Небольшая лекция о Т.Я.Н. (турбулентность ясного неба).
Воздушный транспорт, как и любой другой (железнодорожный, морской, автодорожный, конный, телепортационный), является субъектом повышенной опасности, повышенного риска, как для своих пассажиров и водителей, так и для сторонних участников движения. Не буду сейчас касаться всего остального, кроме неба (разговор идет о полетах).
Об атмосфере планеты известно очень многое. Конечно далеко не все, но все же достаточно для того, чтобы по возможности, максимально безопасно в ней передвигаться. (не абсолютно безопасно, а максимально возможно!)
Известно, что атмосфера состоит из газа (кислород там всякий, азот, углекислый газ и прочие газы) За состав отвечает химия, за свойства физика. В данный момент нас интересуют именно свойства атмосферы.
Многие годы, умные люди наблюдали за атмосферой, делали статистические записи, придумывали и проводили опыты, пытались предсказать погоду и разобраться, почему летом идет дождь, а зимой снег. Все это привело к появлению отдельной науки - МЕТЕОРОЛОГИИ.(научно-прикладной области знаний о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физико-химических процессах.) Нужно сказать, что наука эта шагнула довольно далеко и многие вещи, и процессы происходящие в планетарной газовой оболочке, стали очень хорошо понятны и предсказуемы.
Для авиации, знание о небе самое главное из знаний! Невозможно создать самолет (воздушный шар, дирижабль, экраноплан, атмосферолет) не понимая того, что с ним происходит в воздухе и какое влияние этот самый воздух оказывает на инородный предмет, оказавшийся в его среде. А поэтому, все небесные колесницы, рассчитывают и строят так, чтобы обеспечить их совместимость и интегрированность в небо, согласно задач, целей и функций, предстоящих выполнять этим летательным аппаратам в полете. Именно из-за этого пассажирский лайнер не похож на боевой истребитель, а воздушный шар на воздушного змея. Так как же и что влияет на полет?
Основными параметрами неба являются: температура, давление, влажность. Это те самые Три Кита, на которых держится вся остальная кухня атмосферы. Все эти параметры постоянно меняются, что приводит к различным процессам в воздухе, которые напрямую оказывают влияние на воздухоплавание: ветер, давление, циклоны и антициклоны, ураганы, тайфуны, дожди, снегопады, морозы, засухи и т.п.
Я вам открою страшную тайну, принцип полета самолета держится на разности давления воздуха под крылом и над крылом. В принцип полета воздушного шара заложена разница температуры воздуха внутри шара и снаружи (воздух внутри шара нагревают горелкой, плотность воздуха падает и он становится легче, чем холодный снаружи). Дирижабль держится в воздухе потому, что газ внутри баллона отличается от атмосферного и он легче, чем воздух вокруг. Змей летает, потому что дует ветер и его держит веревка! Как только вы уберете эти принципы из уравнения полета вашего небесного агрегата, он тут же брякнется на землю! (Силу тяготения еще никто не отменял! С телепортацией и антигравитацией немного сложнее, но тоже все объяснимо, но об этом в следующий раз).
Вы прослушали (прочитали) размытую вводную часть о "Турбулентности ясного неба". Перейдем к конкретике.
Атмосфера неоднородна и поэтому, любое воздушное судно находящееся в ней подвержено её влиянию. Болтать (трясти) может всегда и везде, вне зависимости от высоты полета, местности над которой пролетаем, наличия облаков, ветра, времени суток. Есть явные зоны и признаки неба, когда с вероятностью в 146% самолет будет трясти.
Первое. Это прежде всего облака.
Облака это тот же самый воздух, но чрезвычайно насыщенный водой. Это значит, что плотность облака значительно выше, чем плотность окружающего его газа. Там другая температура и давление. Это в свою очередь приводит к нестабильности воздушных масс вблизи и внутри самих облаков. Чем мощнее облако, тем мощнее и разнообразнее процессы происходящие внутри и рядом.
Прежде всего это направление и сила воздушных потоков. Вверх. вниз, вбок. Скорости порывов и течений достигают колоссальных значений. Восходящие и нисходящие потоки устремляют огромную массу воздуха в различные стороны. Самолет, попавший в такую кашу-малашу, будет кидать как щепку в бурном селевом потоке. (Но мы же знаем, что "Танк блоху не задавит!" Самому самолету, в принципе, очень даже по барабану, куда его там кидает и швыряет, потому, что он находится в самом потоке и намертво с ним связан. Самолет становится частью этого потока! )
Опасность в больших, грозовых облаках совсем с другой стороны исходит. Там, внутри, не все так гладко и ровно. Там воздух превращается в воду и лед, а лед это уже серьезно. Кроме опасности повреждения корпуса самолета градом,(расколотит в дребезги, как здрасьте!) есть опасность сильного обледенения. Скорость нарастания льда на несущих поверхностях воздушного судна - космическая! Обледенение для самолета, это все равно, что к маленькому рыболовному поплавку привязать кирпич! Если говорить проще, то это превратит летательный аппарат в кусок льда. Не нужно наступать на хвост спящей змее и если есть возможность, то лучше её обойти, чем наступить. Мы всегда обходим грозовые облака и никогда не испытываем судьбу. (но если все же попал туда, а так иногда случается, то это вовсе не значит, что все, пипец, приплыли! Просто нужно как можно быстрее покинуть недружелюбную область. Этому учат, и мы знаем как это делать. И еще раз: Болтанка, это самое невинное, чем грозит гроза!)
