Transcript Külək sürüşməsi və turbulentlik Mühazirəçi

MİLLİ AVİASİYA
AKADEMİYASI
Külək sürüşməsi və
turbulentlik
Mühazirəçi: A.X. Hacıyev
Külək sürüşməsinin təyini
Külək sürüşməsi (ing. Wind Shear) küləyin fəza dəyişkənliyinin
xüsusiyyəti olub, fəzanın iki nöqtəsində məsafəyə nisbətən külək
sürətlərinin vektor fərqi (və ya qradiyenti) ilə təyin olunur.
v v2  v1


z z 2  z1
Adətən külək sürüşməsi daha asan ifadə olunur , yəni, atmosferdə
qısa məsafədə küləyin sürət və/və ya istiqamətinin dəyişməsinə
külək sürüşməsi deyilir.
Külək sürüşməsinin növləri
Fəzada aralarında külək sürüşməsi təyin
olunan iki nöqtənin yerləşməsindən asılı
olaraq şaquli və üfüqi külək sürüşmələri
fərqləndirilir. Bundan əlavə, eni bir neçə yüz
metr olan sahədə şaquli istiqamətdə havanın
hərəkəti kimi izah olunan qalxan və enən
axınlar da fərqləndirilir.
Külək sürüşmələrinin WS
təyyarələrin uçuşuna təsiri
Külək sürüşməsi təhlükəli atmosfer hadisəsi olub, uçuş və
enmə zonasında təyyarənin uçuş xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli
təsir göstərir.
Təyyarə atmosferin ən aşağı təbəqəsini böyük sürətlə
keçdiyinə görə hündürlük, sürət ehtiyyatı azalır, mühərrikin
imkanları pilota küləyin kəsgin dəyişmələrinin təsirini
tarazlamağa imkan vermir.
Küləyin kəskin azalması və ya güclənməsinin təsiri ilə uçuşenmə xarakteristikalarının dəyişməsi təyyarə qəzalarının baş
verməsinin əsas səbəblərindən biri hesab edilir.
Külək-sürüşməsinin WS təyyarənin uçuşenmə xarakteristikalarına təsiri
Enmə xəttində və ya hündürlükyığma etapında olan təyyarə
müxtəlif növ külək sürüşməsi ilə qarşılaşdıqda uçuş-enmə
xarakteristikalarının kəskin dəyişməsinə (pisləşməsinə)
Məsələn: küləyin səmt və ya qarşı sürətinin dəyişməsi
təyyarənin enmə sürətinin itirilməsinə və ya artmasına səbəb
ola bilər. Nəticədə təyyarə ya UEZ-ə çatmamış düşə və ya
digər təyyarə ilə toqquşa bilər. Həmçinin küləyin şaquli və yan
istiqamətinin kəskin dəyişməsi təyyarəni yuxarıdan basa və
ya onun UEZ-dən kənarda yerə enməsinə səbəb ola bilər.
Aşağıdakı istinadda yer səthində külək sürüşməsi zamanı
təyyarənin mürəkkəb və təhlükəli enişi haqda videomaterial
təqdim olunmuşdur.
http://www.youtube.com/watch?v=KAebS5pt-io
Aviasiyada külək sürüşməsi problemi son 30...40 ildə
xüsusən aktuallaşdı. Bu, təyyarələrin ekspluatasiya
intensivliyi və şərtlərinin dəyişməsi ilə əlaqədardır.
Əhəmiyyətli uçuş kütləsi sayəsində təyyarələr böyük
ətalətliliyə malik oldular, bu isə nominal uçuş
parametrlərinin, səmt sürətinin tez reabilitasiyasına
mane olmağa başladı. Səmt sürətinin vektoru W
havanın sürət vektoru V ilə külək sürəti vektorunun
u cəminə bərabərdir.
W=V + u
Ətalət nəticəsində təyyarənin müxtəlif küləyə malik təbəqələrə
keçdikdə səmt sürətinin saxlanması hava sürətinin
dəyişməsinə səbəb olur. Təyyarə küləyin dəyişmələrinin təsiri
ilə ani olaraq hərəkətini sürətləndirə və ya yavaşlada bilsəydi
külək sürüşməsi problemi də yaranmazdı.
Külək sürətinin uçuşa təsirini qərarlaşmış hərəkət zamanı
qanadın qaldırıcı qüvvəsinin Y düsturunu nəzərdən
keçirməklə qiymətləndirmək olar:
Y  cy
Сy – qaldırıcı qüvvə əmsalı;
ρ – havanın sıxlığı;
S – qanadın sahəsi;
V – təyyarənin hava sürəti.
V 2
2
S
Külək sürüşməsinin WS uçuş
dinamikasına təsiri
Düsturdan göründüyü kimi, qanadın qaldırıcı qüvvəsi uçuşun hava
sürətinin kvadratı ilə düz proporsianaldır. Uçuş trayektoriyası boyunca
havanın hərəkət xüsusiyyətlərinin əhəmiyyətli dəyişməsi havanın sürət
vektorunun V və müvafiq olaraq qaldırıcı qüvvənin kəskin dəyişməsinə
səbəb olur bunun nəticəsində şaquli səthdə təyyarənin evolysiyası baş
verir: hava sürəti artdıqda təyyarə hesabi uçuş trayektoriyasına nisbətən
qalxacaq, azaldıqda isə enəcək.
