Оценка влияния температурного режима на предельно допустимую высоту и максимально допустимую скорость полёта по маршруту Екатеринбург -

 

По исходным данным на бланке аэрологических диаграмм строим кривые распределения (кривые стратификации) средней, минимальной и максимальной температуры соответственно за теплый и холодный период года. Взаиморасположение кривых стратификации и кривой распределения температуры с высотой в СА дает возможность провести качественный анализ температурного режима. Если кривая стратификации расположена правее аналогичной кривой в СА, следовательно, воздух в реальной атмосфере теплее, чем в СА и наоборот.

Для определения количественных характеристик отклонений температуры реальной атмосферы от стандартной снимаем значение с кривых стратификации  средней, минимальной и максимальной температуры, а также температуры СА на высотах 1, 5, 10, 15 км. Используем эти данные для того, чтобы рассчитать ∆t: отклонения реальной температуры tф от стандартной tса на указанных высотах по формуле:

                                                                  ∆t = tф – tса

Таблица расчетов отклонения реальной температуры от температуры СА на определенных высотах.

 

 

Таблица 1.

Высота, км	Дудинка МАРТ
	tср	tmin	tmax	tса	Δtср	Δtmin	Δtmax
1	-18,5	-32,5	-6	8,5	-27	-41	-14,5
5	-35	-49	-23,5	-17,5	-17,5	-31,5	-6
10	-54,5	-63	-41	-50	-4,5	-13	9
15	-44,5	-64	-40	-56,5	12	-7,5	16,5

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.

Высота, км	Дудинка СЕНТЯБРЬ
	tср	tmin	tmax	tса	Δtср	Δtmin	Δtmax
1	0	-10	13	8,5	-8,5	-18,5	4,5
5	-21	-32	-7	-17,5	-3,5	-14,5	10,5
10	-48,5	-57,6	-36	-50	1,5	-7,6	14
15	-48	-60,3	-40	-56,5	8,5	-3,8	16,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.

Высота, км	Екатеринбург МАРТ
	tср	tmin	tmax	tса	Δtср	Δtmin	Δtmax
1	-6	-29	11	8,5	-14,5	-37,5	2,5
5	-26	-44,6	-12	-17,5	-8,5	-27,1	5,5
10	-53	-65	-37,5	-50	-3	-15	12,5
15	-54	-66	-43	-56,5	2,5	-9,5	13,5

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.

Высота, км	Екатеринбург СЕНТЯБРЬ
	tср	tmin	tmax	tса	Δtср	Δtmin	Δtmax
1	9	-7,5	21,5	8,5	0,5	-16	13
5	-15	-34	-4	-17,5	2,5	-16,5	13,5
10	-47	-60	-32,5	-50	3	-10	17,5
15	-50	-60,5	-38,5	-56,5	6,5	-4	18

 

 

 

 

 

Проанализировав данные нанесенные на аэрологическую диаграмму и данные полученные в таблицах 1-4 можно сделать выводы, что:

• В марте в Дудинке средняя температура ниже СА на 27ºС на высоте 1км. По мере возрастания высоты разница фактической температуры и СА уменьшается. На высоте 15км температура становиться на 12 ºС теплее СА.
• В сентябре в Дудинке средняя температура ниже СА на 8,5ºС на высоте 1км. По мере возрастания высоты разница фактической температуры и СА уменьшается. На высоте 15км температура становиться на 8,5 ºС теплее СА.
• В Екатеринбурге в марте температура на высоте 1км в среднем на 14,5 ºС ниже стандартной. Разница между фактической температурой и СА сокращается по мере набора высоты.
• В Екатеринбурге в сентябре практически совпадает со стандартной во всём диапазоне высот.
• В среднем, при полете по маршруту Екатеринбург-Дудинка в марте будет наблюдаться понижение температуры:
• от -3С ниже СА до -4,5С ниже СА на высоте 10км;

и повышение температуры:

• от +2,5С выше СА до +12С выше СА на высоте 15км;
• При полете по маршруту Екатеринбург в сентябре будет наблюдаться следующий характер температуры:
• от +3С выше СА до +1,5С выше СА на высоте 10км;
• от +6,5С выше СА до +8,5С выше СА на высоте 15км;

 

 

Глава 3

3.1. Количественная оценка влияния многолетнего режима температуры воздуха на потолок самолета

В данной главе произведём оценку влияния многолетнего режима температуры воздуха на предельную допустимую высоту полета ВС, а также на предельно допустимую истинную скорость ВС.

