§4. Определение среднего ветра с помощью самолетной аппаратуры.

Благодаря своей автономности, определение среднего ветра с помощью самолетной аппаратуры получило наиболее широкое при­менение в практике десантирования. Эти способы исключают необ­ходимость выброски комендатуры десантного обеспечения, а также маневр самолета по курсу, как при способе (пристрелкой).

Определение среднего ветра с. помощью самолетной аппаратуры выполняют наиболее подготовленные экипажи-разведчики погоды. Однако, определять средний ветер этими способами должны уметь все экипажи, выполняющие десантирование. Знание среднего ветра в полете позволяет выполнить придельную выброску десанта по картам крупного масштаба с использованием азимутально-дальномер­ных сеток, а в сложных метеоусловиях выбросить радиомаяк в рас­четную точку, по которой могут выполнить прицеливание все экипажи.

Современные самолеты военно-транспортной авиации в зависи­мости от установленного бортовога оборудования, позволяют определять средний ветер автоматизированно или с последующим расчетом в полете по данным нескольких, измерений параметров полета самолета (Н, V, tн, W, УС). Поэтому определение среднего ветра с помощью бортовой лаппаратуры можно подразделить на следующие варианты.

а)Неавтоматизированное определение вектора среднего ветра:

- при полете на нескольких высотах; - при полете на одной высоте.

б) Автоматизированное определение вектора среднего ветрам:

- при полете от минимальной высоты до высоты десантирования;

- при полете на одной высоте.

Рассмотрим более подробно каждый из этих вариантов.

Неавтоматизированное определение вектора среднего ветра при полете на нескольким высотах.

Неавтоматизированное определение вектора среднего ветра при полете на нескольких высотах применяется тогда, когда бортовое оборудование самолета не позволяет произвести автоматизированное определение среднего ветра, а закон изменения ветра с высотой отличается от логарифмического и имеет сложный характер. В данном случае для определения среднего ветра самолет должен быть оборудован допплеровским измерителем скорости и сноса ДИСС, курсовой системой, указателем скорости и высотомером. При этом определение среднего ветра, возможно выполнением нескольких, видов маневра:

- маневр "Снижение – Набор”; - маневр "Снижение" до безопасной высоты;

- маневр "Набор” от минимальной высоты до высоты десантирования;

- одновременный полет на промежуточных высотах нескольких экипажей.

Специальные исследования показали, что наиболее целесообраз­ными маневрам, дающими точность измерений среднего ветра, практи­чески совпадающею с шаропилотажными (Ч =2-2,5 м/с), являются маневры "Снижение-Набор" и "Набор", которые будут рассмотрены ниже. Измерение ветра полетом на. промежуточных высотах нескольких экипажей требует задействования не скольких самолетов и экипажей, по этому практически мало приемлемо и нецелесообразно, особенно в боевых условиях.

Маневр "Снижение-Набор".

Маневр "Снижение-Набор” применяется в том случае, когда выход на площадку десантирования производятся на высоте большей, чем высота выброски, или равной ей.

Маневр "Снижение-Набор" для определения среднего ветра начинается на таком расстоянии, от площадки, чтобы на минимальной высоте самолет проходил примерно над серединой площадки десантирования. При выполнении маневра летчик выдерживает постоянную воздушную скорость (340-360 км/ч), и вертикальную скорость снижения (3-5 м/ с) . Штурман ведет записи показаний приборов в специальную подготовленную таблицу ( Vпр, Н, tн, W, УС, К) на высотах, интервал между которыми обычно равен 200м. Как показала практика, определение среднего ветра при непрерывном снижении и непрерывном наборе высоты недостаточно точное, так. как штурману в короткое время трудно снять показания приборов Для фиксированных, высот Кроме того., имеют место за­паздывания в показаниях приборов, и. искажения за счет .негоризон­тального 'Полета самолета. Поэтому, для устранения этих недостат­ков при снижении її наборе делают фиксацию высоты, то есть го­ризонтальные площадки, на которых и, производят снятие отсчетов с приборов Г Практика показывает, что на участке снижения целесообразно делать площадки на высотах 1000, 600 и 200 м, а на участке набора на высотах - 400, 800, 1200м.