Külək sürüşməsinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, havanın turbulent
həyəcanlanma toplananlarından birinin təyyarənin uçuş istiqaməti ilə üstüstə düşərsə və onun sürəti axının yerli sürəti ilə müqayisə oluna bilirsə
bu zaman onun tormozanması (sıfıra qədər) və ya sürətlənməsi baş verir.
Qaldırıcı qüvvənin qiyməti kəskin dəyişir və enmə zamanı az sürət və
hündürlüyə malik təyyarə hərəkət trayektoriyasını nəzərə çarpacaq
dərəcədə dəyişə bilər.
Həmçinin təyyarə qalxarkən şaquli mikroşiddət hücum bucağının
artmasına və qalxma sürətinin azalmasına səbəb ola bilər.
Müxtəlif növ külək sürüşmələrinn
təyyarənin hərəkət trayektoriyasına
təsiri.
1.Küləyin sürəti hündürlükdən asılı olaraq kəksin artır.
Təyyarənin enmə və ya qalxması qarşı külək zamanı həyata keçirilirsə
səmt sürəti hava sürəti ilə küləyin sürətinin fərqinə bərabər olacaq W=V-u.
Enmə zamanı küləyə qarşı hərəkət edən təyyarə daha zəif qarşı küləyə
malik aşağı təbəqəyə düşür. Bu zaman, ətalətə görə o, öz səmt sürətini
saxlayır, hava sürəti isə azalır və nəticədə qaldırıcı qüvvə də azalır.
Nəticədə faktiki hərəkət trayektoriyası təyyarəninin verilmiş qlissadasından
aşağı olur, pilotun mühərriyin dartı qüvvəsini artırmasına baxmayaraq
enmə UEZ-ə çatmamış baş verə bilər. Analoji situasiya hündürlükdən asılı
olaraq azalan səmt küləyi zamanı enmədə müşahidə olunur (şəkil 1).
Şəkil 1. Zəifləyən qarşı külək zamanı təyyarənin enmə sxemi
2. Küləyin sürəti hündürlükdən asılı olaraq kəskin azalır.
Küləyə qarşı hərəkət edən təyyarə enmə daha güclü qarşı küləyə malik aşağı
təbəqəyə düşür. Belə şəraitdə enmə UEZ-ə toxunma nöqtəsini uçuş keçmə və ya
UEZ-dən kənara çıxma ilə nəticələnir (şəkil2).
Hündürlükdən asılı olaraq qarşı küləyin zəifləməsi ilə uçuşun çətinləşməsi
qaldırıcı qüvvənin təsiri ilə baç verir. Bunun nəticəsi olaraq təyyarə
təhlükəsiz hündürlük sektorunun aşağı sərhəddindən kənara çıxa bilər.
Uçuş zamanı praktiki olaraq dartı qüvvəsinin əlavə olaraq kəskin
artırılması mümkün olmadığı üçün təyyarənin aerodromu əhatə edən
maneələrə toqquşma təhlükəsi yaranır.
Beləliklə, hündürlüyün itirilməsinı səbəb olan külək sürüşmələri uçuş üçün
daha təhlükəlidirlər. Belə ki, enmə zamanı təyyarənin UEZ –in dirəklərinə
toxunmasına, qalxma zamanı isə təyyarənin uçuş kursu üzrə təhlükəsiz
hündürlük yığımı sektorunun aşağı sərhəddindən kənara çıxmasına səbəb
ola bilər.
Şəkil 2. Güclənən qarşı külək zamanı təyyarənin enmə sxemi
3. Üfüqi külək sürüşməsi
Üfüqi külək sürüşməsinin təsiri küləyin üfüqi istiqamətdə dəyişmə
xarakterindən asılıdır. Məsələn, uçuş istiqamətində qarşı axının sürətinin
kəskin artması zamanı (və ya səmt küləyinin zəifləməsi zamanı) tullanma
müşahidə olunur; küləyin əhəmiyyətli azalması zamanı (səmt küləyinin
artması zamanı) təyyarə “yıxılır”.
4. Yan külək sürüşmələri (şəkil 3)
Təyyarənin hərəkət trayektoriyasına bucaq altında istiqamətlənmiş və
hündürlükdən asılı olaraq küləyin istiqamıtinin kəskin dəyişməsi ilı
şərtlənən yan külək sürüşmələri təyyarənin hesabi uçuş
trayektoriyasından yana çıxmasına səbəb olur, bu isə yer səthinə yaxın
uçuşlarda təhlükəlidir. Qalxma və enmə zamanı yan külək sürüşməsi
səbəbindən təyyarənin UEZ-in ox xəttindən sağa və sola çıxması baş
verir.
Şəkil 3. yan külək zamanı təyyarənin enmə sxemiветре
a) hündürlükdən asılı olaraq küləyin sağa dönməsi;
b) hündürlükdən asılı olaraq küləyin sola dönməsi
Külək sürüşməsinin qiymətini müəyyən etmək üçün bütün aerodromlarda 100m və dairə
hündürlüyündə küləyin şarpilot ölçmələri aparılır. Yer səthində və 100 m hündürlükdə küləyi
bilməklə külək sürüşməsinin orta qiymətini təyin etmək və müvafiq qərarlar qəbul etmək olar.
