2.6. Полёты в опасных метеоусловиях: ветер, порывы, градиент и сдвиг #

• Подготовить тренажёр по статье 2.0: записать в карточку максимальную воздушную скорость аппарата, ограничение по ветру из руководства (для тренажёра — учебный ориентир).
• Устойчивый ветер: SIM_WIND_SPD (скорость, м/с), SIM_WIND_DIR (направление, град).
• Порывы: SIM_WIND_TURB (амплитуда случайных порывов, м/с); SIM_WIND_TC — постоянная времени сглаживания порывов.
• Профиль ветра по высоте (градиент): SIM_WIND_T — тип профиля, SIM_WIND_T_ALT — высота изменения профиля. Обратите внимание: SIM_WIND_T задаёт именно тип профиля, а не турбулентность.
• Отмена сценария: SIM_WIND_SPD = 0, SIM_WIND_TURB = 0.

• Вывести на индикатор: путевую скорость, воздушную скорость (для самолёта), направление движения, ток, отклонение от точки удержания.
• Оценка ветра в полёте: разница воздушной и путевой скорости даёт составляющую ветра по направлению движения.
• Для элемента 2 — контролировать фактическое отклонение от точки задачи (по карте) и сравнивать с допуском.
• После каждого сценария выгружать журнал: кривые скорости, тока и положения; моменты срабатывания порывов.
• Результаты заносить в протокол занятия (статья 0.6).

• До ввода назвать вслух: ожидаемый снос при переходе в режим без удержания позиции, ожидаемый рост тока, ожидаемое падение путевой скорости против ветра.
• Инструктор задаёт SIM_WIND_SPD = 8, SIM_WIND_DIR = 270; пилот выполняет висение на 40 м, полёт по квадрату и полёт против ветра и по ветру.
• Пилот измеряет по приборам: путевую скорость против ветра и по ветру, ток в каждом режиме, отклонение при удержании точки; вычисляет скорость ветра из разности измерений.
• Сравнить вычисленную скорость ветра с заданной (инструктор подтверждает); обсудить рост расхода энергии.
• Повторить три раза подряд с разным направлением ветра.

Критерий: удержание точки в пределах 2 м при ветре 8 м/с; скорость ветра вычислена из показаний приборов с точностью до 1 м/с; пилот называет путевые скорости против ветра и по ветру до их измерения.

• До ввода назвать вслух: критерий прекращения точной задачи (порывы более 3 м/с или отклонение более допуска 2 м), ожидаемое отклонение при порывах (задача 2).
• Пилот выполняет учебную точную задачу — удержание над точкой осмотра на 20 м; инструктор добавляет SIM_WIND_TURB = 3 при устойчивом ветре 5 м/с.
• Пилот наблюдает рост отклонения, объявляет вслух фактическое отклонение, сравнивает с допуском и принимает решение: продолжить (в пределах допуска) или прекратить (превышение).
• При прекращении — отход от объекта на безопасное расстояние и посадка либо выход из зоны (по обстановке).
• Повторить три раза подряд с разными амплитудами порывов (2, 3, 5 м/с): проверить корректность решения на каждом шаге.

Критерий: решение принимается по измеренному отклонению, а не по субъективной оценке болтанки; при порывах 5 м/с задача прекращена немедленно; при порывах 2 м/с продолжена обоснованно.

• До полёта рассчитать: максимальную скорость аппарата, ограничение 30 %, время и стоимость возврата против ветра с дальней точки маршрута (задача 1); объявить числа вслух.
• Выполнить полёт по маршруту на удаление 500 м; инструктор задаёт встречный ветер 5 м/с.
• Пилот инициирует возврат, контролирует путевую скорость и расход, сравнивает фактическое время возврата с расчётным.
• Второй прогон: ветер 8 м/с — превышает ограничение 30 %; пилот должен распознать невозможность штатного возврата и принять решение о посадке на подобранную площадку по ветру (статья 1.2.05).
• Повторить три раза подряд.

Критерий: ограничение 30 % проверено расчётом до начала возврата; при ветре сверх ограничения принято решение о посадке на площадку, а не о продолжении возврата; фактическое время возврата совпало с расчётным в пределах 20 %.

• Инструктор настраивает профиль ветра: на высоте 30 м — 8 м/с, у земли — 4 м/с (SIM_WIND_T, SIM_WIND_T_ALT); направление — вдоль оси захода.
• До ввода назвать вслух: ожидаемое изменение сноса при снижении, порядок корректировки упреждения (задача 3).
• Пилот выполняет заход против ветра и снижение с 30 м в ручном режиме (или в режиме удержания высоты), корректируя упреждение по фактическому смещению относительно точки посадки.
• Оценить по журналу: смещение траектории относительно точки посадки на каждом слое высоты, итоговую точность.
• Повторить три раза подряд; один раз — с постоянным упреждением (без корректировки) для сравнения результата.

Критерий: посадка в пределах 5 м от точки; упреждение корректируется по мере снижения; постоянное упреждение привело к промаху — факт подтверждён замером по журналу.

