Понять небо

Плотность воздуха изменяется в соответствии с изменением температуры, влажности и давления также как с увеличением высоты. Изменение высоты — самый важный фактор влияющий на плотность воздуха, затем по значимости следуют температура и влажность и последним стоит давление. Например, жаркий и влажный день на высоте 3048 м может иметь плотность на 45 % меньше, чем в холодный, сухой день на уровне моря. Это приведет к увеличению полетных скоростей на 22 %.

В авиационном мире принята концепция определения высоты по давлению. Для этого введено понятие стандартной атмосферы (глава 2) с давлением на уровне моря 1013,25 гПа, температурой 15 °C и градиентом температуры 6,5 °C/км. В таблице приведены данные стандартной атмосферы в зависимости от высоты.

Используя эту таблицу, мы можем определить нашу высоту, если знаем местное давление (по барометру или высотомеру, показывающему на уровне моря 1013,3 гПа). Высота барометрическая — это стандартная высота, полученная измерением давления в данном месте. Изменения высоты поверхности и барические системы изменяют барометрическую высоту.

Следующий шаг учесть изменение высоты по плотности и температуре. Следующая таблица дает такую возможность.

Мы видим, что высота по плотности увеличивается на 135–220 м на каждые 5 °C. проиллюстрируем на примере, как определить высоту по плотности.

Примем наше местное давление равным 812,1 гПа и температуру — 27 °C. Смотрим в таблицу стандартных атмосфер и находим, что 812,1 гПа соответствует 1829 м. Теперь наша реальная высота может быть больше или меньше в зависимости от того, какая барическая система на данной территории. Далее смотрим в таблицу высоты по плотности, находим 1829 м и под ней напротив 27 °C находим нашу высоту 2625 м.

Большинство спортивной авиации не сталкивается с условиями слепого полета, потому мы здесь не будем подробно останавливаться на факте изменения давления во время полета из-за перемещения барической системы или при дальних полетах при пересечении изобар. Но мы должны пони мать влияние изменения давления на высотомер. При повышении давления на данной территории, высотомер будет показывать уменьшение высоты.

Как же определить истинную высоту? Это возможно только в случае, если мы знаем местную истинную высоту. Международная система, называемая Q кодом, связывает соотношение давления и высоты. Код обозначает следующее:

QFE — давление на уровне аэродрома. Мы знаем QFE, когда перед взлетом выставляем наш высотомер на ноль. В4 этом случае прибор показывает высоту над аэродромом до тех пор, пока не произойдет изменение давления на аэродроме.

QNH — давление на аэродроме, приведенное к уровню моря по стандартной атмосфере. Ему соответствует барометрическая высота над уровнем моря. Если в высотомер ввести QNH, то он будет показывать высоту полета над уровнем моря.

QNE — высотомер показывает высоту, если давление над уровнем моря 1013,25 мб. QNE — тоже, что и барометрическая высота. QNH эквивалентно QNE, когда давление на уровне моря 1013,25 мб.

На самом деле наши высотомеры никогда не показывают истинную высоту потому, что условия, соответствующие стандартной атмосфере практически не встречаются, а приборы оттарированы на изменение показаний высоты в соответствии со стандартным изменением давления. Это общая проблема, и все высотомеры страдают этим в одинаковой мере. Точность их показаний вполне достаточна для полетов.

ЭФФЕКТ КОРИОЛИСА

В векторном анализе сила отклонения, действующая на материальную точку определяется:

D = 2∙m∙V∙ω∙Sin φ,

где m — масса материальной точки,

V — скорость частицы

ω — угловая скорость земли = 2∙π — радиан/час

φ — широта

Из этой формулы видно, что чем больше широта, тем больше эффект Кориолиса. Эта сила максимальна на полюсах и равна нулю на экваторе. Также замечаем, что сила пропорциональна скорости точки. Если V = 0, то D = 0.

В северном полушарии эта сила направлена вправо от движущейся точки. Если точка движется от центра высокого давления, то она будет заворачивать вправо и двигаться вокруг центра. Это движение инициирует центробежную силу, которая имеет тенденцию уменьшать градиент давления. Противоположная картина наблюдается в области пониженного давления. Здесь ветер вокруг центра низкого давления имеет тенденцию быть сильнее, чем в антициклоне. Торнадо, ураганы, смерчи возникают именно в циклонах.

СУХИЕ ВЕТРЫ

Причину возникновения теплых сухих ветров (chinook, фен и др.). которые дуют на подветренных склонах, можно понять проанализировав изменение температуры воздуха, движущегося над возвышенностью. На рисунке через дробь указаны слева температура воздуха, а справа температура точки росы.