного покрова и водных объектов Ч Анализ таблицы 2.21 показывает, что наибольшая изменчивость ВНГО в антициклоне наблюдается в переходный период года в западной периферии при наличии растительного покрова и водных объектов (1,5). Наименьшая изменчивость наблюдается в восточной периферии зимой при наличии водных объектов и отсутствии леса (0,6). Анализ таблицы 2.22 показывает, что наибольшая изменчивость МДВ в антициклоне наблюдается в переходный период года в западной периферии при наличии растительного покрова и водных объектов (15,3). Наименьшая изменчивость наблюдается в восточной периферии зимой при наличии водных объектов и отсутствии леса (7,8). Достоверность полученных уравнений расчета АВНГО и АМДВ проведена по критериям успешности (R - коэффициент корреляции между рассчитанными и фактическими значениями, а - средняя квадратическая ошибка расчета, ц - средняя абсолютная ошибка расчета) в зависимости от расстояния (таблицы 2.23, 2.24).
Анализ наклонной полетной видимости в различных типовых оптических моделях
Анализ рисунков 3.1, 3.2 показывает, что значения наклонной полетной видимости существенно зависят от оптической модели, явления погоды, скорости полета ВС. Наклонная полетная видимость меньше МДВ, при этом наименьшее ее значение наблюдается в снеге при I оптической модели, а наибольшее - в Б различных явлений погоды при высоте полета 100 м Анализ рисунков 3.3, 3.4 показывает, что значения наклонной полетной видимости существенно зависят от оптической модели, явления погоды, высоты полета ВС. Наклонная полетная видимость меньше МДВ, при этом наименьшее ее значение наблюдается в снеге при I оптической модели, а наибольшее - в дымке при IV оптической модели. W=300 км/ч) при различных значениях коэффициента контрастности Анализ рисунка 3.5 показывает, что наклонная полетная видимость в одной и той же оптической модели существенно зависит от коэффициента контрастности. Чем больше контраст между объектом и фоном, тем больше значение наклонной полетной видимости. Рисунок 3.6 - Зависимость наклонной полетной видимости от вертикального размера объекта в III оптической модели (ВНГО=400 м, МДВ=8 км, К=0,6, В. -=1,5, в =3 - дымка, W=300 км/ч) для различной высоты полета Б Анализ рисунка 3.6 показывает, что наклонная полетная видимость зависит от размера объекта. Чем больше объект, тем выше высота полета, необходимая для обнаружения объекта. Анализ рисунков 3.7, 3.8 показывает, что посадочная видимость также зависит от оптических моделей, явлений погоды и скорости захода на посадку. Минимальные значения посадочной видимости наблюдаются в I оптической модели при снеге, а максимальные - во II оптической модели при дымке. Чем выше скорость захода на посадку, тем меньше значение посадочной видимости. їй Анализ рисунков 3.9 - 3.11 показывает, что посадочная видимость в условиях тумана зависит от оптических моделей и скорости захода на посадку. Минимальные значения посадочной видимости наблюдаются в I оптической модели при посадочной скорости 100 км/ч, а максимальные - в V оптической модели при посадочной скорости 50 км/ч. Достоверность методики расчета наклонной полетной видимости с высоты полета проведена по критериям успешности. Расчетные значения сравнивались с данными, полученными от экипажей ВС. В таблице 3.2 приведены критерии успешности методики расчета для частного случая наклонной полетной видимости - посадочной видимости. Таблица 3.2 - Значения критериев успешности (R, о, rf) расчета посадочной видимости « Методика расчетанаклонной полетнойвидимости Критерии успешности I оптическая модель II оптическая модель III оптическая модель IV оптическая модель V оптическая модель R а Ц R а п R о Ч R а п R о 1 Попредложенной методике 0,78 178,6 143,1 0,75 185,3 147,8 0,69 Ъ2А; 260,7 0,59 653,2 522,4 0,70 162,4 130,1 По методике Рацимора 0,76 189,6 150,5 0,75 196,5 156,-: по методике Гоголевой 0,74 193,6 153,7 Пономограммам(Рук. по практ.