Aerodrom ərazisində aşağı hündürlüklərdə və ya dairə səviyyəsində uçuş həyata keçirən təyyarə
ekipajının verdiyi məlumatlara əsas diqqət yetirilir. Təyyarə ekipajlarından alınmış
məlumatlarda külək sürüşməsinin yerləşməsi (yerli orientirlərə görə), təbəqənin sərhədləri,
müxtəlif hündürlüklərdə küləyin sürət və istiqamati qeyd olunur.
Yadda saxlamaq lazımdır ki, qiymətlndirmə aparılan təbəqənin qalınlığı ilə qeyri xətti asılıdır. Buna
görə də külək sürüşməsinin eyni qalınlıqlı müəyyən təbəqədən digər qalınlıqlı təbəqəyə keçidi
xüsusi qrafiklərin köməyi ilə külək sürüşməsinin paylanmasının statistik qanuna uyğunluqları
nəzərə almaqla həyata keçirilməlidir.
Eksperimental tədqiqatlar göstərir ki, hündürlükdən asılı olaraq küləyin paylanması orta hesabla
100 m-ə qədər hündürlükdə sürətin kəskin artması, 100...500m təbəqədə zəif artımı, 500 mdən yuxarıda isə əhəmiyyətsiz artımı ilə xarakterizə olunur.
Atmosferin aşağı təbəqələrində təhlükəli külək sürüşmələri havanın güclü saquli hərəkətləri və
turbulentliklə uyğun gəlir. Onlar həmçinin təyyarənin üffüqi istiqamətdə tullanmasına və ya
yerdəyişməsinə səbəb ola bilirlər. Qalxmavə ya enmə zamanı yer səthinə yaxınlıq və
təyyarənin məhdud manevr imkanları ilə əlaqədar olaraq bu tullanışlar böyük təhlükə
yaradırlar. Анализ летных происшествий, обусловленных сдвигами ветра, показывает,
что сложность и опасность ситуации определяется ее полной неожиданностью для
экипажа.
Güclü külək sürüşmələri müşahidə olunan səciyyəvi şəraitlər aşağıdakılardır:
Güclü topa-yağış buludlarının inkişafı (əsasən şimşək-dolu buludlarının);
Atmosfer cəbhələrinin keçməsi;
Saxlayıcı təbəqələrin yaranması;
Oroqrafiyanın xüsusiyyətləri və ya aerodrom ərazisində tikililər.
Güclü şimşək ocaqları hava axınlarının əhəmiyyətli coşmasına səbəb olur, atmosferin
aşağı təbəqələrində mürəkkəb külək strukturu yaradırlar. :
Güclü qalxan hava axınları (30.. .40 m/s);
Leysan yağıntıları sahəsində intensiv enən axınlar (10... 15m/s və daha çox);
Buludların qarşısında şiddət cəbhəsi (şəkil 4.)
Şəkil 3. Şiddət cəbhəsinin strukturu
. Şiddət cəbhəsi nazik kəskin üfüqi və şaquli külək sürüşmələri sahəsi və atmosferin aşağı
təbəqələrində topa-yağış buludları yaxınlığında güclü turbulentliyi ifadə edir. Bu cəbhələr
soyuq havanın buludların aşağı hissəsinə intensiv axması nəticəsində yaranır. Güclü
enən soyuq hava axını intensiv leysan yağıntıları sahəsində nyaranır. Bu enən hava
axını yer səthi ilə rastlaşaraq şimşək buludu istiqamətində yerini dəyişir .Ümumi axın
sürətinin axan havanın üfüqi toplananı ilə toplanması zamanı topa-yağış buludu
qarşısında küləyin cəm sürəti kəskin arta bilir (qasırğa). Bir neçə 100 m (2 km-ə qədər)
qalınlığa malik axan soyuq hava təbəqəsi cəld hərəkət edən kiçikmiqyaslı atmosfer
cəbhəsini xarakterizə edir. Onun qarşısında isti havanın məcburi qalxması baş verir ki,
sonra o buludun orta hissəsinə çəkilir. Şiddət cəbhəsi buludun kənarından 15...20 km
məsafədə yayıla bilir və hər zaman mövcud olmur.
Uçuş zamanı təyyarənin şiddət cəbhəsi ilə qarşılaşması böyük təhlükə yaradır. 64 km/saat
qarşı küləyin bir neçə saniyə ərzində 45 km/saat səmt küləyinə dəyişməsi zaman
təyyarənin uçuş sürətinin 2,5 saniyyə ərzində 25 km/saat, 8 saniyyə ərzində 77 km/saat
və hətta 109 km/saat dəyişməsi halları müşahidə olunmuşdur. Qlissada üzrə enmənin
şimşək ocağına qarşı həyata keçirilməsi, bu zaman şimşək ocağı 10 km və daha artıq
məsafədə yerləşərsə də təhlükəli hal hesab edilir.
