Наклонная дальность видимости в сложных метеорологических условиях (стр. 6 )

Изменчивость распределения горизонтальной видимости с высотой в СМУ обусловленных моросью является средней, причем наибольшая изменчивость наблюдается при 4 часовой длительности явления, затем изменчивость постепенно уменьшается и достигает наименьших значений при длительности явлениячасов.

Основными типами туманов над равниной и холмистой местностью являются адвективные, радиационные и фронтальные, которым соответствуют четыре типа вертикального распределения МДВ с высотой рисунок 9.

В адвективных туманах наблюдается быстрое, непрерывное уменьшение горизонтальной видимости от поверхности земли до измеренных значений ВВ или плотной части тумана, что соответствует I типу рисунок 9.

В радиационном тумане наблюдается 4 типа распределения горизонтальной видимости с высотой, которые определяются стадией развития тумана:

- радиационный туман 1 стадии развития (приземный туман) соответствует увеличение горизонтальной видимости с высотой (III тип);

- радиационный туман 2 стадии развития через 2 -3 часа после его образования, когда верхняя граница достигает 20-30 м. МДВ с высотой уменьшается до середины слоя а затем увеличивается (IV тип);

- радиационный туман 3 стадии развития минимальна МДВ с высотой уменьшается, как и в адвективном тумане (I тип);

в радиационных туманах c верхней границей 100-300 м. при мороси и редком снеге наблюдается примерно одинаковая видимость от земли до верхней границы тумана (II тип).

Во фронтальных туманах наблюдается быстрое непрерывное уменьшение горизонтальной видимости с высотой, что соответствует I типу распределения.

В адвективных и фронтальных туманах с глиссады снижения наблюдается положительная динамика видимости, под которой понимается: постоянное увеличение видимости наземных ориентиров (огней светосигнальной системы) с глиссады снижения до приземления. В момент приземления видимость соответствует видимости на ВПП. Она наблюдается в I и II типе.

В радиационном тумане 1 стадии развития наблюдается отрицательная, под которой понимается: постоянное уменьшение видимости наземных ориентиров (огней светосигнальной системы) с глиссады снижения до приземления. В момент приземления видимость соответствует видимости на ВПП. Она наблюдается в III типе вертикального распределения горизонтальной видимости с высотой.

В радиационном тумане 2 стадии развития наблюдается скачкообразная под которой понимается: уменьшение видимости наземных ориентиров (огней светосигнальной системы) с глиссады снижения до середины слоя тумана, а затем увеличение до приземления. В момент приземления видимость соответствует видимости на ВПП. Она наблюдается в IV типе.

В радиационном тумане 3 стадии развития наблюдается положительная динамика видимости.

Для туманов горной местности основными типами распределения горизонтальной видимости с высотой является I, II, III.

IV

III

II

Рисунок 8 - Типы вертикального распределение горизонтальной МОДВ в туманах

Типы вертикального распределения МДВ и их временные характеристики изменчивости позволяют решить проблему оценки условий видимости в наклоном направлениях при различных явлениях погоды.

Шестая глава «Расчет и сверхкраткосрочный прогноз наклонной дальности видимости не самосветящихся объектов». Предложена методика расчёта и сверхкраткосрочного прогноза наклонной дальности видимости при полётах под низкими облаками днём для различных типов распределения горизонтальной видимости с высотой. Проведены анализ наклонной дальности видимости для различных типов распределения горизонтальной видимости с высотой и оценка успешности предложенных методик.

Методика расчета наклонной полетной дальности видимости с высоты полета реализована путем комплексного использования основных положений теории негоризонтальной видимости и опыта воздушной навигации визуальных полетов для пяти основных типов распределения горизонтальной видимости с высотой в различных явлениях погоды.

Наклонная полетная дальность видимость для заданной высоты полета рассчитывается в соответствии со следующей формулой:

, (5)

где: HПОЛ – высота полета ВС, м; K0 – первоначальный, не искаженный дымкой контраст между объектом и фоном (); BФ – истинная яркость фона, т. е. яркость, не искаженная атмосферной дымкой; Б – коэффициент, характеризующий состояние яркостного «насыщения» слоя помутнения; e - порог контрастной чувствительности глаза; θ – угол визирования, °; dh – слои, характеризующие распределение горизонтальной видимости с высотой, м; Smh – горизонтальная видимость на высоте HПОЛ, м и зависит от ВНГО и МДВ; LЯВЛ –коэффициенты (L дымка=1, L дождь=0,91, L снег = 0,84, L морось=0,8).

При расчете по формуле 5 интегрирование для I и II оптических моделей производится от поверхности земли до HПОЛ, в III оптической модели – от поверхности земли до уровня конденсации (HУК) и от уровня конденсации до HПОЛ. (если HПОЛ меньше HУК – от поверхности земли до HПОЛ.). В IV оптической модели видимость одинакова на всех высотах и равна горизонтальной видимости у земли. В V оптической модели интегрирование производится от поверхности земли до верхней границы тумана или дымки. Над верхней границей – значительное, часто скачкообразное увеличение горизонтальной видимости до 10 км.

