Сдвиг ветра и микропорывы: невидимая угроза у земли
Сдвиг ветра - резкое изменение скорости или направления ветра на коротком участке пути. На высоте самолет переносит его без последствий, а в нескольких сотнях метров над полосой может за секунды потерять скорость и высоту. В 1970-1980-х годах микропорывы погубили несколько полных пассажирских лайнеров, и только после этого авиация научилась их обнаруживать.
Содержание
Что такое сдвиг ветра
Ветер редко бывает одинаковым на разных высотах и в разных точках. Сдвигом называют ситуацию, когда он меняется резко: за сотню метров по высоте или за несколько секунд полета встречный ветер сменяется попутным, боковой усиливается вдвое или появляется мощный нисходящий поток. Для самолета важна именно скорость относительно воздуха, поэтому любое резкое изменение ветра сразу меняет подъемную силу.
Опаснее всего сдвиг ветра на малых высотах, ниже 500-600 м. На взлете и посадке лайнер летит медленно, близко к минимальной скорости, двигатели на заходе работают не на полной тяге, а до земли остаются секунды полета. Запаса на исправление почти нет.
Откуда он берется
- Грозы и мощные кучево-дождевые облака: под ними возникают нисходящие потоки и порывистый ветер на границе грозы.
- Атмосферные фронты, особенно холодные, где ветер меняет направление на узкой полосе.
- Температурные инверсии: ночью над холодным приземным слоем может дуть сильный ветер, а у земли штиль.
- Рельеф и здания: горы, холмы, ангары рядом с полосой создают завихрения при сильном ветре.
- Морской бриз и струйные течения на малых высотах.
Микропорыв: самый опасный вид сдвига
Микропорыв - это короткий мощный нисходящий поток воздуха под грозовым облаком или под полосами осадков, которые не долетают до земли. Он ударяет в землю и растекается во все стороны, как струя воды из душа. Диаметр зоны обычно не больше 4 км, а живет такой порыв от нескольких минут до четверти часа. Скорость нисходящего потока может достигать 30 м/с, а разница между встречным и попутным ветром по разные стороны от центра бывает больше 80 км/ч.
Микропорывы бывают влажными, с ливнем, и сухими, когда дождь испаряется, не долетая до земли. Сухие особенно коварны: над полосой видна лишь легкая дымка или клочья облаков.
Как самолет попадает в ловушку
- На входе в микропорыв самолет встречает усиливающийся встречный ветер. Скорость растет, самолет поднимается над глиссадой, и пилот естественно убирает тягу.
- В центре на самолет обрушивается нисходящий поток, который прижимает его к земле.
- На выходе встречный ветер сменяется попутным. Приборная скорость резко падает, подъемная сила тает, а двигатели с малого газа выходят на взлетный режим лишь за несколько секунд.
Получается, что первая правильная реакция пилота на рост скорости как раз ухудшает его положение через 10-20 секунд. Именно поэтому до конца 1980-х годов экипажи раз за разом попадали в одну и ту же западню.
Катастрофы, изменившие правила
После катастрофы Eastern 66 метеоролог Тецуя Фудзита, известный по шкале торнадо, доказал существование микропорывов. Многие специалисты тогда сомневались, что нисходящий поток может быть настолько сильным. Через десять лет Delta 191 упал примерно в 2 км от полосы аэропорта Даллас/Форт-Уэрт: экипаж видел молнии, но продолжил заход и вошел под ливневую часть грозы. Именно эта катастрофа запустила массовое оснащение аэропортов и самолетов системами обнаружения сдвига ветра.
Гроза при заходе на посадку опасна не только сдвигом. Как непогода и спешка экипажа складываются в одну цепочку, видно по серии "Наперегонки с бурей" о посадке в Литл-Роке в 1999 году. Ее можно найти среди выпусков первого сезона "Расследований авиакатастроф".
Как сдвиг ветра обнаруживают сегодня
Защита строится в три слоя. На земле крупные аэропорты используют сеть анемометров вокруг полос (LLWAS), которая сравнивает ветер в разных точках, и доплеровские метеорадары, способные увидеть микропорыв до того, как в него войдет самолет. Диспетчер передает экипажам предупреждение о сдвиге ветра, а информация о нем попадает в сводки погоды.
На борту современных лайнеров есть предсказывающий режим метеорадара, который за несколько километров предупреждает о сдвиге впереди. Если самолет уже попал в него, срабатывает реактивная сигнализация: голосовое "WINDSHEAR" в кабине. Третий слой - подготовка экипажей: сдвиг ветра на взлете и посадке обязательно отрабатывают на тренажерах.
Действия пилотов при сдвиге ветра
Если сдвиг ожидается, экипаж откладывает взлет или уходит в зону ожидания, пока гроза не сместится. Микропорыв живет недолго, и 15-20 минут ожидания обычно снимают проблему. Если самолет все же попал в сдвиг, выполняется маневр вывода:
- двигатели сразу на взлетный режим, ограничения по тяге в этот момент вторичны;
- самолет переводят в набор с углом тангажа около 15 градусов, следуя командам пилотажного директора;
- конфигурацию не меняют: закрылки и шасси не трогают, пока самолет не выйдет из зоны;
- при срабатывании предупреждения о сваливании тангаж немного уменьшают, но не отдают штурвал резко от себя.
Благодаря этим мерам в США после 1994 года катастроф крупных авиалайнеров из-за микропорывов не было. Для пассажира сдвиг ветра обычно выглядит как резкая просадка на заходе и уход на второй круг с ревом двигателей. Уход на второй круг в такой ситуации - правильное решение, а не признак ошибки.
Вопросы и ответы
Что такое сдвиг ветра простыми словами?
Это резкая смена силы или направления ветра на коротком участке, например встречный ветер за секунды становится попутным. Самолет при этом теряет скорость и подъемную силу.
Чем опасен микропорыв для самолета?
Мощный нисходящий поток прижимает самолет к земле, а смена встречного ветра на попутный резко снижает скорость. На взлете и посадке высоты для исправления может не хватить.
Почему самолет уходит на второй круг при сильном ветре?
Если датчики или диспетчер сообщают о сдвиге ветра или заход становится нестабильным, экипаж прерывает посадку и набирает высоту. Это стандартная мера безопасности.
Можно ли заранее увидеть сдвиг ветра?
Да, частично: доплеровские радары аэропортов и бортовые метеорадары обнаруживают микропорывы в осадках. Сухие микропорывы заметить сложнее, поэтому экипажи обходят грозовые очаги стороной.
Какая катастрофа произошла из-за сдвига ветра?
Самые известные - Eastern 66 в Нью-Йорке в 1975 году, Pan Am 759 в Новом Орлеане в 1982 году и Delta 191 в Далласе в 1985 году. После них появились системы обнаружения микропорывов и новые методики подготовки пилотов.
Еще по теме