Показания высотомера в момент снятия отсчетов должны быть заранёе определены с учетом барометрического давления на уровне площадки, инструментальных, аэродинамических и методических поправок так, чтобы исправленная высота полета была равна истин­ной. Снижение на минимальную высоту обязательно контролировать, по радиовысотомеру.

Расстояние, на котором начинается маневр, определяется по формуле :

Sнан=( ,

где: из.- количество измерений;

- время снятия отсчетов УС и W;

. - высота десантирования;

- высота нижнего слоя измерений;

. - вертикальная скорость самолета;

V - истинная скорость самолета.

Схема маневра показана на рисунке 2.4.

Рис 2.4.

риНа каждой горизонтальной площадке штурман снимает показания, приборов (Vпр.,Нпр.,tн.,W,УС,К) и записывает их в заранее подготовленую таблицу рис.2.5. H(м)	t˚H	Vпр	Vи	K˚	W	УC˚	ср.сл	И	Примечание
1000
600
200
400
800

Средний ветер _ср.=______ ; U_ср.=______ ;

Продолжительность полета на горизонтальных площадках зависит от опытности штурман и может быть 30-40с. После выполнения маневра штурман с помощъю навигационной линейки, ветрочета (навигационного расчетчика) или графика определяет скорость и направление ветра для каждой промежуточной высоты, а затем графическим или арифметическим осреднением определяет средний ветер. При этом необходимо учитывать курс, с которым производились измерения ветра:

,

Если курс

F=, 7

Vсн = , 9

Vсн = , 12

hстаб.* = hсв.пад. + hстаб.+ 0,67 hнап. 14

hстаб.* = hсв.пад. + hстаб + hнап. 14

Vсн = , 16

Vсн = = 6,1 (м/с ). 18

' 18

Vсн = , 18

tв= , где: 28

tcт.h=(1 + 2,9H) , где: 29

о = , где: 32

= ; 38

= . 38

Иср. = , но ; Zпр.=пр. ; 42

Ч_Нч (м/с) 59

Иср. (м/с).

При определении ветра по высотам штурману проще произвести расчеты навигационного ветра с последующим осреднением среднего ветра во всем слое десантирования.

Маневр "Набор".

Маневр "Набор" для определения среднего ветра применяется, в тех случаях, когда полет к площадке десантирования производит­ся на малой или предельно малой высоте, а выброска - с большой высоты.

На участке набора высоты для снятия показаний с приборов ( t_н,Vпр, Н, W, УС, К) намечаются горизонтальные площадки,» которые следуют через каждые 200 м.

Рис. 2.6.

При маневре "Набор” сокращается время между моментами от­счета показании приборов на промежуточных высотах и поэтому от штурмана требуется повышенное внимание и быстрота при снятии и записи показаний приборов.

Подготовка и расчет среднего ветра с использованием манев­ра "Набор" аналогичны, как и при маневре "Снижение - Набор".

. Основным недостатком определения среднего ветра на маневрах "Снижение - Набор” и "Набор" является большое количество расчетов, на которые тратится значительное время и возможность допущения ошибок при расчетах. Неавтоматизированное определение вектора среднего ветра при полете на одной высоте.

Данный способ применяется в тех случаях, когда закон изменения ветра с высотой близок к логарифмическому. Это обычно бы­вает при устойчивом спокойном состоянии атмосферы, при отсутствии вблизи района десантирования фронтальных атмосферных разделов и чаще в ночные или, утренние часы.

Практически определение вектора среднего ветра при тполете на одной высоте применимо до высот десантирования не выше 1200 - 1500м.

Зная закон изменения ветра с высотой, достаточно определить ветер на любой высоте слоя десантирования, чтобы определить ветер для всего слоя. Однако в практике десантирования нашли применение два способа:

а) Определение среднего ветра при полете на высоте десантирования.

б) Определение среднего ветра на баллистической высоте.

а) Определение среднего ветра при полете на высоте, десан­тирования.

