Содержание к диссертации
Введение
1. Методы анализа атмосферного пограничного слоя 11
1.1. Характерные авиационные происшествия, связанные со сдвигом ветра и турбулентностью в атмосфере 11
1.2. Методы математического моделирования атмосферного пограничного слоя(АПС) 19
2. Моделирование воздушной среды в окрестности аэродрома 24
2.1. Постановка задачи. Уравнение движения среды и граничные условия 24
2.2. Разработка вычислительного комплекса анализа воздушной обстановки 52
2.3. Тестирование комплекса 59
3. Моделирование функционирования системы "Экипаж-ВС" 83
3.1. Уравнения движения ВС 85
3.2. Уравнения управления 89
3.3. Влияние сдвига ветра на функционирование системы "Экипаж-ВС"...95
4. Синтезирование системы предупреждения сдвига ветра 100
4.1. Компьютерное картографирование местности а/п Нальчик 100
4.2. Круговая обдувка местности а/п Нальчик с учетом влияния толщины АПС 105
4.3. Определение отклонений в движении ВС от заданной траектории с учетом сдвига ветра 117
4.4. Структура системы предупреждения опасного влияния сдвига ветра 128
Заключение 134
Список литературы
- Методы математического моделирования атмосферного пограничного слоя(АПС)
- Разработка вычислительного комплекса анализа воздушной обстановки
- Уравнения управления
- Круговая обдувка местности а/п Нальчик с учетом влияния толщины АПС
Введение к работе
Решение проблемы безопасности полетов воздушных судов (ВС) ф гражданской авиации во многом зависит от корректного учета влияния на исход полета внесистемных факторов, к которым, прежде всего, следует отнести опасные метеоявления (турбулентность, ливневые осадки, сдвиг ветра, метеоусловия, ухудшающие видимость и т.п). Среди этих факторов особо выделяется сдвиг ветра.
Сдвиг ветра относится к одному из опасных для гражданской авиации природных явлений [1 2, 3]. С точки зрения прогнозирования удобно классифицировать сдвиги ветра как неустойчивые и устойчивые. Устойчивый сдвиг, который может быть связан, например, с заметными температурными инверсиями на малых высотах, горными волнами, или обтеканием потоком препятствий и т.п., имеет тенденцию затрагивать определенный район и сохраняется в течение относительно длительных периодов времени (измеряемых часами). Неустойчивый сдвиг ветра, в свою очередь, обуславливается конвективной облачностью и особенно грозами, обычно скоротечен (измеряется минутами), маломасштабен, перемещается с большой скоростью и обладает высокой интенсивностью.
Сдвиг ветра представляет серьезную опасность для полета воздушных судов, в особенности на взлетно-посадочных режимах в непосредственной близости от земной поверхности. Поэтому актуальной задачей является разработка систем обнаружения сдвига ветра и оповещения о нем в аэропортах, а также создание и определение стандартных моделей сдвига ветра. Кроме того важной представляется задача совершенствования летной подготовки пилотов с помощью имитации сдвига ветра на тренажерных комплексах.
Следует отметить, что действующие системы оповещения о сдвиге ветра
носят инструментальный характер, основываясь на измерениях с помощью
Л датчиков ветра. В то же время еще в 1983 г. ИКАО [1] рекомендовал обратить
внимание на моделирование воздушной обстановки в окрестности аэропорта с
учетом рельефа местности. Это касается, в основном, аэрогидродинамических испытаний на уменьшенных моделях. Однако и тогда и сейчас такой способ получения информации представлялся весьма сложным и дорогостоящим. Поэтому он был рекомендован для оценок опасных ситуаций лишь в особых случаях, когда сложившиеся обстоятельства оправдывают производимые затраты, например в районе Гибралтара или при анализе воздушного потока над Кипром.
Последнее десятилетие наряду с бурным прогрессом в области вычислительных технологий характеризуется повышенным вниманием к разработке моделей окружающей среды. Так в 1998г. в Оксфорде это научное направление было определено как одно из приоритетных в вычислительной гидродинамике наряду с моделированием турбулентности и решением сопряженных задач [4]. Поэтому представляется актуальным создание автоматизированного прогностического комплекса, позволяющего моделировать орографию местности в районе аэродрома и анализировать ее влияние на формирование режимов ветра, опасных и сложных для авиации условий погоды в приземном слое атмосферы. С практической стороны такой комплекс предназначается не только для определения рационального размещения строящихся или перестраиваемых аэропортов, но и может служить основой эксплуатационной системы оперативной оценки критических по сдвигу ветра условий выполнения взлета-посадки воздушных судов в действующих аэропортах страны, в особенности расположенных в районах со сложным рельефом.
