Сдвиг ветра и как противостоять его опасности

А.Тяппо
Александр Тяппо,
старший преподаватель Белорусской государственной академии авиации
Во второй половине 1970-х годов заговорили об опасном метеоявлении (о котором раньше и не подозревали) — сдвиге ветра. Позже ИКАО объявила о критическом значении этого явления, при превышении которого катастрофа неминуема. Но включает ли эта величина человеческий фактор и конкретный тип воздушного судна? Статья является попыткой ответить на это вопрос.

В настоящее время основной тенденцией развития гражданской авиации, как известно, является повышение безопасности при увеличении объема перевозок. Причем, безопасность необходимо обеспечивать на всех этапах полета. Взлет и посадка, бесспорно, являются самыми сложными, а, следовательно, наиболее уязвимыми (с точки зрения опасности) этапами полета. Связано это, прежде всего, с большим числом решаемых задач, загруженностью экипажа воздушного судна и дефицитом времени, необходимым для принятия решения. Конечно, нельзя забывать и об опасных метеоявлениях, которыми сейчас, как никогда раньше, богат климат нашей планеты.

И вот тут-то, на стыке опасностей погодных явлений и дефицита времени, у экипажа и выявляется то сложное звено, которое надо предотвратить от разрыва. Частично это решается технологией работы экипажа, наставлениями по производству полетов и другими руководящими документами, рекомендациями, которые призваны помочь в решении возникающих задач, так как содержат алгоритмы решения, помогая работать экипажу в условиях дефицита времени. Но в некоторых из них в настоящее время имеются или нечеткие, или противоречивые указания, на основе которых и создаются алгоритмы, призванные помочь экипажу в сложных ситуациях. В частности, это касается сдвига ветра, порывов ветра, дождя в виде ливневых осадков, и расчета самих минимумов при заходе на посадку.

Минимумы при заходе на посадку определяются в соответствии со скоростными категориями воздушных судов, высотой препятствий, входящих в зону посадки, а также опытом, квалификацией командира корабля и оснащенностью самолета навигационными системами посадки. Что касается влияния внешних условий, то, к сожалению, они не учитываются при определении минимумов. Хотя зачастую как раз эти причины приводят к авариям и катастрофам. Нет до сих пор и четких научно обоснованных рекомендаций по изменению минимумов при посадке в зависимости от величины сдвига ветра.

В документах ИКАО говорится о том, что 6 м/с и более — это очень сильный сдвиг ветра, и заход на посадку при таком сдвиге запрещен, т. к. условная потеря мощности воздушного судна из-за сдвига ветра не может быть компенсирована имеющимся у воздушного судна запасом мощности.

При значениях сдвига ветра менее 6 м/с алгоритм поведения для пилота не предусмотрен — предполагается, что условные потери по мощности могут быть компенсированы запасом мощности воздушного судна. К сожалению, здесь не учитывается следующее:

1. Человеческий фактор. Считается, что практически мгновенно при появлении сдвига ветра будет увеличена мощность двигателей. Но, в зависимости от опыта пилота, время для выявления сдвига ветра может колебаться в значительных временных интервалах, и в реальности пилоту необходимо время (10–15 секунд) для выявления опасного явления, к которому еще надо добавить время на приемистость двигателя. При этом один и тот же сдвиг ветра для одного пилота обусловит сложную ситуацию, а для другого — катастрофическую. Только прибор с заложенным алгоритмом единого периода для определения сдвига ветра (например, 5 секунд) позволит заложить единые критерии для учета человеческого фактора и повысит безопасность полетов за счет уменьшения времени на выявление сдвига ветра.

2. Как известно, интенсивность воздействия одного и того же сдвига ветра на воздушное судно зависит от скорости снижения на предпосадочной прямой, что также не учитывается в градациях сдвига ветра по ИКАО. Расчеты показывают: чем больше вертикальная скорость на предпосадочной прямой, тем сильнее воздействует на воздушное судно одна и та же величина сдвига ветра.

3. При посадочном весе воздушного судна меньше максимально допустимого запас мощности при заходе на посадку будет, конечно же, больше. Значит, справиться пилоту возможно со сравнительно большим сдвигом ветра. Это также не учитывается в градациях ИКАО.