Bu zaman instrumental müşahidələrdən əlavə enməni həyata keçirmək üçün pilotun verilmiş
situasiyanı vizual qiymətləndirməsi təcrübəsi böyük əhəmiyyət kəsb edir. Şimşək buludu
fonunda yer səthinə çatmayan yağıntı zolaqlarının olması dolayı yolla şiddət cəbhəsinin
mövcudluğundan xəbər verir.
Yer səthində atmosfer cəbhələri keçərkən külək sürüşmələri
Aşağı troposferdə frontal sahə 40...50 km (nadir hallarda 100 km) enə
malik olur. Bu sahədə bütün meteoroloji elementlərin üfüqi
qradiyrntlərində artım müşahidə olunur. Bu zaman meteoroloji
elementlərin kontrastı böyük olduqca cəbhə sahəsi daha kəskin ifadə
olunur.
Cəbhə sahəsi yaxınlaşdıqda üfüqi temperatur adveksiyasl güclənir,
atmosferin sərhəd təbəqəsində orta şaquli sürüşmələr əhəmiyyətli arıtır
və küləyin sürətinin və digər meteoroloji kəmiyyətlərin müvəqqəti
dəyişmələri də müşahidə olunur ki, bu dəyişmələr cəbhə
yaxınlaşarkən müşahidə məntəqəsində bir neçə zaat davam edə bilir.
Yer səthində küləyin nisbətən əhəmiyyətli sürətlənməsi cəbhə sahəsinin
40...50 km məsafəsində müşahidə olunur, lakin qısa müddətli olur, bu
zaman turbulentlik həmçinin üfüqi və şaquli külək sürüşmələrinin
kəskin artması müşahidə oluna bilər.
Hava gəmilərinin uçuşuna təhlükəli təsirə malik klək sürüşmələri bir qayda
olaraq, aktiv, temperatur və təzyiqin üfüqi qradiyenti fonunda sürətli
hərəkət edən atmosfer cəbhələrində yaranırlar.
Temperatur inversiyası zamanı külək sürüşməsi (şəkil 4)
Temperaturun stratifikasiyası zamanı şaquli hərəkətlərin sayı hesabına turbulent
mübadilə zəiləmiş olur , buna görə də inversiya və izotermiya təbəqələri bir
qayda olaraq, axınların şaquli təbəqələnməsinə və əhəmiyyətli şaquli külək
sürüşmələrinə səbəb olurlar.
Şəkil 4. Temperatur inversiyası zamanı təyyarənin uçuş
sxemi
İnversiya zamanı bu təbəqənin yuxarı sərhəddində əhəmiyyətli sürətə
malik (10 m/s və daha artıq) və istiqamətini kəskin dəyişə bilən küləklər
müşahidə olunduğu halda Yer səthində zəif külək hətta şəlakət
müşahidə olunur. Beləliklə, təyyarə enməyə başlayan zaman
inversiyada (küləyə qarşı) qarşı küləyin sürətinin azalmasını və
təyyarənin qlissadadan “yuvarlanmasını” gözləmək lazımdır.
Oroqrafiyanın xüsusiyyətləri hesabına külək sürüşməsi
Dağlıq ərazilərdə güclü üfüqi və şaquli külək sürüşmələri zirvədə relyefin
kələköter səthindən axarkən cərəyan xətlərinin sıxlaşması nəticəsində
əmələ gəlir və külək tutmayan yamacda isə hava axınının
deformasiyası hesabına yaranır. Külək tutmayan yamaclarda güclü
enən axınlar və intensiv turbulentlik də müşahidə olunur.
KÜLƏK SÜRÜŞMƏSİ ŞƏRAİTİNDƏ UÇUŞLARIN
HƏYATA KEÇİRİLMƏSİ VƏ YA HAVADA UÇUŞLARIN
İDARƏ OLUNMASI ÜZRƏ TÖVSİYYƏLƏR
1. Enməyə başlayan zaman yer səthində və 100 m hündürlükdə külək haqda
məlumatı müqayisə etmək, külək sürüşməsini qiymətləndirmək.
2. Enməyə başlayan zaman 100 m hündürlükdə 6 m/s-dən az külək sürüşməsi
nəzərə alınmır. Bu halda enmə UET-də (Uçuş ekspluatasiyası üzrə təlimat) təyin
olunmuş rejimdə həyata keçirilməlidir.
3. 100 m hündürlükdə 6 m/s sürətli külək sürüşməsi zamanı yer səthində küləyin
sürəti hündürlükdəki sürətdən az olarsa mühərriklərin iş rejimini artırmaq, UET
tövsiyyəsinə nisbətən cihaz sürətini 10...20 km/saat artırmaq və enməyə daxil
olan zaman artırılmış sürəti saxlamaq lazımdır. Bu sürət ehtiyatı təyyarə külək
sürüşməsi sahəsinə daxil olduqdan sonra sürətin azalmasının kompensasiyası
üçün lazımdır. Qərar qəbul etmə hündürlüyünə ünmə anında yaradılmış sürət
ehtiyyatı sərf olunmuş olarsa mühərriklərin iş rejiminin nominala qədər artırılmış
olmasına baxmayaraq ikinci dairəyə getmək lazımdır.