Следует отметить, что изучению динамики воздушных судов при сдвиге ветра, определению рекомендаций членам экипажа, гарантирующих безопасность летной эксплуатации при попадании воздушного судна в область сдвига ветра, всегда уделялось должное внимание. Обобщение материалов по этой проблематике содержится, например, в [2]. Литература, посвященная исследованиям, связанным со сдвигом ветра достаточно обширна [1, 2, 3, 5-18, 24, 25, 82, 50, 64, 65, 69, 75, 76, 89, 90]. Однако, несмотря на предпринятые
усилия, проблема сдвига ветра остается до сих пор нерешенной и актуальной. Это обусловлено тем, что экипаж ВС по-прежнему не располагает достоверной информацией о сдвиге ветра в районе аэродрома. Кроме того, динамика ВС при попадании в условия сдвига ветра зависит от многих факторов, т.е. в каждый момент полета предельные значения сдвига ветра, при которых еще возможен благополучный исход полета, могут меняться.
Так как при движении ВС по глиссаде ситуация может развиваться быстротечно, то экипаж должен располагать необходимой информацией о приближении к предельным опасным значениям сдвига ветра в каждый момент времени движения ВС по глиссаде. Такие данные могут быть получены при прогнозировании траектории движения ВС с учетом влияния характеристик воздушной среды в каждой точке траектории на основе динамической модели. [2, 19, 20] Сдвиг ветра считается опасным, когда расчетная траектория не "выводит" ВС на ВПП с допустимой пу.
Универсальный прогностический инструмент для решения пространственной задачи и определения характеристик движения турбулентного воздушного потока в районе аэропорта предлагается в работе [21]. Метод разработан в рамках двухмасштабного подхода, учитывающего влияние криволинейного рельефа местности при использовании согласованной с обтекаемой поверхностью расчетной сетки и влияние переменной шероховатости посредством задания пристеночных функций специального типа.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: В диссертационной работе на основе методов численного моделирования движения воздушной среды в районе аэропорта и функционирования системы "экипаж-воздушное судно" синтезируется автоматизированный прогностический комплекс предупреждения сдвига ветра.
ОСНОВНЫЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ.
В диссертации решаются следующие задачи:
- Выполнено компьютерное картографирование местности а/п Нальчик;
Разработан вычислительный комплекс анализа воздушной обстановки в районе аэродрома;
Проведена апробация комплекса на тестовой задаче обтекания сферической вргнутости на плоскости;
Осуществлена круговая обдувка местности а/п с учетом влияния толщины АПС.
Построена программа, позволяющая вычислить СВ в различных точках глиссады из условий круговой обдувки местности а/п и определить влияние СВ на траекторию движения ВС.
Синтезирована система предупреждения опасного влияния сдвига ветра. ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
Методологические аспекты восстановления рельефа и генерации расчетной сетки в окрестности аэропорта;
Разработанный вычислительный комплекс анализа атмосферного пограничного слоя;
Результаты тестовых расчетов обтекания сферической вогнутости;
Разработка и наполнение банка данных о состоянии воздушной среды в каждой точке глиссады;
Предложенная модель, позволяющая проводить непрерывную оценку предельных опасных значений сдвига ветра;
Система предупреждения опасного влияния сдвига ветра. НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. В диссертации представлен подход для решения пространственной задачи движения турбулентного воздушного потока в районе аэропорта, с учетом влияния криволинейного рельефа местности при использовании согласованной с обтекаемой поверхностью расчетной сетки и влияние переменной шероховатости посредством задания пристеночных функций специального типа. На примере аэропорта Нальчик произведена оцифровка местности в виде
электронных карт рельефа и шероховатости. Предложен вычислительный комплекс для определения параметров воздушной среды в точках пространственной сетки, построенной на основе использования конечно-объемной неявной факторизованной процедуры расщепления по физическим процессам для решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, замкнутых с помощью двухпараметрической диссипативной модели турбулентности.
Разработана и наполнена база данных для расчетов по определению влияния профиля ветра на траекторию движения ВС. Для оценки предельных значений сдвига ветра сформулирована математическая модель, включающая уравнения движения воздушного судна и уравнения управления, в которых пилот представлен передаточной функцией.
