Войти
Турбулентность при ясном небе (CAT ) - это турбулентное движение воздушных масс в отсутствие каких-либо визуальных подсказок, таких как облака, и возникает, когда воздушные тела движутся на большой высоте. разные скорости встречаются.
Атмосферный регион, наиболее восприимчивый к CAT, - это высокая тропосфера на высотах около 7000–12000 метров (23000–39000 футов), поскольку она соответствует тропопаузе. Здесь CAT чаще всего встречается в районах струйных течений. На меньших высотах может также встречаются возле горных хребтов. Тонкие перистые облака также могут указывать на высокую вероятность CAT.
CAT может быть опасным для комфорта, а иногда и для безопасности авиапассажиров.
Ожидается, что CAT в реактивном потоке станет более сильным и частым из-за изменения климата, при этом трансатлантический зимний CAT увеличивается на 59% (легкий), 94% (умеренный) и 149% (сильный) из-за время удвоения CO2.
Турбулентность при ясном небе обычно невозможно обнаружить невооруженным глазом и очень трудно для обнаружения с помощью обычного радара , в результате чего пилотам самолетов трудно обнаружить и избежать его. Однако его можно дистанционно обнаружить с помощью приборов, которые могут измерять турбулентность с помощью оптических методов, таких как сцинтиллометры, Доплеровские ЛИДАРы или N-щелевые интерферометры..
Хотя высоты около тропопаузы обычно безоблачны, тонкие перистые облака могут образовываться там, где есть резкие изменения скорости воздуха, например, связанные с реактивными потоками. Линии перистых облаков, перпендикулярные струйному потоку, указывают на возможную CAT, особенно если концы перистых ветвей рассредоточены, и в этом случае направление распространения может указывать на то, сильнее ли CAT слева или справа от струйной струи.
Обнаружить и спрогнозировать CAT сложно. На типичных высотах, где это происходит, интенсивность и местоположение невозможно точно определить. Однако, поскольку эта турбулентность влияет на самолеты дальнего действия, которые летают вблизи тропопаузы, CAT интенсивно изучается. Несколько факторов влияют на вероятность CAT. Часто присутствует более одного фактора. 64% несветовых турбулентностей (не только CAT) наблюдаются на расстоянии менее 150 морских миль (280 км) от центра струйного течения.
A только реактивный поток редко может быть причиной CAT, хотя есть горизонтальный сдвиг ветра по его краям и внутри него, вызванный разными относительными скоростями потока воздуха и окружающего воздуха.
Волны Россби, вызванные этим сдвигом струйного потока, и сила Кориолиса заставляют его извиваться.
A температурный градиент - это изменение температуры на расстоянии в некотором заданном направлении. Где изменяется температура газа, меняется и его плотность, и там, где изменяется плотность, может появиться CAT.
От земли вверх через тропосферу температура уменьшается с высотой; от тропопаузы вверх через стратосферу температура увеличивается с высотой. Такие вариации являются примерами температурных градиентов.
Может возникать горизонтальный градиент температуры и, следовательно, изменения плотности, при которых изменяется скорость воздуха. Пример: скорость струи не постоянна по длине; кроме того, температура и, следовательно, плотность воздуха будут варьироваться между воздухом внутри струи и воздухом снаружи.
Турбулентность воздуха Сдвиг ветра - это разница относительной скорости между двумя соседними воздушными массами. Чрезмерный сдвиг ветра порождает вихри, и когда сдвиг ветра достаточно велик, воздух будет двигаться хаотично. Как объясняется в другом месте этой статьи, температура в тропосфере уменьшается, а скорость ветра увеличивается с высотой, и обратное верно для стратосферы. Эти различия вызывают изменения плотности воздуха и, следовательно, вязкости. Таким образом, вязкость воздуха представляет собой как инерцию, так и ускорение, которые нельзя определить заранее.
Вертикальный сдвиг ветра над струйным потоком (то есть в стратосфере) более резкий, когда он движется вверх, поскольку скорость ветра в стратосфере уменьшается с высотой. Это причина того, что CAT может генерироваться выше тропопаузы, несмотря на то, что стратосфера в остальном является областью, которая является вертикально стабильной. С другой стороны, вертикальный сдвиг ветра, движущийся вниз в стратосфере, более умеренный (т. Е. Потому, что нисходящий сдвиг ветра в стратосфере эффективно движется вопреки способу изменения скорости ветра в стратосфере), а CAT никогда не возникает в стратосфере. Аналогичные соображения применимы к тропосфере, но наоборот.