Предельно допустимая высота полета самолета зависит от многих факторов, в т.ч. и от атмосферных условий. При полетах на высотах, близких к потолку, ухудшается устойчивость и управляемость самолетов. Полет на таких высотах выполняется с большим, чем обычно, углом атаки. В случае попадания самолета в область сильных восходящих потоков воздуха и положительных отклонений температуры от СА, возможен выход на закритический угол атаки, и как следствие  возможна потеря устойчивости, срыв воздушного потока, помпаж и остановка двигателей.

Правильная оценка и анализ фактической температуры необходим для обеспечения безопасности полета на высотах близких к практическому потолку.

В гражданской авиации для обеспечения безопасности полета устанавливается предельно допустимая высота полета Нп.д. Она на 1 – 2 км меньше практического потолка.

Изменение потолка (барометрической высоты полета) можно рассчитать по следующей приближенной формуле:

∆Нп.д.= - k*(tф-tca) = -k*∆tca

Где:

k – эмпирический коэффициент (для большинства реактивных самолетов равный приблизительно 50 м/1°∆t), показывающий, на сколько метров изменится потолок самолета, если стандартная температура воздуха изменится на 1˚С;

tф и tст - соответственно фактическая и стандартная температуры воздуха.

Для практического учета изменения потолка ВС и предельных высот полета необходима информация о фактическом состоянии атмосферы. Потолок ВС меняется аналогично изменению высот изобарических поверхностей. Барометрическую и абсолютную высоту полета можно определить с помощью аэрологической диаграммы, содержащей конкретные температуры зондирования атмосферы.

При графическом расчете на аэрологической диаграмме строим вспомогательную номограмму. Для этой цели из РЛЭ самолета Ил-62 выписываем значение предельно допустимой высоты полета в зависимости от полетного веса. По этим данным на кривой распределения температуры воздуха с высотой в СА отмечаем предельно допустимые высоты для каждого полетного веса.

После этого строим номограммы для каждого полетного веса, которые должны быть параллельны друг другу. Данные для построения номограмм заносим в таблицы 5-8 для пунктов вылета и назначения маршрута, и месяца соответственно.

На аэрологической диаграмме построены номограммы, которые наглядно показывают изменение потолка ВС за счет отклонения температуры от СА.

При полете по маршруту Екатеринбург-Дудинка в сентябре средняя температура будет выше СА (на +3С над Екатеринбургом). Данное повышение t относительно СА будет постепенно уменьшаться до +1,5С над Дудинкой. Это потребует уменьшить предельно допустимую высоту над Екатеринбургом на 150 метров, над Дудинкой на 75 метров. Невыполнение данного требования может привести к увеличению угла атаки, потере управляемости и как следствие сваливанию и попаданию самолета в штопор.

При полете по маршруту Екатеринбург-Дудинка в марте средняя температура над Екатеринбургом будет ниже СА на -3C. По мере приближения к Дудинке фактическая температура будет ниже СА на -4,5C. Это даёт возможность незначительно увеличить предельно допустимую высоту над Екатеринбургом на 150 метров. По мере подлета к Дудинке предельно допустимую высоту можно увеличить 225 метров.

 

 

Таблица 5

Полетный вес, т	Hп.д. М	Екатеринбург (март)
		tса	tср	tмин	tмакс	∆tср	∆tмин	∆tмакс	∆Hп.д.  ср	∆Hп.д. мин	∆Hп.д. макс
160	10 000	-50	-53	-65	-37,5	-3	-15	12,5	150	750	-625
140	10 650	-54,5	-55	-67	-39	-0,5	-12,5	15,5	25	625	-775
120	11 300	-56,4	-56,4	-69,5	-39,5	0	-13,1	16,9	0	655	-845
110	12 000	-56,4	-57,4	-71	-40,5	-1	-14,6	15,9	50	730	-795
<95	12 200	-56,4	-57	-70	-41	-0,6	-13,6	15,4	30	680	-770

 

 

Таблица 6

Полетный вес, т	Hп.д. М	Екатеринбург (сентябрь)
		tса	tср	tмин	tмакс	∆tср	∆tмин	∆tмакс	∆Hп.д.  ср	∆Hп.д. мин	∆Hп.д. макс
160	10 000	-50	-46	-60	-32,5	4	-10	17,5	-200	500	-875
140	10 650	-54,5	-48	-62,5	-34	6,5	-8	20,5	-325	400	-1025
120	11 300	-56,4	-50	-64,5	-35,6	6,4	-8,1	20,8	-320	405	-1040
110	12 000	-56,4	-52	-65,3	-37	4,4	-8,9	19,4	-220	445	-970
<95	12 200	-56,4	-51,5	-65	-37	4,9	-8,6	19,4	-245	430	-970