4. 100 m hündürlükdə külək haqda məlumat olmadıqda ДПРМ uçub keçdikdən sonra
cihaz sürətinin mümkün dəyişmə xarakterini diqqətlə izləmək lazışdır. Cihaz sürəti
kəskin azalarsa 3-cü bənddə qeyd olinmuş təlimata əməl etmək lazımdır.
Atmosferdə külək sürüşmələrinin
yaranma şəraiti
Sürüşmənin nəticəsi və ya mövcudluğunun göstəricisi
küləyin şiddətli olmasıdır. Külək sürüşməsi bir qayda
olaraq, topa-yağış buludları altında, atmosfer cəbhələri
sahəsində, yer səthində inversiya təbəqəsi olduqda,
həmçinin dağlıq və sahil ərazilərdə yaranır.
Külək sürüşməsi müsbət və mənfi olur. Hündürlükdə
küləyin sürəti yer səthindəkinə nisbətən çox olarsa, küləyin
belə paylanması müsbət sürüşmə adlanır. Hündürlükdə
küləyin sürəti yər səthinə nisbətən az olarsa, küləyin belə
paylanması mənfi sürüşmə adlanır.
Güclü şimşək ocaqları hava axınlarının coşmasına səbəb olur və atmosferin
aşağı təbəqələrində mürəkkəb külək strukturunu yaradırlar:
Havanın güclü qalxan hava axınları (30-40 m/s);
Leysan yağıntılar sahəsində intensiv enən axınlar (10…15 m/s və daha
artıq);
Buludların qarşısında şiddət cəbhəsi.
Külək sürüşməsinin ölçülmə və
xəbərdarlıq metodları
Göründüyü kimi külək sürüşməsi təyyarəyə müxtəlif cür təsir edə bilir və bu
təsirlərin hamısı böyük təhlükəyə malikdir. Katostrofik təhlükəni nəzərə alaraq
külək sürüşməsinin vaxtında xəbərdarlıq edilməsi aviasiya üçün böyük əhəmiyyətə
malikdir. Buna görə də, vaxtında külək sürüşməsi haqda xəbərdarlıq edilməsi və
uçuş zamanı müvafiq təhlükəsizlik qərarlarının qəbulu böyük əhəmiyyətə malikdir.
Kifayət qədər uçuş hündürlüyü və sürəti ehtiyatına malik olduqda müasir təyyarələr
avtomatik olaraq küləyin parametrlərinin dəyişməsi ilə pozulmuş uçuş rejimini
bərpa edə bilirlər.
Külək sürüşməsi gizli və öncədən çətin sölənilən hadisədir.
Yüksəktexnoloji avtomatlaşdırılmış sistemlərin tətbiq olunmasına baxmayaraq
külək sürüşməsinin dəqiq və vaxtında ölçülməsi indi də çətinliklər yaradır.
Sinoptik meteorologiyada külək sürüşmələrinin proqnozunda hesabi metodlardan
istifadə olunur. Verilmiş hadisənin həmçinin sinoptik yaranma şəraiti də nəzərə
alınır.
Həmçinin təyyarə bortlarından ötürülmüş məlumatlar çox faydalıdır.
Qəfil xarakterli olması, gizli olması, qısamüddətli olması, tez tez yerini dəyişməsi
külək sürüşməsinin ölçülməsini çətinləşdirir.
Aerodromlara külək sürüşmələri
haqda xəbərdarlıq sisteləri
Aerodromlarda külək sürüşməsini təyin etmək məqsədilə
dopler meteoroloji radiolokatorlarından (DMRL) istifadə edirlir.
DMRL-də küləyin radial sürət və istiqamətinin dopler ölçmə
metodu tətbiq olunur.
Müasir aerodromlarda müxtəlif taktik-texniki xüsusiyyətlərə
mali DMRL tətbiq olunur ki, onlar çoxfunksiyalı təyinata
malikdirlər.
Aşağıda verilmiş istinadda VAİSALA şirkətinin işləyib
hazırladığı külək sürüşməsi haqda inteqrallaşdırılmış
xəbərdarlıq sistemi qeyd olunmuşdur.
http://www.vaisala.ru/ru/airports/largeaircarrier/windshear/Pag
es/default.aspx
Külək sürüşməsinin qiymətləndirilməsinin ədədi
kriteriyaları
İKAO şaquli axın əlamətlərinə görə külək sürüşməsinin
aşağıdakı kriteriyalarını tövsiyyə edir:
Külək
sürüşməsi
Təyyarənin idarə
olunmasına təsiri
Zəif
Əhəmiyyətsiz
Mülayim
Hər 30 m
Hər 600 m
məsafədə külək
məsafədə üfüqi
sürüşməsi, m/s ilə külək
sürüşməsi,m/s ilə
Qalxan və ya
enən axınların
sürəti
0…..2,0
0…..2,0
0…..2,0
Əhəmiyyətli
2,1….4,0
2,1….4,0
2,1….4,0
Güclü
Əhəmiyyətli
çətinləşir
4,1…..6,0 4,1…..6,0 4,1…..6,0
Çox güclü
Təhlükəli
>6
>6
>6
Atmosferdə turbulentlik
Hava olduqca hərəkətli mühit olub, burada
hissəciklər nizamsız başqa sözlə turbulent hərəkət
edirlər.