Следующее место, где всегда трясет это горы.
При полетах над горной местностью, турбулентность (нестабильность) атмосферы всегда повышена. Связано это с вертикальным и горизонтальным изменением направления ветра. Ну тут все просто. Ветер дул себе прямо и дул. Бац! Гора на пути! Ветер стал загибаться вверх и в бок. Воздушный поток закручивается и завихряется, и поднимается вверх, возмущая спокойную атмосферу.
Знаете в чем разница между цунами и просто здоровенной волной? Высота волны цунами может быть и не очень большой, но масса воды, которую несет в себе цунами и которая следует за этой невысокой волной такова, что имеет астронамический размер. Волна в 2 метра высотой оказывается чуть ли не бесконечной! Она идет и идет, и сносит все на своем пути. В то же время, просто огромная волна, даже в 10 метров, не наносит никакого особого ущерба, так, как нахлынула и закончилась. Так и с воздушными потоками в горах. Ветер дует и дует, загибается и загибается, и устремляется ввысь. Весь этот газовый микс поднимается высоко над горами и трясет самолет. (Но мы же знаем, что "Танк блоху не задавит!" Самому самолету, в принципе, очень даже по барабану, куда его там кидает и швыряет, потому, что он находится в самом потоке и намертво с ним связан. Самолет становится частью этого потока! )
Далее.
Береговая черта.
Там, где море заканчивается и начинается материк, вероятность болтанки очень велика. Дело в том, что прогрев земли и воды не одинаков, (помним, что одним из основных показателей атмосферы есть температура) воздух тоже прогревается не одинаково и вот на этом стыке холодного и горячего возникают "депрессии" (есть такое понятие в метеорологии, об этом вы сами можете почитать подробнее, если заинтересуетесь. Материала в сети много.), что приводит в свою очередь к возникновению вертикальных и горизонтальных потоков. Нужно понимать, что потоки эти не просто потоки похожие на ручейки или даже реки, но невообразимых размеров массы воздуха! Миллионы, миллиарды тон возмущенного газа! (Но мы же знаем, что "Танк блоху не задавит!" Самому самолету, в принципе, очень даже по барабану, куда его там кидает и швыряет, потому, что он находится в самом потоке и намертво с ним связан. Самолет становится частью этого потока! )
Где еще может тряхануть?
Наверное многие из вас испытывали на себе, весь полет проходил спокойно, а при снижении и заходе на посадку, почти у самой земли, начинает кидать? Все верно! Это называется термические потоки (или "термики"). С этим явлением очень хорошо знакомы планеристы. Природа этой турбулентности, та же самая, неравномерный прогрев...
Ну а теперь самое сладкое: "Турбулентность этого самого, ясного неба"
Можете верить, а можете нет, но это факт (как и то, что земля круглая. Сам видел!) в небе существуют свои реки, речушки, ручейки. Только размеры этих рек и речушек чудовищны! Тысячи километров в длину, десятки в высоту и сотни в ширину. Скорость потока в этих течениях может достигать пол тысячи километров в час ! (Как-то видел и испытывал на себе ветер скорость которого была 400 км в час над морем Баффина (это между Гренландией и Канадой)) И вот теперь представьте себе, вы катитесь на велосипеде по дорожке между жилыми кварталами, насвистываете любимую мелодию, ни о чем не подозреваете и вдруг дома заканчиваются, а вы на скорости выскакиваете за угол, а там шквальный ветер! Что вы почувствуете? То-то и оно!
Если вы знаете, что за углом будет ветер (а это можно часто определить визуально по несущейся из-за угла пыли, листве, мусору), то конечно примете меры. Или не покатитесь туда, объедете, или будете готовы к удару ветра!
Так и с "Турбулентностью ясного неба". Сие явление давным-давно известно и легко объяснимо и оно, увы, не редкость! Даже существуют признаки и места, где можно с большой вероятностью на него нарваться, но они слишком непредсказуемы.
Где же можно с наибольшей вероятностью столкнуться с этим феноменом?