Синтезирована система предупреждения опасного влияния сдвига ветра.
Достоверность полученных результатов подтверждается сравнительным анализом расчетных результатов для тестовых задач обтекания сферических вогнутостей на плоскости с данными экспериментальных исследований, а также сопоставлением численных прогнозов по АП с реальными событиями в летной эксплуатации.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ, ПУБЛИКАЦИИ.
Материалы диссертации были апробированы на научно-технических семинарах и научно-практических конференциях по безопасности полётов, а также были изложены в докладах и материалах, предоставленных для внедрения.
Всего по материалам диссертации опубликовано работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем составляет 1Г8 страниц, в том числе страницы приложения.
Методы математического моделирования атмосферного пограничного слоя(АПС)
Как известно, проблема обеспечения безопасности взлета и посадки воздушных судов во многом определяется особенностями метеорологических условий, формирующихся под влиянием подстилающей поверхности в окрестности аэропортов. Поэтому представляется актуальным создание автоматизированного прогностического комплекса, позволяющего моделировать орографию местности в районе аэродрома и анализировать ее влияние на формирование режимов ветра, опасных и сложных для авиации условий погоды в приземном слое атмосферы. С практической стороны такой комплекс предназначается не только для определения рационального размещения строящихся или перестраиваемых аэропортов, но и может служить основой эксплуатационной системы оперативной оценки критических по сдвигу ветра условий выполнения взлета-посадки воздушных судов в действующих аэропортах страны, в особенности расположенных в районах со сложным рельефом. Следует отметить, что проблемы окружающей среды, к которым принадлежит рассматриваемая задача, входят в каталог фундаментальных задач современной вычислительной гидродинамики наряду с моделированием турбулентности и сопряженными задачами. Background Генезис данной проблематики [ 22-28 ] связан, с одной стороны, с совершенствованием вычислительных инструментов в области локальной вихревой аэрогидромеханики [ 29 ] и переносом их на так называемые мезомасштабные модели [ 30 ], а, с другой стороны, с развитием экологического мониторинга, с проблемами городского строительства, с оценкой вредного воздействия транспорта и др. Безусловно, численное моделирование в метеорологии давно уже заняло прочное место, поскольку без него не мыслим общеизвестный прогноз погоды. Не менее важным представляется анализ агрофизических процессов. Однако методы исследования указанных процессов принимают во внимание прежде всего их геомасштабность и слишком грубы и приближенны в приложении к мезомасштабных явлениям. Практически отсутствуют сложившиеся корректные расчетные подходы, основанные на решении пространственных уравнений движения воздушной среды с соответствующими уравнениями моделей замыкания. Следует указать на работы [ 31,32 ], в первой из которых численно исследуется перенос примесей между регионами, а во второй рассматривается обтекание сложного рельефа. При этом численное моделирование пространственного приземного потока осуществляется в рамках конечно-объемной процедуры решения уравнений Рейнольдса, замкнутых с помощью двухпараметрической модели турбулентности дифференциального типа. Расчет проводится на местности, рельеф которой задается в электронной карты, а в качестве граничных условий выбираются обычные пристеночные функции для непроницаемой гладкой стенки.
Применительно к мезомасштабным моделям в [ 33 ] рассматривается задача обтекания ветровым потоком градирни
В данной работе модифицируется универсальный прогностический инструмент для решения пространственной задачи движения турбулентного воздушного потока в районе аэропорта в рамках двухмасштабного подхода, учитывающего влияние криволинейного рельефа местности при использовании согласованной с обтекаемой поверхностью расчетной сетки и влияние переменной шероховатости посредством задания пристеночных jL функций специального типа. В конце 90-х годов он был разработан применительно к моноблочным сеткам и использован для расчета ветровых полей в окрестности аэропорта «Пулково» [ 4,21,33 ].
Генезис расчетных исследований, послуживших базисом для данной работы, обусловлен основополагающими тенденциями развития CFD (вычислительной гидродинамики). Ядром использованного вычислительного комплекса являются многоблочные вычислительные технологии, базирующиеся на разномасштабных структурированных пересекающихся сетках. Исторически сложилось, что предложенные в начале восьмидесятых годов, когда особенно активно занимались конструированием расчетных сеток (см. Кутлера [ 35 ], Томпсона [ 36 ]), такие сетки - сетки с перекрытием (overlapping grids) - не получили существенного развития в последующие годы. Гораздо больший опыт был накоплен при использовании многоблочных сеток с адаптивной поверхностью раздела, которые отличаются сложной топологией и значительными углами скоса. Применение же пересекающихся сеток носило единичный характер (см. [ 37 ]) и было ограничено двумерными случаями, а также спецификой решаемых задач.