Turbulentlik (latın sözü olub “turbo” - burulğan) –
atmosferdə müxtəlif ölçülü burulğanların
yaranması, küləyin üfüqi və şaquli şiddətinin baş
verməsi ilə şərtlənir. Turbulent burulğanların oxları
fəzada vəziyyətlərini çox tez dəyişirlər və müxtəlif
istiqamətlərə yönəlmiş olurlar.
Küləyin şiddəti, su buxarının, kondensasiya nüvələrinin və digər
hissəciklərin şaquli istiqamətdə daşınması atmosferin turbulentliyi ilə
əlaqədardır; o, istiliyin bir təbəqədən digərinə daşınmasına səbəb olur.
Turbulent mübadilə bulud, duman və yağıntıların formalaşması,
evolyusiyası və mikrofiziki quruluşuna əhəmiyyətli təsir gstərir.
Turbulentlik səs və elektromaqnit dalğalarının (xüsusilə ultraqısa)
yayılmasına əhəmiyyətli təsir göstərir. Lakin ən böyük təsir təyyarələrin
uçuşunda müşahidə olunur. Turbulent sahədə uçuş zamanı təyyarə
atmosfer burulğanları ilə qarşılaşdıqda üfüqi və şaquli külək
şiddətlərinin təsirinə məruz qalır. Bu zaman qanadın hücum bucağı və
qaldırıcı qüvvə dəyişir, təyyarənin sirkələnməsi baş verir.
Sirkələnmə - turbulent atmosferdə uçuş zamanı təyyarənin yüklənmə ilə müşahidə
olunan nizamsız yırğalanmasına deyilir.
Təyyarənin yüklənməsinin artımının ∆n müxtəlif faktorlardan asılılığı aşağıdakı
kimi ifadə olunur:
S
WэфV

n  
G
2
S
burada: р – havanın sıxlığı;
Wэф – şaquli külək şiddətinin effektiv sürəti;
V- uçuş sürəti;
G – təyyarənin çəkisi;
S – qanadın sahəsi;
α – hücum bucağı;
Су – qaldırıcı qüvvə əmsalı;
- hücum bucağının artımından asılı olaraq qaldırıcı qüvvə əmsalının dəyişməsi
S

Düsturdan məlum olur kiyüklənmənin artımı elə təyyarənin sirkələnməsi olub,
aşağıdakılardan asılıdır:
Atmosferin turbulent vəziyyəti (, Wэф);
S
Uçuş rejimi (V,  );
Təyyarənin konstruksiyası (G, S).
Bu onu ifadı edir ki, eyni intensivlikli atmosfer turbulentliyində müxtəlif
təyyarə tipləri sirkələnməni müxtəlif hiss edəcəklər.
Digər hallarda uçuş sürəti artdıqca sirkələnmənin intensivliyi də artır.
Buna görə də, təyyarənin uçuş ekspluatasiya təlimatında M hərfindən
sonra sərbəst və turbulent atmosferdə maksimal yol verilən sürətin
qiyməti göstərilir.
Sirkələnmənin intensivliyi sərbəstdüşmə təcili (g) ilə ifadə olunmuş
yüklənmənin artımı (n) ilə qiymətləndirilir.
Eşelonda uçuş zamanı:
∆n±0,5g….. ±1g olduqda, mülayim
sirkələnmə
müşahidə olunur;
∆n> ±1g olduqda, güclü sirkələnmə
müşahidə olunur.
Uçuş və enmə zamanı:
∆n±0,3g….. ±0,4g olduqda, mülayim
sirkələnmə müşahidə olunur;
∆n> ±0,4g olduqda, güclü sirkələnmə müşahidə
olunur.
Termik turbulenlik (konveksiya) yer səthinin qeyri-bərabər
qızması nəticəsində və ya böyük şaquli temperatur
qradiyentində soyuq havanın isti səth üzərinə axması
nəticəsində yaranır. Kontinent üzərində yaya fəslində və
gündüz saatlarında müşahidə olunur. Termik turbulentlik
zamanı həm nizamsız həm də nizamlı qalxan və enən hava
axınları formalaşır. Onun intensivliyi havanın rütubətliyindən
asılıdır. В сухом воздухе конвекция развивается до
высоты 2...3 км quru havada konveksiya 2...3km
hündürlüyə qədər inkişaf edir və zəif və ya mülayim
sirkələnməyə səbəb olur. Rütubətli havada isə konveksiya
böyük hündürlüklərə qədər, bəzən tropopauzaya qədər
inkişaf edir və güclü-topa və topa-yağış buludlarının
yaranmasına səbəb olur. Bu halda sirkələnmə xüsusən
buludlarda güclü olur və yer səthindən buludların yuxarı
sərhəddinə qədər müşahidə olunur.
Dinamik turbulentlik aşağıdakılara səbəb olur:
Yer səthində hərəkət edən hava axınının kələkötür səthə
sürtünməsi;
Sürət və istiqamətcə hava axınının xarakterinin qeyribircinsliyi;
Inversiya və izotermiya təbəqələrində dalğalı hərəkətər.
Düzənlik və təpəlik ərazidə yer səthinə sürtünmə aşağı
troposferdə (1...1,5km-ə qədər) dinamik turbulentliyin
yaranmasına səbəb olur. Bu cür türbulentlik zəif və ya
mülayim sirkələnməyə səbəb olur. Hava axını güclü
olduqca və səthin kələkötürlüyü artdıqca yerüstü təbəqədə
dinamik turbulentlik intensiv olur.
Sərbəst atmosferdə dinamik turbulentlik üfüqi və şaquli istiqamətdə küləyin
xarakteristikalarının böyük dəyişiklikliyə malik olan təbəqələrdə müşahidə
olunur. Belə turbulentliyin kəmiyyət xarakteristikasını vermək üçün külək
sürüşməsi anlayışı daxil edilir. Qalxan və enən axınlar daxil olmaqla, fəzada
külək vektorunun dəyişməsinə külək sürüşməsi deyilir. Təhlükəli turbullentlik
100m-də 3 m/s sürətə malik şaquli külək sürüşmələri zamanı yaranır.
ОТurbulent sahələr əksər hallarda məhdud ölçülərə malik olur. Onların qalınlığı
300...600 m, üfüqi gərginliyi isə 60...80 km olur. Nadir hallarda turbulentlik
sahəsi 2...3 km qalınlığa və 1000 km gərginliyə malik olur.turbulentlik sahəsinin
intensivliyi artdıqca onun qalınlığı və üfüqi gərginliyi azalır. Bu sahələr zaman
daxilində dayanıqsızdır və yaranmasından 30...50 dəq sonra itə bilir. Sərbəst
atmosferdə dinamik tubrbulentlik adətən tropopauza sahəsində, şırnaq
axınlarının sərhəddində, hava axınlarının birləşməsi (konvergensiya) və
ayrılması (divergensiya) sahəsində inkişaf etməsi müşahidə olunur.
5 km hündürlükdə topaşəkilli duludlar olmadıqda müşahidə olunan turbulentlik
aydın səmada turbulentlik - AST adlanır (CAT-clear air turbulence).
AST aviasiya üçün təhlükəli meteoroloji hadisə olub təyyarəyə gözlənilməz təsiri
ilə xarakterizə olunur. Aydın buludsuz səmada təyyarələrin güclü turbulentlik
sahəsinə düşmə halları məlumdur. AST əksər hallarda şırnaq axınları ilə bağlı
olur. AST-nin üfüqi ölçüləri böyük hüdudlara malikdirş, bəzi hallarda bir neçə
yüz km-ə çata bilir; AST-nin qalınlığı bir qayda olaraq 1000 m-dən arıq olmur.
İnversiya və izotermiya təbəqələrində müşahidə olunan dinamik turbulentlik
növbələnən qalxan və enən axınlar şəklində olur.
Oroqrafik turbulentlik dağlıq ərazilərdə formalaşır. Hava axınları dağları
keçən zaman deformasiyaya məruz qalır və bu, müəyyən
şəraitlərdəturbulentlik sahələrinin yaranmasına səbəb olur. Dağlıq
ərazilərdə eyni meteoroloji şəraitdə güclü turbulentliyin təkrarlanmsı
düzənlik ərazilərdəkindən daha çox olur.
Turbulentliyin xarakteri və intensivliyi dağın forma və ölçülərindən, hava
axınının dağa nisbətən istiqamətindən, küləyin sürəti və hündürlükdən
asılı olaraq dəyişməsindən, temperaturun stratifikasiyasından asılıdır.
Təyyarənin intensiv sirklənməsinə səbəb olan turbulentlik aşağıdakı
hallarda formalaşır:
Hava axını dağa perpendikulyar istiqamətləndikdə;
Yer səthində küləyin sürəti 8... 10 m/s və hündürlükdən asılı olaraq
artdıqda;
Dağdan yuxarıda atmosferin dayanıqlı stratifikasiyası müşahidə
olunduqda (inversiya, izotermiya və ya hündürlükdən asılı olaraq
temperaturun çox yavaş azalması).
Təhlükəli turbulentlik yaranır (şəkil 5):
dağın zirvəsi üzərində 500...1000 m təbəqədə. Burada axın sıxılır, güclənir və
nəticədə şaquli külək sürüşməsi 5 m/s-yə qədər və 100 m hündürlüyə qədər
artır;
Dağın güclü enən axınlar yaranan (fyon) külək tutmayan yamacında müxtəlif
ölçülü burağanlar (rotorlar), dağ üzərində isə külək tutmayan dalğalar.
Şəkil 5. Dağlıq ərazidə turbulentlik.
Güclü turbulentlik sahəsi üfüqi istiqamətdə dağdan 20...30 km məsafədə
yayıla bilir.
Dağın külək tutmayan yamacında yaranan nizamlı enən hərəkətlər (fyon)
bir neçə yüz metrə bərabər kəskin hündürlük itirməsinə səbəb olur.
Qeyd olunmuş atmosfer hadisəsi ilə bağlı qəzaların baş verməsi
məlumdur.
Rotorlar adətən dağlıq sahədən sonra 1500m-ə qədər hündürlükdə
yaranırlar. Üfüqi oxa malik, diametri 500...1000m olan slindirik
burulğanlar olub dağa paralel istiqamətlənmiş olurlar. Aydın seçilən
rotorlarda şaquli hərəkətlərin sürəti 5...10 m/s-yə çatır, buna görə də
rotorlarda topa-yağış buludlarında olduğu kimi güclü sirkələnmə
müşahidə olunur. Bəzən rotor burulğanının yuxarı hissəsində kiçik
şaquli gərginliyə malik parçalanmış- topa buludlar formalaşırlar.
Rotorlar dağa paralel olan bir neçə (adətən 3) cərgə şəklində
yerləşirlər. Periodik olaraq rotorlar “ayrılaraq” axınla birlikdə dağdan
uzaqda turbulyasiya edirlər, onların yerində isə yeniləri əmələ gəlir.
Külək tutmayan dalğalar atmosferdə dağlıq maneədən daha hündürdə 4...5
km məsafəyə qədər yayılırlar və bütün troposferdə, bəzən isə aşağı
stratosferə qədər yayılırlar. Bu dalğaların uzunluğu 5...80 km, amplitudu
100...150 km şaquli sürəti isə 10...12 m/s-yə çatır. Bu dalğalarda uçuş zamanı
dalğanın çuxur və təpə hissələrində müşahidə olunan növbəli qalxan və enən
axınlar hesabına tsiklik sirkələnmə müşahidə olunur. Kifayət qədər rütubətlik
olduqda dalğaların təpə hissəsində azhərəkətli bulud cərgələri yaranır. Belə
buludlar bir birinin üzərində yerləşən bir neçə təbəqə əmələ gətirə bilirlər. Bu
halda külək tutmayan dalğaları vizual müşahidə etmək olur. Külək tutmayan
dalğalar yaranan sahədə atmosfer təzyiqinin kəskin tərəddüdləri müşahidə
olunur. Nəticədə barometrik hündürlükölçəndə xətalar müşahidə olunur. Uçuş
zamanı hündürlüyün təyin olunmasında 300 m və daha artıq xətalar qeyd
olunmuşdur.
Turbulunetliklə yanaş dağlıq ərazilərdə uçuş şəraitinə külək tutan yamacda
havanın ümumi qaldırılması effekti, külək tutmayan yamacda isə onun enməsi
təsir edir. Buna görə də təyyarə dağın külək tutan yamacında yuxarı “dartılır”,
külək tutmayan yamacda isə yerə “sıxılır”.
Dağın hava axınına təsiri əhəmiyyətli məsafədə biruzə edir. Dağın hündürlüyü
1000 m olduqda hava axını 60...80 km məsafədə artıq qalxan hərəkətə
başlayır.
Topa-yağış buludları və turbulentlik
Xüsusilə maksimal inkişaf mərhələsində olan topa-yağış buludları uçuşlara xüsusi təhlükə
yaradır. Güclü yağıntə və dolu, külək sürüşməsi və turbulentlik bu buludlarla əlaqədardır.
Atmosferin aşağı təbəqələrində topa-yağıç buludunun yanında küləyin sürət və
istiqamətinin kəskin dəyişdiyi zolaq yaranır. O, şiddəti qasırğası və ya cəbhəsi sahəsi
adını almışdır.
Şiddət cəbhəsi soyuq havanındüşən yağıntılar hesabına topa-yağış buludunun altına enməsi
nəticəsində formalşır. Yer səthində soyuq havanın ön hissəsi kiçikmiqyaslı cəbhə kimi
biruzə edir ki,o, böyük temperatur kontrastı, güclü turbulentlik sahəsi, şaquli və üfüqi
külək sürüşmələri həmçinin küləyin sürətinin şaquli tplananının kəskin tərəddüdləri ilə
xarakterizə olunur.
Topa-yağış buludu yaxınlığındavə onun altında aqlxan/enən konvektiv hərəkətlər böyük
təhlükə yaradırş. Qalxan axınlar adətən atmosferin aşağı 500 m-lik təbəqəsində topayağış buludlarından 20-30 km qabaqda formalaşırlar. Sərhəd təbəqədə yalnız zəif külək
zamanı konvektiv qalxma buludun ön hissəsindən (yerdəyişmə istiqamətində) 5-10 km
məsafədə başlayır. Bunun nəticəsində yer səthində topa-yağış buludunun ön
hissəsindən bir neçə on km məsafədə təyyarə onu buludun içinə doğru “dartan” axınla
qarşılaşa bilir.
Şəkil 6. topa-yağış buludu
maksimal inkişaf
mərhələsində (sadələşdirilmiş
model)
Ədəbiyyat
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Баранов А.М. и др. Авиационная метеорология. С.П.
Гидрометиздат, 1992 г.
Баранов А.М. и др. Авиационная метеорология и
метеорологическое обеспечение полетов. М., Транспорт,
1993 г.
Богаткин О.Г. Авиационная метеорология. Санкт Петербург –
2005 г.
Гусейнов Н.Ш. Диспетчеру управления воздушным
движением и летчику о метеорологии. Баку. Ширваннешр.
1998 г.
Лещенко Г.П. Авиационная метеорология. Кировоград – 2009
г.
Meteorology – JAR.
Позднякова В.А. Практическая авиационная метеорология.
Екатеринбург 2010 г.