При сильном ветре изменение направления ветра подразумевает изменение скорости ветра. Поток ветра может менять свое направление за счет перепада давления. CAT появляется чаще, когда ветер окружает область низкого давления, особенно с резкими впадинами, которые меняют направление ветра более чем на 100 °. Сообщалось о крайних CAT без каких-либо других факторов, кроме этого.
Ветровой поток над горой вызывает колебания (A), (B) и т. Д. Горные волны образуются при выполнении четырех требований. Когда эти факторы совпадают со струйными течениями, может возникнуть CAT:
Тропопауза - это слой, который разделяет два очень разных типа воздуха. Под ним воздух становится холоднее, а ветер усиливается с высотой. Над ним воздух нагревается и скорость ветра уменьшается с высотой. Эти изменения температуры и скорости могут вызывать колебания высоты тропопаузы, называемые гравитационными волнами.
В контексте полета по воздуху CAT иногда в просторечии называют "воздухом". карманы ».
Стандартные радары самолетов не могут обнаружить CAT, поскольку CAT не связан с облаками, которые показывают непредсказуемое движение воздуха. Авиакомпании и пилоты должны знать о факторах, которые вызывают или указывают на то, что CAT снижает вероятность встречи с турбулентностью.
Самолет в горизонтальном полете полагается на постоянную плотность воздуха для сохранения устойчивости. Там, где плотность воздуха значительно отличается, например, из-за температурного градиента, особенно в тропопаузе, может возникнуть CAT.
Если воздушное судно меняет свое положение по горизонтали изнутри реактивного потока за пределы реактивного потока, или наоборот, может наблюдаться горизонтальный градиент температуры. Поскольку реактивные струи изгибаются, такое изменение положения не обязательно должно быть результатом изменения курса самолета.
Поскольку высота тропопаузы непостоянна, самолет, летящий на постоянной высоте, пересечет ее и столкнется с любым связанным CAT.
1 мая 2017 года самолет Boeing 777, рейс SU270 из Москвы в Таиланд, попал в зону турбулентности при ясном небе. Самолет внезапно упал, и 27 пассажиров, которые не пристегнулись, получили серьезные травмы. Пилоты смогли стабилизировать самолет и продолжить полет. Все пассажиры, которым требовалась медицинская помощь, были доставлены в больницу Бангкока по прибытии.
5 марта 1966 года BOAC, рейс 911 из Токио в Гонконг, Boeing 707, разбился в CAT, с потерей всех рук (124) на борту. Последовательность отказов началась с отрыва вертикального стабилизатора.
Когда пилот испытывает CAT, должен применяться ряд правил:
Поскольку воздушные суда движутся очень быстро, они могут испытывать внезапные неожиданные ускорения или «удары» из-за турбулентности, в том числе CAT - поскольку самолет быстро пересекает невидимые движущиеся воздушные объекты Теоретически на разных скоростях. Хотя в подавляющем большинстве случаев турбулентность безвредна, в редких случаях бортпроводники и пассажиры самолета получали травмы, когда их бросали в кабину самолета во время сильной турбулентности (и в небольшом количестве случаев погибали, как на United Рейс 826 авиакомпании 28 декабря 1997 г.). Рейс 911 BOAC прервался в полете в 1966 году из-за сильной подветренной волны с подветренной стороны горы Фудзи, Япония.
Это изображение из исследования НАСА о вихрях на концах крыльев качественно иллюстрирует турбулентность в следе. Турбулентность в следе - это еще один тип турбулентности при ясном небе, но в этом случае причины сильно отличаются от тех, что изложено выше. В случае турбулентности в спутном следе вращающаяся пара вихрей, создаваемая крыльями большого летательного аппарата при движении, задерживается на значительное время после пролета самолета, иногда более чем на минуту. Когда это происходит, затяжная турбулентность, вызванная следом за законцовками крыла, может отклонить или даже перевернуть меньший самолет на земле или в воздухе в ожидании посадки. Это явление также может привести к авариям с крупными самолетами. Рейс 9570 компании Delta Air Lines разбился в международном аэропорту Большого Юго-Запада в 1972 году при посадке за самолетом DC-10. Эта авария привела к новым правилам минимального времени отделения от "тяжелого" самолета. рейс 587 American Airlines разбился вскоре после взлета из международного аэропорта имени Джона Ф. Кеннеди в 2001 году из-за чрезмерной реакции пилота. чтобы разбудить турбулентность от Боинга 747. Многие самолеты в настоящее время изготавливаются с устройствами законцовки крыла для улучшения как аэродинамического сопротивления, так и экономии топлива - такие устройства также могут незначительно снизить силу вихрей на законцовках крыла. Однако такие изменения не являются существенными с эксплуатационной точки зрения (т. Е. Не меняют расстояния или время, при которых можно безопасно следовать за другим воздушным судном).