В 1996г. для решения задачи ламинарного обтекания толстого профиля с вихревыми ячейками была предложена концепция расчета течения на основе пересекающихся структурированных сеток О-типа, которая в последующем была реализована в вычислительном комплексе [ 38,39 ].
Разработка вычислительного комплекса анализа воздушной обстановки
Разработанный вычислительный комплекс ориентирован на использование персональных компьютеров. На прилагаемых схемах показана структура комплекса, состоящего, как уже указывалось выше, из генератора многоблочных сеток, из решателя и интерпретатора численных результатов. В качестве последнего может также использоваться универсальный пакет обработки пространственных полей искомых параметров TECPLOT 7.5.
Пакет программ написан применительно к операционной системе WINDOWS 98 в рамках программно-ориентированной среды DELPY. В качестве примеров его реализаций показаны несколько многооконных меню для решателя, блока подготовки данных и специального продукта по работе с базами данных.
Следует отметить, что для решателя характерно присущая всем пакетам прикладных программ оболочка, состоящая из определителя исходных данных, схемных факторов, а также из интерпретатора промежуточной информации по ф текущим погрешностям в табличной и графической формах, по экстремальным величинам определяющих параметров потока и характеристик турбулентности. Тестирование вычислительного комплекса проведено на примере решения задач о ламинарном и турбулентном обтекании лунки на плоской стенке [85,94].
Для решения задачи ламинарного обтекания глубокой лунки для более точного разрешения разномасштабных, структурных элементов течения, таких, как сдвиговый слой, зона возвратного течения, представляется целесообразным выделить отдельно окружающую лунку пристеночную область кольцевой цилиндрической формы с внешним радиусом 1 (все линейные размеры отнесены к диаметру лунки), внутренним радиусом 0.1 и высотой 0.175. Рассматриваемая область разбивается косоугольной криволинейной сеткой, согласованной с омываемой поверхностью. По окружности выбирается 60 равномерно распределенных ячеек, в вертикальном направлении - от 30 до 45 ячеек; пристеночный шаг варьировался от 0.0008 до 0.005. В радиальном направлении задается от 30 до 45 ячеек, размещенных со сгущением к границе лунки (минимальный шаг - 0.006).
Рассматриваемая подобласть лунки накрывается крупномасштабной прямоугольной областью, основание которой частично совпадает с омываемой потоком плоской стенкой (рис.2.7,а). Начало декартовой системы координат совпадает с проекцией на плоскость центра лунки. Длина области составляет 17, высота - 5, ширина - 10. Указанная область разбивается декартовой сеткой, содержащей 55x35x40 ячеек. Узлы сетки концентрируются в окрестности лунки (минимальный шаг в продольном и поперечном направлениях - 0.1) и вблизи стенки (пристеночный шаг варьируется от 0.001 до 0.005).
Для лучшего разрешения пристеночного течения в окрестности оси цилиндрической подобласти вводится пересекающая эту подобласть "заплатка" (рис.2.7,6), имеющая форму криволинейного параллелепипеда. В ее пределах строится сетка с равномерным распределением узлов в продольном и поперечном направлениях. Шаги этой сетки согласуются с приграничным шагом сетки соседней цилиндрической области. Также увязывается расположение узлов сетки в вертикальном направлении.
Уравнения управления
Управляющая деятельность экипажа при выполнении полета в первом приближении может определяться такими факторами, как тип ВС, этап полета и ситуация. Названные факторы можно представить в виде трех совокупностей: Тип ВС Этап полета Ситуация А в, с, A} о2 1 2 К A, Q
Для данного типа ВС в целях повышения точности моделирования общепринятые этапы полета целесообразно представить в следующем виде: разбег, воздушный участок взлета; начальный набор высоты; маневрирование в зоне аэродрома вылета; набор высоты; крейсерский полет по маршруту (при необходимости разбивается на участки, например при полете по «потолкам»); снижение с эшелона; полет в зоне ожидания; заход на посадку; полет по предпосадочной прямой; уход на второй круг; посадка.
Совокупность ситуаций {С} также требует более детального описания, чем это дано в Нормах летной годности и РЛЭ.
При выборе конкретной ситуации необходимо руководствоваться анализом статистических данных авиационных происшествий и инцидентов в целях выявления типовых ситуаций.
Совокупность ситуаций {С} определяется заданием характеристик и параметров, из которых конструируются элементы математической модели, описывающей поведение системы « Экипаж—ВС» на выбранном этапе полета.
В дальнейшем указанные характеристики и параметры будем называть варьируемыми параметрами. Выбор варьируемых параметров имеет большое значение для определения достоверных отклонений по высоте и скорости полета и ему необходимо уделять особое внимание.
Таким образом, задание тройки элементов из совокупности {А, В, С} сужает управляющую деятельность на столько, что становится возможным ее формализованное описание в виде передаточной функции W(p).
Хотя применение аппарата передаточных функций позволяет описать узкий и упрощенный аспект деятельности члена экипажа, однако при исследовании поставленной задачи подход принципиально возможен.
Обычно оператор представляется в виде трех последовательно соединенных функциональных звеньев. [4]. Первое звено, в котором производится прием приборной информации, по динамическим свойствам представляет собой усиленное звено с запаздыванием. Передаточная функция Щ(р) его равна Щр) = е , (3.8) где п - количество приборов и других средств контроля работы ристем ВС; т — постоянная времени звена (т изменяется в пределах 0,2...0,5с). Второе звено представляет собой специфически вычислительный элемент с самонастройкой. В этом звене производится усиление и дифференцирование принятых сигналов, такой элемент обладает свойствами усилительного, инерционного, апериодического и форсирующего звеньев. Инерционность обусловлена необходимостью выработки решения в результате переработки приборной информации оператором. Чем больше объем приборной информации и менее совершенно приборное оборудование, тем более инерционным является второе функциональное звено. Оператор стремится компенсировать свою инерционность путем создания форсирующих, упреждающих сигналов. Этим и объясняется наличие динамического звена с передаточной функцией т,р+1. Поэтому результирующая передаточная функция второго звена оператора будет т0р+1 где к0 — коэффициент усиления оператора; ту — постоянная времени форсирующего звена оператора; г0 — постоянная времени инерционного апериодического звена оператора.
При достаточно высоком уровне профессиональной подготовки, отсутствии возмущающих воздействий и, следовательно, минимальной психологической напряженности оператор в состоянии сформировать форсирующее звено, которое компенсировало бы влияние инерционности. В этом случае г, = г0 и второе звено превращается в обычное усилительное с передаточной функцией W2{p) = h. Третье звено оператора - нервно-мускульное воздействие на органы управления системами ВС или своеобразный усилитель мощности, выходным сигналом которого служит управляющее воздействие. По динамическим свойствам это—инерционное звено с передаточной функцией. ВД = , (3.10) где ку— коэффициент усиления нервно-мышечного звена.
Постоянная времени нервно-мышечного звена тн зависит от индивидуальных особенностей, психофизиологического состояния оператора и от конструкции и расположения органов управления системами ВС. В среднем гн изменяется в диапазоне 0,1—1 с. Полная передаточная функция оператора Щ (Р) с достаточно высоким уровнем профессиональной подготовки будет (р) = 7 ї к = КК- (311) В упрощенном виде тн = 0, и = 1, k0kt = к
Это означает, что оператор производит усиление входного сигнала в к раз с задержкой времени г (в среднем г изменяется в пределах от 0,2 до 0,5 с).
На основе изучения богатого материала о характеристиках оператора-пилота можно сделать вывод о том, что оптимальные условия управления боковым движением ВС создаются, когда в качестве параметра управления выбирается крен. При выборе курса в качестве такого параметра функции оператора усложняются, поскольку он должен реагировать на производную отклонения от заданного курса [68]. При управлении продольным движением оптимальным параметром управления является тангаж (угловая скорость тангажа).