В полете на тренажере имитация сдвига ветра в 1–1,5м/с на 30 м по высоте в большинстве случаев приводит к условной авиакатастрофе. Траектория снижения воздушного судна при этом очень похожа на траекторию при катастрофе B-777 07 июля 2013 г. в Сан-Франциско. Запоздалый уход на второй круг в условиях тренажера приводил к столкновению с землей. Это подтверждается расчетами.

Поэтому логично градации сдвига ветра распределить в зависимости от типа воздушного судна, его посадочной массы и, конечно же, человеческого фактора.

Все эти факторы будут, конечно, влиять и на высоту принятия решения. На сегодняшний день DOC8168 ИКАО предписывает рассчитывать высоту принятия решения с учетом высоты препятствий в районе захода на посадку и непосредственной просадки самолета при уходе на второй круг, хотя очевидно, что отрицательный сдвиг ветра увеличивает высоту просадки самолета. Поэтому даже в условиях имитации сдвига ветра на тренажере пилоты оттягивают момент ухода на второй круг до высоты принятия решения, но в условиях сдвига ветра этой высоты ухода уже не хватает, что и приводит к катастрофе.

В этом случае опасные сдвиги ветра, при которых нельзя заходить на посадку, будут значительно меньше, чем 6 м/с на 30 метров высоты, и данные будут выглядеть следующим образом.

Рассчитанные и теоретически обоснованные опасные величины сдвига ветра для различных категорий воздушных судов (в соответствии с классификацией ИКАО) при различных посадочных массах:

Категория воздушного судна Опасная величина сдвига ветра на 30 м высоты, м/с *
А 2,5–3,3
В 2,2–2,7
С 1,7–2,5

* Примечание. Минимальные сдвиги ветра для каждой категории воздушных судов определены для максимального посадочного веса.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод: сдвиг ветра 6 м/с на 30 метров высоты — явление очень опасное, но чрезвычайно редкое. Гораздо более часто сдвиг ветра имеет значительно меньшие величины, но они оказываются еще более опасными в связи с большой частотой проявлений. Это значительно повышает опасность самого явления сдвига ветра. Даже небольшие, порядка 0,5 м/с, величины сдвига ветра могут быть крайне опасными в сочетании с порывами ветра в момент посадки. Особенно это существенно в случаях, где требуется особая точность при посадке. Возможно, необходимо также частично изменить траекторию снижения, особенно в последние секунды перед посадкой, для того чтобы максимально снизить воздействие сдвига ветра в непосредственной близости к земле (особенно это актуально для палубной авиации — при посадке военных самолетов на авианосцы).

Опасность сдвига ветра заключается также в том, что его очень сложно определить. Были потрачены огромные средства во многих странах на прогнозирование и определение этой «невидимой опасности», как иногда называют это явление в зарубежных источниках. В США, к примеру, на исследования по этой тематике только одним ученым А. Fudjito были потрачены десятки миллионов долларов. Но в результате только лишь четыре крупных аэропорта были оборудованы системой обнаружения сдвига ветра. К сожалению, ввиду того, что это явление очень подвижно во времени и по месту проявления — надежность в обнаружении его оставляет желать лучшего, если аппаратура по его определению устанавливается на земле.

Вывод.

1. Необходимо аппаратуру по определению величины сдвига ветра устанавливать на воздушных судах. Это позволит в режиме on line пересчитывать высоту принятия решения, а при достижении критических значений выдавать команду об уходе на второй круг.

2. Для палубной авиации, где необходима повышенная точность приземления, нужно учитывать порывы ветра в момент посадки. Для этого будет правильным установить систему обнаружения порывов ветра, которая позволит выявлять их за 1–1,5 минуты до посадки воздушного судна и передавать эту информацию на борт для того, чтобы пилот мог своевременно уйти на второй круг, если момент его посадки будет совпадать с порывом ветра.

Эти меры позволят в несколько раз увеличить безопасность при заходе на посадку в условиях сдвига ветра

Литература

  1. Фрик П. Г. Турбулентность: подходы и модели. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. — 292 с.
  2. ИКАО. Сдвиг ветра // Циркуляр 186-АN/122. — 2001. — 168 с.
  3. ИКАО. Аэронавигационное обеспечение полетов // DOC8168. — 2008. — Т. 1–2.
  4. Филатов Г.А. и др. Безопасность полетов в возмущенной атмосфере / Г. А. Филатов, Г. С. Пуминова, П. В. Сильвестров. — М.: Транспорт, 1992. — 272 с.

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика