Способи визначення середнього вітру

Вітер є найважливішим елементом, який використовується при навігаційних та інженерно-штурманських розрахунках.

Особливістю загального розподілу повітряних течій в атмосфері в помірних широтах північної півкулі є найбільша зміна вектора вітру в нижніх шарах атмосфери (10 - 500м), де середнє значення швидкості вітру збільшується приблизно вдвічі, в шарі від 500м до 1.

У Північній півкулі вектор вітру з висотою збільшується, одночасно змінюючи напрямки поворотом його вправо (0,03° на 1м). При цьому до певної висоти (100 – 250м) напрям вітру практично не змінюється, а швидкість різко зростає. Далі починається поворот вектора вітру вправо і на висоті 400 - 800м відхилення градієнтного вітру за швидкістю не перевищують 10-15% а в напрямку ±10 ° від дійсного.

Градієнтним вітромназивається горизонтальний рух повітря, що встановився, за відсутності сили тертя про земну поверхню. Він дме таким чином, що ізобара в Північній півкулі з меншим тиском залишається завжди ліворуч (праворуч – у Південній). Після Н=400 – 800м вектор вітру продовжує зростати, повертаючи вправо, потім зростання швидкості припиняється і Н=1000 – 2000м вектор вітру практично збігається з вектором градієнтного вітру. Цей шар атмосфери прийнято називатиприкордонним шаром. Напрямок градієнтного вітру збігається із напрямком ізогіпс на картах баричної топографії абсолютних висот ізобаричних поверхонь (карти АТ).

У реальних умовах десантування на повільно падаюче тіло (МПТ) з моменту відокремлення від літака і до моменту приземлення впливає вітер, швидкість і напрямок якого змінюються вчасу, у просторі та залежать від висоти над земною поверхнею, географічного району, пори року та доби, розподілу атмосферного тиску по поверхні Землі.

Траєкторія зниження при цьому буде складною просторовою кривою. Під впливом вітру МПТ набуває додаткового горизонтального переміщення, званесносом(Z). Для спрощення обліку зносу запроваджується поняттясереднього вітру.

Підсереднім вітромрозуміється фіктивний вітер, постійний за величиною та напрямом, еквівалентний усім вітрам, що впливають на МПТ у всьому шарі десантування (від висоти викидання до приземлення).

За напрям середнього вітру приймається метеорологічне напрям вітру, виміряне від північного істинного меридіана до напряму «звідки дме вітер». Для виконання навігаційних розрахунків метеорологічне напрям вітру переводять у навігаційний напрям («куди дме» вітер), змінюючи метеорологічне напрям вітру на 180 °. У літаководі напрям вітру вимірюється від того ж меридіана, від якого вимірюється курс літака. Швидкість вітру вимірюється в м/с та км/год.

Найбільшу питому вагу у спільній помилці обчислень вектора сумарного зносу МПТ мають помилки з допомогою похибок у визначенні складових середнього вітру на ділянці зниження основних куполах, є наслідком помилок методичного характеру, інструментальних похибок, і помилок, викликаних мінливістю вітру.

В основі розробки способів визначення середнього вітру прийнято логарифмічний закон зміни швидкості вітру та лінійний закон зміни напрямку. Відповідно до цих законів:

де: UН - вітер на висоті, що цікавиться;

Н0 - висота, на якій швидкістьвітру дорівнює 0;

Нізм - висота виміру;

Н - висота, вітер на якій невідомий (висота вітру);

Δδгр= 0,03 (град/м) – градієнт зміни напряму вітру зі зростанням висоти.

Логарифмічний закон справедливий за таких умов:

- Земна поверхня рівна;

- В'язкість повітря постійна;

- відсутні висхідні та низхідні потоки повітря;

- Потік повітря ламінарний;

- обертання Землі відсутнє.

Середній вітер у шарі повітряної маси визначається шляхом опосередкування напрямків та швидкостей вітру, виміряних на кількох висотах (рівнях), рівновіддалених один від одного.

Знаючи напрямок та швидкість вітру на проміжних висотах, можна аналітично або графічно (на вітрочеті) розрахувати напрямок та швидкість середнього вітру в шарі повітряної маси, що знаходиться під літаком.

Аналітичний розрахунок виконується у такому порядку.

1. Визначається середній вітер у шарах, що лежать між двома сусідніми рівнями, на яких відомий вітер:

Якщо напрям та швидкість вітру біля землі невідомі, то для розрахунків береться:

2. Визначається середній вітер всього шару:

Графічний розрахунок виконується на вітрочеті або навігаційному розрахункові. Вітрочет запропонований штурманом Б.В.

---