работам) 0,76 190,3 152/ 0,73 203,2 163,3 0,69 597,3 520,2 0,56 1436,4 1061, - - 84 Сравнение расчетных значений посадочной видимости с результатами расчетов по существующим методикам (Рацимора, Гоголевой, номограммам «Руководства по практическим работам в метеоподразделениях ВС РФ») показала, что предложенная методика согласуется с существующими и имеет более значимые критерии успешности [2-9,28,44]. Таким образом, результаты третьей главы позволяют сделать следующие выводы: Предложенная методика позволяет рассчитать наклонную полетную видимость с высоты полета в зависимости от ВНГО, МДВ, распределения горизонтальной видимости с высотой, углов визирования, контраста объекта (ориентира) и фона, освещенности, состояния зрения наблюдателя, скорости и высоты полета ВС, скорости ветра на высоте полета, характера подстилающей поверхности. Методика позволяет рассчитать посадочную видимость. Результаты расчетов не противоречат уже существующим методикам. Особенности метеорологического обеспечения полетов на MB Л [3]. 1. Для полетов на МВЛ обычно используется нижнее воздушное пространство. Сами полеты во многих случаях выполняются по ПВП и ОПВП главным образом на MB и ПМВ. № В нижнем воздушном пространстве чаще, чем в верхнем, возникают опасные для полетов метеорологические явления. Например, шквалы, смерчи, град, переохлажденный дождь, сильная пыльная буря, представляющие опасность для взлета и посадки воздушных судов, обычно бывают в нижних слоях тропосферы или непосредственно у земной поверхности. Поэтому при метеорологическом обеспечении полетов на МВЛ ф необходим особенно тщательный анализ атмосферных процессов, развивающихся в нижней половине тропосферы, особенно в пограничном ее слое, и оценка их влияния на полеты по всей МВЛ. 2. Многие МВЛ проходят над малоориентирной местностью со сложным характером рельефа и подстилающей поверхности. При анализе аэросиноптической обстановки и разработке авиационных прогнозов нужно хорошо знать и всесторонне учитывать местные особенности. 3. Большая изменчивость атмосферных процессов в нижних слоях атмосферы нередко создает сложные условия для полетов на MB и ПМВ. Здесь пилоты значительно чаще встречаются с явлениями погоды, которые не только затрудняют пилотирование и самолетовождение, но иногда совсем исключают возможность выполнения рейсов по ПВП и ОПВП. 4. При метеорологическом обеспечении полетов на МВЛ необходима большая консультативная помощь командирам ВС. Надо учитывать, что при выполнении рейсов на MB командиру ВС труднее пилотировать, ориентироваться, определять опасные явления погоды и вести связь. Трудности пилотирования обусловлены тем, что воздушные потоки нижних слоев атмосферы обычно турбулизированы сильнее, особенно летом и над пересеченной местностью. Вместе с тем уменьшается и расстояние, с которого в полете можно определить опасное метеорологическое явление. Широко применяемые на МВЛ винтомоторные и легкие транспортные самолеты более подвержены воздействию атмосферных явлений, чем реактивные самолеты. Они меньше оснащены для борьбы с обледенением. У винтомоторных самолетов меньше технических возможностей для определения в полете таких метеорологических явлений, как грозы, град и интенсивные ливни. Радиус действия средств связи при полете на MB и ПМВ значительно сокращается. Командир ВС на МВЛ часто лишен возможности проконсультироваться с диспетчерской службой. В этих условиях он в большей мере должен полагаться на свои знания, умение и опыт. По указанным причинам особое значение приобретает тщательная предполетная подготовка, в том числе консультация о метеорологических условиях полета. 5. Многие аэропорты МВЛ недостаточно оборудованы системами посадки или не имеют их совсем. На трассах не везде ведется радиотехнический контроль полета. В связи с этим значительно возрастает роль визуальной ориентировки. Связь с аэропортами МВЛ менее развита, чем на союзных воздушных линиях. В ряде случаев МВЛ заканчиваются в небольших населенных пунктах, связь с которыми бывает некруглосуточно. Нередко МВЛ заканчиваются в населенных пунктах, с которыми вообще нет связи. Это создает трудности в управлении воздушным движением и в получении метеоинформации из пунктов посадки.
Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной видимости
Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной видимости при полетах под низкими облаками, в соответствии с требованиями стандартов Международной организации гражданской авиации (ИКАО), должен разрабатываться с заблаговременностью до 3 ч [2,46].
Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной видимости является комплексной задачей, основанный на учете опыта воздушной навигации и факторов, влияющих на нее. Наклонная полетная видимость зависит от ВНГО, МДВ, распределения горизонтальной видимости с высотой, углов визирования, контраста объекта (ориентира) и фона, освещенности, состояния зрения наблюдателя, скорости и высоты полета ВС, направления и скорости ветра на высоте полета, характера подстилающей поверхности.
Командир ВС при визуальных полетах под облаками должен представлять себе детальную картину визуальной ориентировки и предвидеть внезапное ухудшение метеоусловий. Для учета возможных внезапных ухудшений наклонной полетной видимости ВНГО и МДВ используются статистические характеристики временной изменчивости ВНГО и МДВ в типовых синоптических ситуациях (таблицы 4.1,4.2)
Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной видимости является прогнозом II рода и производится по следующему алгоритму: На I этапе по топографическим картам крупного масштаба производится анализ района и маршрутов полета, ориентиров на местности, контраста, характеристик фона. Для этого выделяются участки местности с однородным растительным покровом, наличием или отсутствием водных объектов, и определяются значения превышения рельефа местности над уровнем моря. На II этапе осуществляется прогноз синоптического положения, определяются типовые синоптические ситуации по району и маршрутам полетов. На III этапе прогнозируются температура, точка росы с учетом их суточного хода, адвективных и трансформационных изменений и скорость ветра на период выполнения полетов по району и маршруту полета по методикам, учитывающим местные климатические особенности. На IV этапе в типовых синоптических ситуациях по полученным значениям температуры, точки росы и скорости ветра рассчитываются прогностические значения ВНГО и МДВ с учетом превышения рельефа местности над уровнем моря, характера подстилающей поверхности. На V этапе производится выбор оптических моделей в типовых синоптических ситуациях с учетом ВНГО, МДВ, явлений погоды, влажности и скорости ветра по району и маршруту полета. " I оптическая модель: Н 150 м при So 3 км. Дымка, мелкий снег, снежные зерна, относительная влажность у поверхности земли - более 95%, скорость ветра не более 6 м/с. II оптическая модель: 150 // 200 м при 1 So 4 км. Дымка, мелкий снег, снежные зерна, относительная влажность у поверхности земли - от 91 до 96%, скорость ветра не более 8 м/с. п III оптическая модель: Н = 200..400 м при 1 So 8 км. Дымка, слабые осадки в виде снега, реже - дождя, относительная влажность у поверхности земли - от 81 до 95%, скорость ветра не более 10 м/с. IV оптическая модель: Н = 400..800 м при 1 So Ю км. Приземная дымка, слабый снег, значительные интервалы относительной влажности и л скорости ветра у поверхности земли. V оптическая модель: приземный туман, дымка с верхней границей в пределах 100 - 300 м. Относительная влажность равна или близка к 100 %, скорость ветра не более 4 м/с. На VI этапе по прогностическим значениям ВНГО и минимальных условий для полетов по ПВП и ОПВП рассчитывается истинная высота полета над рельефом местности и наивысшей точкой препятствия. На VII этапе по скорости и направлению ветра на высоте полета, скорости ВС рассчитывается путевая скорость полета ВС. На VIII этапе по прогностическим значениям ВНГО и МДВ, явлений погоды, распределения горизонтальной видимости с высотой, скорости ветра, и входных параметров: углов визирования, контраста объекта (ориентира) и фона, освещенности, состояния зрения наблюдателя, условий обзора, скорости и высоты полета ВС рассчитываются прогностические значения полетной видимости по району и маршруту полета. ВС Рисунок 4.1 - Блок - схема алгоритма сверхкраткосрочного прогноза наклонной полетной видимости На IX этапе для оценки возможных ухудшений наклонной полетной видимости по данным временной изменчивости ВНГО и МДВ в типовых
