Прикладная климатология (стр. 15 )

Категория самолетов	Метеорологические величины, явления, состояние ВПП и грунта	Климатические характеристики
Для самолетов и вертолетов всех категорий	Самолеты на стоянке
1. Условия возможного обледенения на земле, (резкие колебания температуры, дождь, снег)	1. Среднее число случаев по месяцам или за сезон
2. Штормовой ветер, шквалы	1. Повторяемость больших скоростей разных градаций по месяцам 2. Повторяемость преобладающих направлений при больших скоростях 3. Среднее число шквалов
Метеорологические величины	Климатические характеристики
Оценка климатических условий будущего аэропорта	Подробный климатический обзор условий взлета и посадки, эксплуатации самолетов на земле, эксплуатации ВПП с учетом особенностей намечаемых к эксплуатации типов самолетов
Строительство ВПП и аэродромных сооружений	1. Температура воздуха	1. Годовой ход средних месячных температур 2. Абсолютные и средние максимумы и минимумы (годовой и месячные)
2. Температура почвы	3. Годовой ход средних месячных температур на поверхности и глубинах
Строительство ВПП и аэродромных сооружений	Ветер	4. Розы ветров: обычная, совмещенная, развернуто-совмещенная разностная, скоростная
Осадки	5. Годовой ход средних месячных сумм осадков 6. Число дней с осадками разных градаций
Снежный покров	7. Средняя высота по месяцам
Эксплуатация грунтового аэродрома	Осадки	Средние и максимальные годовые и месячные суммы осадков

Продолжение таблицы 5.1

Проектирование, строительство и эксплуатация аэропортов	Метеорологические величины	Климатические характеристики
Эксплуатация грунтового аэродрома	Снежный покров	1. Средняя высота снежного покрова по месяцам 2. Продолжительность устойчивого снежного покрова 3. Средние и крайние даты начала и конца залеганий устойчивого снежного покрова
Состояние грунта	Средние и крайние даты начала и окончания весеннего и осеннего размокания аэродрома

Поэтому климатические характеристики струйных течений представляют большой интерес для современной авиации.

Неблагоприятными климатическими условиями для полётов средней и  большой протяженности являются также большая повторяемость гроз на авиатрассе и условий ниже установленных минимумов в пунктах посадки.

Грозы бывают обычно при прохождении атмосферных фронтов, особенно холодных, или окклюзий по типу холодного фронта в теплое время года днем или при сильном развитии конвекции в антициклонах и гребнях. Сложные условия для посадки также связаны с фронтами или с сильным ночным выхолаживанием. Капли дождя и особенно градины при сверхзвуковой скорости самолета пробивают его обшивку.

Важным климатическим фактором может быть преобладание у земли высоких температур в сочетании со слабым ветром и пониженным давлением или преобладание низких температур с сильными ветрами.

Для сверхзвуковых самолетов важны климатические характеристики вертикального распределения температуры, режима температуры в нижней стратосфере, турбулентности в ясном небе, дождя и особенно града.

Расход топлива увеличивается в полете при повышении температуры окружающего воздуха. Особенно неблагоприятны для полетов сверхзвуковых самолетов стратосферные потепления.

Эксплуатации сверхзвуковых транспортных самолетов благоприятствуют климатические условия, характеризуемые небольшой повторяемостью рассмотренных вредных факторов.

Рейсовые полеты на международных воздушных линиях производятся на больших высотах. Ввиду большой протяженности международных воздушных линий в каждом рейсе самолет пересекает зоны с разными климатическими условиями. Для планирования, таких полетов нужны климатические данные, аналогичные используемым для внутренних воздушных перевозок по авиатрассам большой протяженности.

Но вместе с тем на международных линиях приходится выполнять требования Международной организации гражданской авиации в отношении обеспечения климатическими данными. Поэтому в международных аэропортах должны быть климатические данные, составленные по специальным формам.

Другие виды деятельности авиации. Кроме перевозки пассажиров и грузов авиация выполняет много других важных задач. К ним относятся обслуживание сельского хозяйства, выполнение ледовой разведки, аэрофотосъемочных работ, использование вертолетов для строительных работ и другие.

Все эти виды деятельности авиации зависят в той или иной степени от климатических условий. Например, для полярной авиации особенно важны климатические характеристики видимости, низкой облачности, ветра, температуры и осадков. Большая повторяемость условий для посадки ниже установленных минимумов лимитирует летную работу. Сильные ветры, метели, снегопады, резкие колебания температуры создают дополнительные трудности при эксплуатации авиационной техники на земле и требуют дополнительных усилий для обеспечения сохранности самолетов на стоянке.