Как правило, это граница воздушного течения на входе и выходе в поток и из него. Но вся беда в том, что увидеть современным радаром этот поток практически невозможно, а вот почувствовать его влияние на себе - даже очень. Если с облаками и осадками все просто, то с направлением и силой ветра-проблема. Существуют метеокарты, которые выпускаются специальными бюро постоянно, с определенной периодичностью. В них указывается направление и скорость ветра по высотам, указываются зоны с повышенной вероятностью турбулентности, но все это очень и очень приблизительно, так, как атмосфера слишком не стабильна и указать точную точку с координатами на карте, где возникнет сильная болтанка и в какое время - просто не реально. Примерная область и период времени - да, конкретное место и время - нет! Статистика говорит о том, что наиболее часто, самолеты попадают в подобный переплет над океанами и при полетах вблизи экваториальной областью земли. Попадают там, где зарождаются циклоны и где температурные изменения очень скоротечны и значительны. Можно ли как-то спрогнозировать и избежать попадания в эти области? Практически нет. (ну или перестать летать) Нужно понимать, что никаких "Воздушных ям" не существует на самом деле. Воздушный поток неразрывен! Есть области в небе (возникают и исчезают) где несколько фаз физического состояния атмосферы сходятся в одно время и в одном месте. Например мощный восходящий или нисходящий поток вдруг пересекается с границей воздушного течения и тут возникает "жопа с ручкой". Но она скоротечна и изменчива эта бяка, так, как поток через десять секунд сместится, а восходящий порыв исчезнет.
Можно долго перечислять места и причины возникновения болтанки, но обычному пассажиру это как-то не очень интересно, потому, что он платит деньги за то, что хочет переместиться из пункта "А" в пункт "Я" быстро, безопасно и комфортно. И он имеет на это право! Но все же нужно знать, что может его, моего любимого пассажира, ожидать. "Предупрежден, значит вооружен!"
Так. А, что же самолет? Как он переносит эти потрясения?
А самолет для того и сделан, чтобы жить в этой небесной карусели. Самолету значительно легче и безопаснее в небе, чем на земле! Не верите? Смотрите:
В-777 весит 350 тонн! (ТРИСТА ПЯТЬДЕСЯТ ТОНН КАРЛ!) Из этого веса 140 тонн жидкого топлива, которое заполняет баки и колышется там внутри баков - буль-буль. Тяжеленые двигатели, которые могут сдвинуть своей струей танк весом в 50 тонн! (каждый двигатель!) висят под крылом и крепятся всего тремя болтами. Сам фюзеляж с креслами, чемоданами, пассажирами, курицей и пивом. Крылья, залитые под самые гланды топливом. Все это хозяйство стоит на земле, всего на трех худеньких опорах - шасси и земля-матушка все это к себе притягивает с силой 350 тысяч килограмм! (возьмите стеклянный шар и поставьте его на острие иглы и надавите на него сверху. Каково ?) А, что происходит, когда самолет летит? А происходит то, что всю эту тяжеленую "хрень", начинает держать воздух! Каждый миллиметр, каждый атом железного монстра, воздух с нежностью обтекает и поддерживает! Крылья, стабилизатор, фюзеляж, все это мягко лежит на воздушном потоке! Так где самолету легче?
А? Что? Крылья машут? Ха! Так они и должны махать!
Вот ради интереса, возьмите хороший, качественный, графитовый, современный спиннинг и попробуйте, не привязывая к нему приманки, им махать, что есть дури. Сломаете? Думаю вряд ли, запаритесь махать! (сам рыбак, знаю о чем говорю)
Самолет сродни стеклянному шару, который бросили в бурный весенний поток (я не зря упомянул про острие иглы и стеклянный шар). Что будет с таким шаром, если на его пути не будет всяких камней и других шаров? Ну ровным счетом ничего! Шар будет весело скакать по волнам повизгивая от удовольствия.
А вот теперь самое СТРАШНОЕ!
Посадите в этот скачущий, по волнам безмятежного счастья, стеклянный шар мышей... Представляете, что будут испытывать бедные мыши?
Эпилог
(Но мы же знаем, что "Танк блоху не задавит!" Самому самолету, в принципе, очень даже по барабану, куда его там кидает и швыряет, потому, что он находится в самом потоке и намертво с ним связан. Самолет становится частью этого потока! )
Дорогие мои пассажиры, мир сложен и не всегда дружелюбен, но мир справедлив и благосклонен к тому, кто играет по его правилам.
Не переходите дорогу на красный свет. Обходите трамвай спереди, не ходите под карнизом, где капают сосульки, надевайте спасательный жилет находясь в лодке, не пейте настойку боярышника за три рубля, не хватайтесь за оголенные провода, пристегивайтесь сидя в самолете...
НЕ СТОЙ ПОД СТРЕЛОЙ! ⚡⚡⚡
