Чтение онлайн

В зависимости от формы подветренного склона плато, на нем при общем нисходящем потоке возможен ротор или даже обширная турбулентность (рис. 110), что очень опасно для полетов.

Рис. 110. Турбулентность на подветренном склоне плато

УЩЕЛЬЯ, ЧАШИ, КАНЬОНЫ И ОВРАГИ

Гребни и холмы, которые используются пилотами для парения, имеют одну общую особенность — малую турбулентность. Если в длинном гребне есть пролом, то это вносит некоторые особенности в характер потока как в нем, так и за ним. Наблюдать это можно на примере ручья, перегороженного дамбой. Рисунок 111 показывает поток и турбулентность вблизи разрыва в гряде при прямом и скошенном ветре.

Рис. 111. Поток и турбулентность в разрыве

Скорость воздушного потока в проломе будет выше, чем скорость ветра вообще, из-за сжатия. Если разрыв протяженный и сужающийся, то характер течения в нем будет таким, как показано на рисунке 112.

Рис. 112. Характер течения в сужающемся ущелье

Когда ветер дует параллельно длинному пролому или сужающейся долине, поток спокоен с завихрениями и роторами только вблизи склонов и поверхности. В случае же, когда ветер дует под углом к оси долины, то размеры и интенсивность турбулентности в ней увеличиваются, что и отражено на рисунке 113. Несильный ветер может создавать ротор, заполняющий всю долину. Однако термичность приводит к его разрушению и к хаотической турбулентности, как при сильном ветре. Когда основной ветер пересекает долину, в ней самой поток может идти вдоль, прижимаясь к наветренному склону, а турбулентность присутствовать только у подветренного.

Рис. 113. Поток и турбулентность в долине

Каньоны в высокогорных районах могут создавать свою очень мощную и опасную турбулентность, которая, комбинируясь с прогревом и термичностью, часто создаёт мощные нисходящие потоки внутри каньона, и восходящие вдоль хребтов.

Классический пример этого наблюдается в Owens Valley в Калифорнии, а также в Альпах и других крупных горных образованиях. Когда ветер направлен под углом к основной оси каньона, турбулентность и нисходящие потоки могут быть еще суровее (см. рис. 114), хотя на подветренной стороне хребта и в глубине каньона может быть тихо и спокойно. Пересекая такие каньоны необходимо иметь достаточный запас высоты.

Рис. 114. Потоки в высокогорных каньонах

В более мелких горах выступы и овраги создают турбулентность аналогичным образом, но более слабую (см. рис. 115).

Рис. 115. Потоки у склона сложной формы

Пересекать мелкие неровности рельефа можно, облетая их, либо над ними, имея некоторый запас высоты в зависимости от скорости ветра и высоты хребтов или глубины оврагов.

Во многих частях света деревья являются естественными и многочисленными препятствиями, от которых пилотам приходится постоянно уклоняться. Они также являются причиной турбулентности. Парение над холмами, покрытыми лесом при отсутствии термичности происходит в условиях большей болтанки, чем над голыми возвышенностями.

Ряд деревьев будет создавать турбулентность из большого количества вихрей, а если они растут очень плотно, то их обтекание будет аналогично длинному гребню. Часто пилоты этим пользуются и ловят восходящие потоки над лесополосами. Понятно, что если деревья голые, без листьев, то набрать над ними высоту невозможно, зато турбулентность за ними обеспечена. На рисунке 116 изображена модель турбулентности, возникающей за одиноким деревом. От множества деревьев вихри перемешиваются.

Рис. 116. Турбулентность за стволом

На территории, заросшей лесом, характер течения воздуха до и после него будет различаться (см. рис. 117). Хоте лось бы обратить внимание на большой градиент скорости ветра за деревьями, на высоте вершин. Сильное уменьшение скорости ветра за лесопосадкой называют ветровой тенью или затенением ветра.

Попытки приземлиться на дорогу, окаймленную лесополосами или на просеку при направлении ветра пересекающем их ось, очень опасны. По турбулентности эти места подобны узким долинам (рис. 113). Также могут оказаться небезопасными посадка и взлет на местности, окруженной лесом.

Рис. 117. Ветровая тень за деревьями

ЗАТЕНЕНИЕ ВЕТРА

Затенение возможно за полосой деревьев, строением или холмом. Выдвижение из нее в свободный поток можно сравнить с сильным порывом или большим градиентом скорости ветра. Как мы узнали в пятой главе, у земли всегда существует определенный градиент скорости ветра. Чем он сильнее, тем серьезнее его влияние на полет. При пролете границы сильного ветрового затенения достаточно сложно справиться с управлением, даже если заранее предполагаешь осложнения и готовишься к ним. Благоразумные пилоты предпочитают не испытывать судьбу и не залетают на подветренную сторону строений, холмов, лесных массивов ни в какой ветер. Если попадание в тень неизбежно, то надо двигаться в направлении, пересекающем ветер.

Особая форма затенения встречается у поверхности в условиях сильного прогрева со стабильными воздушными массами. В этом случае формирующийся слой теплого воздуха настолько устойчив, что некоторое время до отрыва блокирует ветер у земли. Такая ситуация часто встречается возле моря: стабильный морской бриз и сильно прогревающийся воздух над берегом. На верхушке горячего слоя воздуха скорость ветра может резко увеличиваться, что приводит к большому градиенту скорости ветра.

ПОЛЕТЫ В ТУРБУЛЕНТНОСТЬ

В сильную турбулентность лучше не летать, но в любом случае порывы ветра очень частые спутники полетов. На самом деле пилоты-парители жаждут найти толчки, неравномерность потока, потому что они предвестники восходящего потока. Со временем любой пилот осваивает полеты в умеренную турбулентность.

Турбулентность создает две проблемы для авиаторов: сложности с управлением и ударные нагрузки на летательный аппарат. Если рассматривать этот вопрос применительно к самолетам, то для решения первой проблемы необходима более высокая скорость, а для уменьшения нагрузок скорость должна быть минимальной. Поэтому надо прийти к какому-то компромиссу. В авиационных кругах есть такое правило: полет в турбулентность со скоростью в 1,5 раза больше минимальной поможет предотвратить чрезмерные нагрузки на крыло при достаточном запасе для управления. Механическая турбулентность у поверхности может принимать очень опасные формы. Вы можете избежать ее, летая на высоте 100 метров или выше, переждав сильный ветер, или совершая посадку на ровную открытую поверхность. Ближе к земле турбулентность состоит из вихрей, ориентированных параллельно поверхности и перпендикулярно ветру, они как будто катятся по земле, как показано на рисунке 118. Это особенно заметно в самом низком слое, порядка нескольких метров от поверхности.

Рис. 118. Ориентация турбулентности у земли

Примерно на высоте 20 метров вихри становятся ориентированными произвольно, во всех направлениях и с различной энергией. Посадка в ветер ставит нас лицом к лицу с турбулентностью, которая постоянно меняется, причем неравномерно под каждым крылом. Некоторый запас скорости — хороший помощник при посадке в ветер.

Термическая турбулентность может быть везде, от земли до базы облаков. Однако, она жестче вблизи инверсионных слоев и в сильный ветер. Иногда такие ветры дуют в определенном слое воздуха или над некоторой территорией, их надо избегать, если они известны. Несмотря на более сильные ветры на высоте, термическая турбулентность зачастую с высотой становится менее опасной. Она становится более упорядоченной и расширяется. В любом случае лучший путь избежать термической турбулентности — это дождаться уменьшения солнечного прогрева.