Дождь, рему и метеорологический минимум

В авиации бывает так: при явно плохой погоде один самолет спокойно садится, а другой отправляют на запасной аэродром. Попробуем разобраться, почему так ­происходит.
Прежде всего дадим определение, что мы подразумеваем под понятием «погода» («метеорологические условия»), — это состояние атмосферы на конкретной территории в данный временной промежуток.
Сложность метеоусловий в основном определяется состоянием облачности и видимости. Метеоусловия делятся на простые и сложные.
В простых метеоусловиях весь полет, как правило, выполняется визуально. В сложных метеоусловиях полет проходит в основном по приборам. Взлет, полет, посадка зависят от облачности и от видимости. Полеты в облаках осложняются из-за плохой видимости, болтанки, обледенения, электрических разрядов. Наиболее неприятное из этих явлений — болтанка, когда самолет, особенно небольших размеров, кидает в непредсказуемых направлениях.
Ввиду того что на заключительном этапе перед приземлением положение самолета по отношению к взлетно-посадочной полосе (ВПП) летчиком оценивается визуально, то для безопасной посадки, да и взлета, в непогоду необходимы определенные условия по высоте облаков и видимости. С этой целью устанавливается метеорологический минимум. Он зависит от конкретного самолета, аэродрома и экипажа и определяется по трем составляющим: 1) по типу самолета, то есть по его оснащенности системами посадки и др. (устанавливается производителем); 2) по техническому уровню аэродрома; 3) по подготовленности членов экипажа.
Метеорологический минимум членов экипажа определяется высотой облаков и дальностью видимости, при которых член экипажа имеет право выполнять взлет и посадку. Каждый член экипажа имеет свой индивидуальный метеорологический минимум, в зависимости от натренированности. Установлены три категории минимума. Третья категория соответствует высшей натренированности члена экипажа.
Принято закрывать аэропорт при следующих условиях: 1) гроза в районе аэропорта; 2) сильный ливень, уменьшающий горизонтальную видимость менее одной тысячи метров; 3) особый режим аэропорта (прилетает или улетает высшее руководство).
Для принятия решения на вылет командир воздушного судна предварительно знакомится с метеорологическими данными по аэродромам назначения, а также запасным аэродромам. Считается, что рейс возможен при условии наличия в зоне прилета минимум двух аэродромов с оптимальными метеоусловиями.
Существуют погодные условия, которые слишком опасны для полетов любого самолета. К ним относятся ураганы, тайфуны и циклоны.
Ураган — это мощный шторм, который может распространяться на сотни километров. Он содержит очень сильные ветры и проливные дожди.
Тайфун — это мощный ураган, который обычно образуется в Тихом океане, но может встречаться и в Индийском океане. Тайфун, как и ураган, захватывает сотни километров и сопровождается циклонами (циклон — это огромный атмосферный вихрь с пониженным давлением воздуха).
Ветер силой от 10 до 12 баллов опасен и характеризуется как ураган. При ветре силой 12 баллов скорость движения воздушных масс составляет от 25 м/с (90 км/ч) до 33 м/с (120 км/ч). Заметим, что ветры, равные 11 и 12 баллам, случаются редко.
Взлет и посадка самолета совершаются, как правило, против ветра. Время разбега самолета и его длина в значительной степени зависят от ветра. Например, при встречном ветре, дующем со скоростью 10 м/с, и скорости отрыва 70 м/с (250 км/ч) время разбега самолета уменьшится по сравнению со спокойной атмосферой на 14,3 %, соответственно уменьшится и длина разбега.
Аналогично можно оценить влияние встречного ветра на время и длину пробега при посадке. Длина пробега самолета уменьшается за счет снижения посадочной скорости на величину скорости встречного ветра.
Однако практически не бывает ветра, дующего в направлении оси ВПП, хотя аэродромы строят так, чтобы сориентировать полосу по ветровому режиму в данной местности, то есть по розе ветров.
Любой ветер раскладывается на две составляющие. Одна из них будет попутная или встречная, а другая — боковая. Именно боковая составляющая ветра оказывает неприятное, а иногда и опасное воздействие на самолет. Боковой ветер создает силу, стремящуюся развернуть самолет носом против ветра. Важно отметить, что боковое воздействие ветра опасно в основном только при взлете или посадке.
Главную роль для достижения требуемой подъемной силы играет крыло. В процессе разбега встречные воздушные потоки обтекают крыло сверху и снизу. При этом верхний поток над крылом сужается. Это достигается за счет определенной формы крыла: профиль этой конструкции имеет выпуклую форму в верхней части. Из-за сужения верхнего потока авиалайнеру приходится двигаться быстрее, чтобы над крылом проходило такое же количество воздуха, как и под ним. Чем больше скорость воздушного потока, тем ниже в нем давление и наоборот. Давление в верхнем потоке над крылом меньше, чем под крылом. Именно из-за разницы давлений и возникает подъемная сила, которая позволяет самолету взлететь. Эта сила как бы выталкивает крыло авиалайнера и сам авиалайнер вверх. При взлете против направления воздушных потоков к собственной скорости авиалайнера добавляется скорость ветра. Соответственно, набегающий поток воздуха позволяет увеличить подъемную силу и уменьшить минимальную скорость относительно земли для того, чтобы удержать самолет в воздухе. Это актуально и при совершении посадки.
В условиях сильного бокового ветра пилоту очень сложно управлять авиалайнером, особенно при взлете и посадке. Дело в том, что при этом образуются дополнительные аэродинамические силы и моменты. Так, вследствие неравномерного обдува крыльев возникает кренящий момент.
Разворачивающий момент создается из-за несовпадения центра тяжести и центра бокового давления ветра. При разворачивающем моменте появляется плечо, на которое давит сила бокового ветра. Она-то и разворачивает самолет против ветра. В свою очередь противодействующая этому моменту сила возникает за счет коэффициента сцепления колес шасси с ВПП. Но достаточно ли будет созданного силой сцепления с полосой противоположного момента, чтобы удержать самолет на полосе? Пилот вынужден бороться со сносом самолета (снос — это угол между продольной осью самолета и линией пути). Нескомпенсированный угол сноса в момент касания может привести к сходу самолета с ВПП. Пока самолет летит — снос проблем не вызывает. Но в момент касания ВПП самолет приобретает сцепление с ее поверхностью, летчик резко разворачивает самолет и направляет его вдоль оси ВПП. В этом случае авария возможна из-за недостаточного коэффициента сцепления с ВПП. Ситуация может усугубиться, когда ВПП покрыта льдом.
Самым опасным непосредственно у земли считается порывистый ветер. Если он резко изменится или вовсе прекратится, то авиалайнер просто потеряет высоту, а при заходе на посадку нужного запаса высоты может просто не оказаться. Опасным для самолетов видом ветра является рему (вертикальное движение воздуха у земли). При рему один поток воздуха движется от земли, а другой — к земле. Небольшой самолет, попавший в восходящий поток, подбрасывает вверх. Нисходящий поток бросает самолет вниз.
Дождь не представляет опасности для полета. При проливных дождях стеклоочистители работают в высоком темпе, и это обеспечивает хороший обзор. В грозу попадание молнии в самолет сопровождается стеканием заряда в воздух через электростатические разрядники, установленные на концах крыльев. После любого подобного происшествия (что большая редкость) самолет должен быть проверен на предмет повреждения обшивки. Наибольшая опасность при грозе — это не молния, а турбулентность воздуха.
В заключение отметим, что непогода очень редко становится причиной авиакатастроф. По статистике все авиакатастрофы, как правило, связаны с техническими неисправностями.
Сергей Елисеев.