Определение оптических моделей производится по характеру физического процесса, происходящего в атмосфере, типа синоптической ситуации, данных вертикального зондирования атмосферы и измеренных метеовеличин.

Влияние путевой скорости (скорости ВС, направления, скорости ветра и угла сноса - α) и высоты полета ВС на наклонную полетную дальность видимости в формуле 5 учитывается углом визирования, который определяется по формуле:

, (6)

где: t – среднее время аккомодации (в среднем 2,5 с), затрачиваемое на обнаружение большинства объектов (ориентиров); W – путевая скорость полета ВС, м/с; H пол – высота полета ВС, м; - минимальный угол визирования зависящий от типа вертикального распределения МДВ и скорости полёта ВС, 0; α - угол сноса, 0.

Расчётные значения НПДВ во всех 5 типах меньше МДВ.

В качестве примера представлены результаты расчета наклонной полетной дальностью видимости в I и II типе на рисунках 9, 10.

морось   снег   дымка   МДВ, м   Рисунок 9 - Зависимость наклонной полетной дальности видимости от МДВ в I типе (ВНГО = 100 м, K = 0,6, =1,5, H пол = 50 м, α=0º) для различных явлений погоды при путевой скорости 300 км/ч.

МДВ, м   дымка   снег   морось   Рисунок 10 - Зависимость наклонной полетной дальности видимости от МДВ во II типе (ВНГО = 200 м, K = 0,6, =1,5, H пол = 150 м, α=0º) для различных явлений погоды при путевой скорости 300 км/ч

Наклонная полетная дальность видимость (рисунок 9, 10) меньше МДВ, при этом наименьшее ее значение наблюдается в мороси при I типе распределения МДВ с высотой, а наибольшее – в дымке при II типе. С увеличением скорости полета наклонная полетная видимость уменьшается.

Предложенная методика позволяет рассчитывать и посадочную видимость, как частный случай наклонной полетной дальности видимости несамосветящихся объектов. Для этого в формуле 5 необходимо H ПОЛ заменить высотой визуального обнаружения ВПП (H ВВО), которая рассчитывается по полуэмпирической формуле:

, (8)

где: - угол наклона глиссады снижения (2°45’).

Расчет посадочной видимости представлен в качестве примера на рисунке 11, 12.

дымка   МДВ, м   морось   снег   Рисунок 11 - Зависимость посадочной видимости от МДВ в I типе (ВНГО = 100 м, K = 0,6, =1,5) для различных явлений погоды при скорости захода на посадку 300 км/ч

дымка   морось   снег   МДВ, м   Рисунок 12 - Зависимость посадочной видимости от МДВ во II типе (ВНГО = 200 м, K = 0,6, =1,5) для различных явлений погоды при скорости захода на посадку 300 км/ч

Влияние основных факторов на посадочную видимость аналогичен их влиянию на наклонную полетную видимость.

Достоверность методики расчета наклонной полетной дальности видимости с высоты полета проведена по критериям успешности. Расчетные значения сравнивались с данными, полученными от экипажей ВС таблица 14.

Таблица 14 - Критерии успешности (R, σ, η) расчета наклонной полетной дальности видимости

Методика расчета наклонной полетной видимости	Критерии успешности
I оптическая модель	II оптическая модель	III оптическая модель	IV оптическая модель	V оптическая модель
R	σ,м	η,м	R	σ,м	η,м	R	σ,м	η,м	R	σ,м	η,м	R	σ,м	η,м
0,79	182,4	145,7	0,77	191,1	152,6	0,71	372,3	298,5	0,61	736,4	590,3	0,60	798,4	638,1

Значения критериев успешности показывают возможность использования методики для расчета наклонной полетной видимости не самосветящихся объектов.

В таблице 15 приведены критерии успешности методики расчета для частного случая наклонной полетной видимости – посадочной видимости.

Методика позволяет рассчитать наклонную полетную дальность видимости с высоты полета в зависимости от ВНГО, МДВ, распределения горизонтальной видимости с высотой, углов визирования, контраста объекта (ориентира) и фона, освещенности, состояния зрения наблюдателя, скорости и высоты полета ВС, скорости ветра на высоте полета, характера подстилающей поверхности.

Таблица 15 - Критерии успешности (R, σ, η) расчета посадочной видимости

Методика расчета наклонной полетной видимости	Критерии успешности
I оптическая модель	II оптическая модель	III оптическая модель	IV оптическая модель	V оптическая модель
R	σ, м	η, м	R	σ, м	η, м	R	σ, м	η, м	R	σ, м	η, м	R	σ, м	η, м
По предложенной методике	0,78	178,6	143,1	0,75	185,3	147,8	0,69	324,7	260,7	0,59	653,2	522,4	0,58	787,1	628,9
по методике Гоголевой	0,74	193,6	153,7	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
По номограммам (Рук. по практ. работам)	0,76	190,3	152,4	0,73	203,2	163,3	0,69	397,3	320,2	0,56	1436,4	1061,1	-	-	-

Сверхкраткосрочный прогноз наклонной полетной дальности видимости, в соответствии с требованиями стандартов Международной организации гражданской авиации (ИКАО), разрабатывается с заблаговременностью до 3 ч.