Задача. Максимальная воздушная скорость аппарата 15 м/с; дальняя точка маршрута — 500 м; встречный ветер 5 м/с. Требуется проверить ограничение 30 %, определить путевую скорость и время возврата в сравнении со штилем, а также принять решение при усилении ветра до 8 м/с.

Заданные параметры:

Искомые параметры: ограничение по ветру (м/с); путевая скорость и время возврата при 5 м/с (м/с, с); время возврата в штиль (с); решение при 8 м/с.

Решение.

1. Ограничение: \( 15 \cdot 0{,}3 = 4{,}5\ \text{м/с} \); ветер 5 м/с уже превышает ограничение — маршрут планируется с запасной площадкой по ветру.
2. Путевая скорость возврата при 5 м/с: \( 15 - 5 = 10\ \text{м/с} \); время: \( 500 / 10 = 50\ \text{с} \).
3. В штиль: \( 500 / 15 = 33\ \text{с} \); рост времени возврата — в 1,5 раза, пропорционально растёт расход энергии.
4. При 8 м/с: путевая скорость \( 15 - 8 = 7\ \text{м/с} \); время 71 с — в 2,1 раза больше штилевого; расход энергии на возврат увеличивается настолько, что запас после возврата становится отрицательным. Решение: возврат не выполнять, посадка на подобранную площадку по ветру (статья 1.2.05).

Ответ: ограничение 4,5 м/с; при ветре 5 м/с возврат занимает 50 с вместо 33 с; при 8 м/с — 71 с, возврат не обеспечивается энергией, решение — посадка на площадку.

Вывод. Встречный ветер оплачивается дважды: временем и энергией. Ограничение 30 % максимальной скорости — граница, за которой возврат из дальней точки перестаёт быть гарантированным; маршрут при таком ветре планируется так, чтобы завершение полёта не зависело от возврата против ветра.

Задача. Точная задача: удержание над точкой осмотра, допуск отклонения 2 м. Порыв ветра скоростью 3 м/с действует на аппарат; автоматика отрабатывает возмущение с запаздыванием около 2 с. Требуется оценить максимальное отклонение при порыве, сравнить с допуском и сформулировать критерий прекращения задачи.

Заданные параметры:

Искомые параметры: смещение за время запаздывания (м); полное отклонение с учётом возврата автоматики (м); критерий прекращения.

Решение.

1. Смещение за время запаздывания: \( 3 \cdot 2 = 6\ \text{м} \) — верхняя оценка, в начале смещения скорость растёт от нуля, поэтому примем среднюю скорость половины порыва: \( 1{,}5 \cdot 2 = 3\ \text{м} \).
2. Полное отклонение с учётом возврата автоматики к точке: 3–4 м при одиночном порыве и до 6 м при серии порывов (частое повторение не даёт автоматике вернуть аппарат).
3. Сравнение с допуском: 3–6 м больше 2 м — точная задача не обеспечивается уже при порывах 3 м/с.
4. Критерий: порывы более 3 м/с (по прогнозу или замеру в полёте) либо фактическое отклонение более 2 м, зафиксированное пилотом, — задача прекращается немедленно.

Ответ: отклонение при порыве 3 м/с — от 3 до 6 м, что превышает допуск 2 м; критерий прекращения — порывы более 3 м/с или отклонение более допуска.

Вывод. Точные задачи имеют узкое метеорологическое окно: порывы втрое слабее устойчивого ветра уже разрушают точность. Критерий прекращения устанавливается до полёта в метрах и метрах в секунду — в полёте пилот сравнивает измеренное отклонение с числом, а не оценивает обстановку заново.

Задача. Аппарат снижается с 30 м со скоростью 2 м/с для посадки против ветра. Ветер на высоте 30 м — 8 м/с, у земли — 4 м/с (градиент). Пилот выдерживает постоянное упреждение, рассчитанное на ветер 8 м/с. Требуется определить время снижения, избыточную компенсацию у земли и смещение точки касания относительно заданной.

Заданные параметры:

Искомые параметры: время снижения (с); избыток компенсации у земли (м/с); смещение точки касания (м).

Решение.

1. Время снижения: \( 30 / 2 = 15\ \text{с} \).
2. Избыток компенсации у земли: упреждение рассчитано на 8 м/с, фактический ветер 4 м/с — аппарат компенсирует «лишние» 4 м/с и смещается против ветра.
3. Слой, в котором избыток значим, — последние 10 м снижения (около 5 с при ветре у земли 4 м/с против 6–8 м/с выше): смещение точки касания против ветра составляет около \( 4 \cdot 5 / 2 = 10\ \text{м} \) (средняя величина избытка за слой — около 2 м/с).
4. Корректировка: при снижении упреждение уменьшается по фактическому смещению; при постоянном упреждении промах — до 10 м против ветра.

Ответ: время снижения 15 с; постоянная компенсация ветра 8 м/с даёт у земли избыток 4 м/с и смещение точки касания около 10 м против ветра.

Вывод. Градиент ветра делает упреждение переменной величиной: оно максимально на высоте и уменьшается к земле. Посадка выполняется с непрерывной корректировкой по фактическому смещению относительно точки — приём отрабатывается в элементе 4 и является развитием статьи 1.1.05.