Используя вертолеты для строительных работ, следует помнить, что изменение температуры воздуха на 10° изменяет грузоподъемность вертолета в среднем на 12–14%.

Проектирование, строительство и эксплуатация аэропортов. При выборе места для строительства нового аэропорта руководствуются обычно политическими и экономическими соображениями и учитывают географические, топографические и климатические особенности, которые не являются решающими, но все же могут иметь большое значение. Необходимо знать, в каких условиях будет происходить эксплуатация будущего аэропорта.

Географические особенности могут существенно повлиять на мезоклиматические условия. Например, близость гор или берега моря иногда ограничивает возможные направления взлета и посадки.

Ветровой режим определяет выбор направления ВПП. Коэффициент ветровой загрузки рассчитывается по годовой повторяемости ветров разной скорости по направлениям в данном пункте. При этом исходят из допустимых боковых скоростей ветра 8–10 м/с, а для аэропортов низшего класса – 6 м/с.

Для оценки использования встречного ветра для увеличения взлетного веса самолета необходимы данные о повторяемости скоростей продольных составляющих ветра разных градаций.

Для расчета загрузки ВПП и вероятности превышения скорости продольной составляющей ветра заданного значения используют развернутые и совмещенные розы ветров. При значительной высоте аэропорта над уровнем моря приходится считаться с пониженным давлением на уровне ВПП. Если пониженное давление на аэродроме совпадает с высокой температурой, особенно при слабом ветре, то эти условия приведут к необходимости уменьшения взлетного веса.

Длина взлетно-посадочной полосы, рассчитанная для эксплуатации в нормальных условиях, может оказаться недостаточной, если имеются резкие отклонения плотности воздуха от расчетной.

Длина ВПП определяется с учетом возможных отклонений плотности воздуха у земли от стандартной. Устанавливаемая по летно-техническим соображениям длина ВПП относится к условиям стандартной атмосферы. При проектировании аэропорта в установленную длину ВПП вводят поправки на температуру, давление и влажность воздуха.

Для введения поправок на температуру и давление рассчитываются поправочные коэффициенты (кtр) для самолетов с поршневыми и турбореактивными двигателями соответственно по формулам

  и 

В этих формулах t u p – расчетные температуры (°С) и давления (мм рт. ст.) воздуха, кразб–коэффициент, учитывающий изменение тяги двигателей в зависимости от скорости при разбеге,   – относительная тяга двигателей на 1 кг взлетного веса, f – коэффициент, характеризующий силу сопротивления качению колес, – параметр, зависящий от конструкции турбокомпрессора.

Принимается, что , где t13  – средняя температура воздуха самого теплого месяца в 13 ч, а р = рст на высоте проектируемого аэропорта над уровнем моря.

При строительстве ВПП учитываются суточные и годовые колебания температуры воздуха для предотвращения образования трещин и последующего разрушения бетонных плит.

Обеспечение надежной эксплуатации аэропорта. Проектировщикам аэропорта надо заранее знать, в каких условиях будет эксплуатироваться этот аэропорт. Особенно важна оценка опасных и неблагоприятных явлений. К таким явлениям можно отнести туманы продолжительностью в несколько суток, дезорганизующие работу аэропорта и влекущие большие убытки; шквалы, могущие опрокинуть, повредить или даже привести в негодность самолеты; грозы, гололед, сильные снегопады, влекущие необходимость быстрой расчистки ВПП.

Ответы на поставленные вопросы могут дать климатические данные, полученные по наблюдениям ближайших, репрезентативных для данного района метеостанций.

5.3. Обеспечение авиации климатическими данными

Авиационно-климатические характеристики метеороло-гических величин. При описании климатов пользуются разными климатическими характеристиками или, показателями. Наиболее важными из них являются следующие: 1) средние значения метеорологических величин; 2) среднее число случаев метеорологического явления или среднее число дней с явлением; 3) абсолютное и среднее максимальное и минимальное значение метеорологической величины; 4) повторяемость разных значений или градаций метеорологических величин или явлений; 5) обеспеченность, т. е. вероятность превышения или непревышения заданного значения метеорологической величины; 6) изменчивость (дисперсия) метеорологической величины, т. е. размах колебаний ее значений около средней величины; 7) период возврата явления или значения метеорологической величины; 8) средние даты наступления (или окончания) явления; 9) средние даты установления и разрушения устойчивого снежного покрова, начала и окончания безморозного периода, устойчивого перехода температуры через 0°, и другие; 10) стандартные отклонения от среднего значения.