Результаты обработки большого количества шаропилотажных измерений ветра, произведенных в различных районах Европейской части страны, показали, что в слое от 400 до 1200м над земной поверхностью скорость срднего ветра Иср. составляет примерно 0,8 скорости ветра на высоте измерения Ииз. а направление его в холодное время года (октябрь-март) отклоняется влево на 10-15°, в теплое время года (апрель-август) практически совпадает с направлением ветра на высоте измерения.

В полете измеряют ветер на высоте десантирования с помощью самолетной аппаратуры в районе выброски, а затем для определения среднего, ветра пользуются соотношениями:

Uср.=0,8Uиз. ; - в холодное время года;

Uср.=0,8Uиз. ; - в теплое время года.

Нарушение общей закономерности. в изменении направления ветра в теплое время года можно объяснить наличием в этот период более интенсивных вертикальный потоков воздуха.

Точность определения среднего ветра данным способом

Ч 2,5 м/с

б) Определение среднего ветра, при полете на балистической высоте :

Используя логарифмическй закон, можно определить высоту для слоя десантирования измеренный ветер на которой равен среднему ветру на участке снижения на основных парашютах, такую высо­ту принято называть баллистической высотой и ветер на этой .высоте баллистическим ветром.

F=, 7

Vсн = , 9

Vсн = , 12

hстаб.* = hсв.пад. + hстаб.+ 0,67 hнап. 14

hстаб.* = hсв.пад. + hстаб + hнап. 14

Vсн = , 16

Vсн = = 6,1 (м/с ). 18

' 18

Vсн = , 18

tв= , где: 28

tcт.h=(1 + 2,9H) , где: 29

о = , где: 32

= ; 38

= . 38

Иср. = , но ; Zпр.=пр. ; 42

Ч_Нч (м/с) 59

Достоинством способа определения среднего ветра полетной на одной высоте является малое количество измерений при отсутствии маневра самалета.

Основным недостатком способа является зависимость от состояния атмосферы в районе десантирования. Среднеквадратическая радиальная шибка определения среднего Ветра на баллистической высоте равна Ч = .2-3. м/с.

Автоматизированной определение вектора среднего ветра с помощью

самолетной аппаратуры.

Автоматизированное определение вектора среднего ветра возможно на самолетах, оборудованных комплексными пилотно-навигаЦИОННЫМИ причальными системами, имеЮЩИМИ В СВОЕМ ОСТаве бортовую вычислительную машыну).

Новейшие самолеты ВТА имеют такие системы и оборудованы ЦВК что позволяет экипажам затих самолетов достаточной точностью, автономно в короткое время определять ветер в слое десантирования.

Это, в свою очередь, способствует повышению оперативности и точности решаемых задач на выброску десанта.

Автоматизированное определение вектора среднего ветра с помощью бортовой аппаратуры в зависимости от условий полета, тактической, метеорологической обстановки может выполняться по следующим вариантам:

- при полете от минимальной высоты до высоты десантирования;

- при полете на одной высоте.

То-есть, в этих вариантах существует та же аналогия, что и при неавтоматизированном определении вектора среднего ветра. Рассмотрим более подробно каждый из этих вариантов.

а) Автоматизированное определение вектора среднего ветра с помощью бортовой аппаратуры при полете от минимальной высоты (Н₁) до высоты десантирования (Нд.).

Данный способ применяется при полете на малых высотах к площадке десантирования, или когда закон изменения ветра с высотой отличается от логарифмического и имеет сложный характер.

Сущность способа заключается в том, что производится изме­рение ветра на малой высоте или высоте подхода с последующим режимом набора высоты, в процессе которого производится зондирова­ние ветра с помощью допплеровского, измерителя (ДИСС) и измерителя воздушной скорости, а также интегрирование составляющих скорости ветра в слое снижения, на основных куполах.

Скорость ветра (U) по значениям вектора путевой (W) и воздушной (V) скоростей определяется зависимостью:

.

Составляющие вектора скорости ветра по осям ортодромической системы координат соответственно равны :

или

Рис.2.7.