Круговая обдувка местности а/п Нальчик с учетом влияния толщины АПС
Предложенная во второй главе математическая модель движения воздушной среды в районе аэродрома позволяет восстановить воздушную обстановку в а/п Пулково по метеорологическим данным 23.05.91 г. Посадка осуществлялась с курсом 100 на правую ВПП. Информация АТИС за 12.30 была следующая: полоса 10 правая, мокрая, коэффициент сцепления 0,52; ветер...60 град., 3 м/с, высота 100-40-7 м/с, круг - 60 - 10 м/с, видимость 10, 5 октантов кучево-дождевой высоты 1000, температура +12..., давление 748. По данным метеонаблюдений, фактическая погода, переданная службе УВД в 13.00 ухудшилась: 60 град., 4 м/с, видимость 4000, ливневый дождь, 8,8 кучево-дождевая, высотой 270 м, температура 10, точка росы 8 град, влажность 84 процента, давление 748 мм, грозовых очагов нет (прогноз на 2 часа: временами гроза с дождем). Данная информация, содержащая сведения об ухудшении фактической погоды, уменьшении видимости, усложняющих условиях захода и посадки на борт ВС, как это предусмотрено руководящими документами, не передавалось.
При снижении по глиссаде в районе ДПРМ, который ВС прошел на расчетной высоте 200 м, самолет попал в сильные локальные ливневые осадки, которые сопровождались сдвигом ветра. В процессе пролета ДПРМ экипажем были включены стеклоочистители, что подтверждает факт ливневых осадков.
Неожиданное для экипажа ухудшение погодных условий со сдвигом ветра в локальных осадках и неправильные действия экипажа привели к преждевременному снижению ВС (перед БПРМ высота была 40 м). Так как экипаж (КВС) не принял единственно правильного решения об уходе на второй круг, то полет закончился авиационным происшествием. Исходные данные этого полета (метеоусловия, начальные условия, режимы полета) с учетом орографии местности в районе аэродрома [21] дали возможность определить фактическую и оптимизированную (при правильных действиях экипажа) траектории движения ВС.
В данной задаче рассматривается окрестность аэропорта размером 10000x10000м, в которой выделяется квадрат, ориентированный по заданному направлению набегающего ветрового потока. Центр области совпадает с центром аэропорта. Расчетная область представляет параллелепипед, одним из оснований которого является указанный квадрат, а высота равняется 5000 м.
На входной границе расчетной области задается равномерный профиль скорости, переходящий у стенки в классический логарифмический профиль. Величина скорости набегающего потока принимается в качестве масштаба обезразмеривания. Толщина атмосферного пограничного слоя изменяется в пределах от 50м до 1000м. На выходных границах ставятся мягкие граничные условия (условия продолжения решения из внутренних точек на границу области). На твердых поверхностях выполняются граничные условия, соответствующие локальному равновесию турбулентности вблизи стенки. Расчет стационарного обтекания криволинейной поверхности с нанесенной шероховатостью производится на сетке, содержащей 51х 31 х 51 ячеек со сгущением к центру области.
На рис. 1-3 показаны некоторые из полученных расчетных результатов для турбулентного обтекания приземным низкоскоростным воздушным потоком рельефа местности в окрестности аэропорта Пулково при Re=105 и изменении направления ветра от 0 до 360 (круговая обдувка).
На основе информации о пространственных характеристиках ветрового потока в окрестности аэропорта, полученной в ходе параметрических расчетов, разработана база данных (БД) для распределений скорости ветра вдоль характерных траекторий взлета-посадки воздушных судов - глиссад. Входными параметрами в БД являются направление ветра и толщина атмосферного пограничного слоя. Предусматривается привязка БД к натурным условиям посредством ввода данных измерений скорости ветра на высотах 10м и 700м, а также направления ветра на высоте 700м. При этом с помощью интерполяционной процедуры определяется соответствующая толщина атмосферного пограничного слоя в предположении о формировании логарифмического профиля скорости в непосредственной близости от земной поверхности и таким образом восстанавливается распределение скорости вдоль глиссад и, в целом, в рассматриваемой зоне аэропорта.
Анализ приведенных на рис.2 профилей скорости, построенных вдоль глиссад, при круговой обдувке окрестности аэропорта Пулково обнаруживает связь деформаций профилей с распределением шероховатости в рассматриваемой зоне. Интересно отметить, что наиболее заметные сдвиги ветра наблюдаются вдоль ближайшей к портовым сооружениям глиссаде в диапазоне углов 0 0 - 60, т.е. при северном и северо-восточном ветре. Направление ветра 23. 05. 91 г соответствовало именно этому диапазону. При этом следует учесть, что толщина пограничного слоя в приведенных на рис.2 ситуациях довольно значительна и составляет 100м.
Как показано на рис.3, при уменьшении толщины атмосферного пограничного слоя до 50м сдвиги скорости становятся более выраженными, в то же время для толстых пограничных слоев (порядка 1000м) практически отсутствует реакция профиля скорости на местную шероховатость.