Указанные зависимости являются дискретными значениями составляющих скорости ветра и справедливы как для участка гори­зонтального полета, так и набора высоты.

Для определения средней скорости ветра в слое снижения про­изводится осреднение замеров ветра путем интегрирования по высо­там от Н₁ до Нсн, рис.2.8.

U_1.2x =

U_1.2z =

Рис 2.8

Значение среднего ветра в слое от 0 до высоты Н₁ определя­ется исходя из гипотезы о логарифмическом законе распределения ветра по эмпирическим формулам:

U_{0,1 x} =U_xH1 0,92

U_{0,1 z}= U_zH1 0,92

где: U_xH1 и U_zH1 - составляющие скорости ветра на оси X, Z на высоте H₂.

Таким образом, скорость среднего ветра в слое снижения от поверхности земли с учетом рельефа местности до высоты начала снижения на основных куполах будет определяться по следующим формулам:

U_CHx=

U_CHz=

Направление среднего ветра определяется с учетом значений U_CHX и U_CHZ по формулам:

_Т

где: - угол схождения меридианов.

Ветер в слое стабилизации от высота Нсн. до высот десан­тирования Нд. принимается равным ветру на высоте десантирования.

Точность определения скорости среднего ветра методой интегрирования равна Ч =1,7м/с.при условии устойчивой и точной работы измерительной аппаратуры.

б) Автоматизированное определение вектора среднего ветра с помощью бортовой аппаратуры при полете на одной высоте.

Данный метод применяется, когда по прогностическим метеорологическим данным селедует ожидать в районе площадки десанти­рования наличие устойчивой атмосферы с логарифмическим измене­нием скорости ветра по высоте.

Определить средний ветер на одной высоте можно двумя спо­собами.

Первый - это определение среднего ветра прогнозированием сущность которого состоит в том, что средний ветер определяется по данным ветра, измеренного на высоте десантирования с учетом средней статистической зависимости по формулам :

U_Xср=1,2

Uz_ср =1,2

где: Ux. , U_ZH. - составляющие ветра на высоте десанти­рования;

U - скорость, ветра на высоте десантирования;

Второй способ - это определение среднего ветра на баллистической высоте.

Предполагается, что измеренный ветер на баллистической высоте (Нб.) будет вызывать такой же снос парашютистов или грузов, как и средний ветер для всего слоя снижения.

Значение баллистической высоты автоматически вычисляется бортовой аппаратурой самолета и выдается на специальные индика­торы штурмана с по следующей зависимости:

h ,

где: Нсн. - высота снижения груза на основных куполах,.отсчитываемая от уровня площадки десантирования;

Ктс. - коэффициент, зависящий от типа парашютной системы;

Н - превышение, площадки приземления над уровнем моря.

Баллистическая высота связана с высотой десантирования следующим соотношением:

H_Д=(hб- К_ТС+ ;

где: tзад. - время задержки раскрытия парашюта, устанавливаемое на замках парашютной системы;

- ускорение силы тяжести.

Значения коэффициента Ктс. в зависимости от типа парашютной системы могут быть следующими:

Тип парашютной системі	Д-4	Д-1-8	ПД-47- +5	Д-3- -3	ПГС- 500	П-128	2П-134	ПГС- -5	ПГС- -5р
КТС	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	2,2	2,1	2,3	2,8

Значения коэффициента Ктс., Нд, Н₁, tзад. вводятся в бортовую вычислительную машину ддя автоматического вычисления баллистической высоты(Нб.).

После расчета Нб. и ее индикации самолет занимает данную высоту. В процессе выполнения полета на баллистической высоте (около1,5мин.) производятся замеры скорости ветра и его на­правления с последующим осреднением. Точность выдерживания летчиком Нб. должна быть не хуже 20 м.

После проведенных, замеров ветра на баллистической высоте занимается высота десантирования. Значения среднего ветра можно снять с индикатора, нажав клавишу «Иср.бср.».

ТОЧНОСТЬ определения скорости среднего ветра на одной высоте

Ч =2,9м/с.