Явления погоды как факторы угрозы безопасности полетов воздушных судов

Воздушный транспорт, как отрасль, которая в наибольшей степени чувствительна влиянию внешней среды, требует тщательного мониторинга как текущей, так и ожидаемой метеорологической информации. Погодные условия оказывают существенное воздействие на экономические показатели транспорта и влияют на безопасность, причем текущее состояние погоды и точность метеорологических данных прямо пропорционально влияют на человеческую жизнь.

Согласно отчету Международной организации гражданской авиации (ИКАО), за последние 30 лет плохие для полетов окружающие погодные условия были формально выявлены как причина от 4 до 18% авиационных происшествий.

Тем не менее, средние показатели могут не полностью отражать реальную картину в определенные периоды. Определенные атмосферные явления представляют опасность для авиации, включая грозу, шквал, туман, обледенение, и другие. Различные метеорологические факторы, такие как разряды статического электричества, снежные заносы и изменения ветра, могут создать серьезные проблемы для безопасности полетов.

В частности, гроза, сопровождающаяся многократными электрическими разрядами и грозовым громом, представляет собой потенциально опасное атмосферное явление.

Она часто сопровождается обильными осадками и может оказать воздействие на авиационные перевозки. Важно учитывать различные типы гроз, такие как внутримассовые и фронтальные. Это необходимо для анализа рисков и принятия мер безопасности на полет.

Внутримассовые грозы представляют собой явление, часто встречающееся во влажных и неустойчивых атмосферных условиях. Среди них выделяется тепловая, или местная гроза, формирующаяся в результате прогрева воздуха под воздействием подстилающей поверхности. Эти грозы, наиболее распространенные летом после полудня, обычно рассеиваются к концу дня. Внутримассовые грозы, такие как тепловые, обычно формируются изолированно или размещаются на расстоянии 15–25 км друг от друга, что позволяет воздушным судам свободно маневрировать вокруг них.

Фронтальные грозы, в свою очередь, развиваются на холодных и теплых фронтах. Грозы на холодных фронтах являются наиболее мощными, возникая из-за интенсивного подъема теплого воздуха в области столкновения с холодным воздухом. Эти грозы, сопровождаемые ливнями, градом и сильными шквалами, могут привести к урагану. Они усиливаются во второй половине дня и ослабевают во второй половине ночи и утром.

Воздушные массы во время грозы представляют угрозу безопасности авиации. Даже при наличии устойчивости у самолета и высоком уровне подготовки пилотов влияние этого опасного явления погоды нельзя не учитывать.

Опасность для самолетов и их экипажа представляют мощные вертикальные потоки воздуха внутри кучево-дождевых облаков и вблизи их, а также возможные разряды молнии, которые могут поразить разрядом воздушное судно.

Внутри кучево-дождевых облаков возникают электрические поля с высоким напряжением, приводящие к искровым электрическим разрядам, известным как молнии. Эти разряды могут происходить между облаком и землей, между разными облаками или даже между различными частями одного облака. Процессы электризации облачных элементов и разделения зарядов в облаке обусловлены изменениями агрегатного состояния воды в облаках, такими как замерзание или таяние, а также при разбрызгивании капель воды и разламывании ледяных кристаллов в воздухе.

Удар молнии в самолет может быть роковым при сильном заряде. Но бывает и относительно слабым, часто называемым статическим разрядом. Борьба с этими неблагоприятными событиями требует высокого уровня безопасности и технической оснащенности, чтобы минимизировать риски для полетов в условиях электрической активности атмосферы. Кроме того, согласно федеральным авиационным правилам влетать в кучево-мощную облачность запрещено.

Для самолетов, осуществляющих регулярные полеты, избежать столкновения с грозой и обеспечить нормальную связь, используя антенну, практически невозможно. Поэтому важно, чтобы самолет был оснащен средствами защиты от гроз.

В случае удара молнии повреждения самолета, как правило, не представляют серьезной угрозы. Однако такие события всегда сопровождаются значительными расходами. Самолет, подвергшийся воздействию молнии, вынужден выйти из строя. Все оборудование для связи и навигации требует тщательной проверки и повторной настройки. Эти процессы, а также осмотр всей конструкции самолета и восстановление поврежденных деталей, приводят к затратам времени и ресурсов авиакомпании, что повышает непроизводительные издержки.

Шквалы представляют собой внезапное усиление ветра с изменением его направления, чаще всего возникающее при прохождении холодных фронтов. Эти метеорологические явления характеризуются шириной от 150 до 6000 метров, высотой до 2–3 километров и протяженностью по фронту на сотни километров. Скорость ветра в шквалах может достигать 30–40 м/сек. Бурное изменение скорости и направления потоков воздуха вызывает хаотические колебания и называется болтанкой. Резкие порывы ветра с большим градиентом скорости могут значительно увеличить нагрузки, действующие на самолет, особенно с увеличением скорости порыва и скорости самолета.

Туман, сокращающий дальность видимости до 1 километра и менее, возникает из-за конденсации водяного пара в непосредственной близости от земной поверхности. Это явление, по своей природе подобное облаку, часто переходит в низкие разорванно-слоистые облака при поднятии тумана. Образование тумана связано в основном с охлаждением воздуха в приземном слое. Туман существенно ограничивает горизонтальную и вертикальную видимость. Главной проблемой становится факт невозможности выпуска в полет в таких условиях неподготовленных пилотов, у которых так называемый минимум не соответствует фактической горизонтальной видимости в районе аэродрома.

Обледенение представляет собой явление, при котором лед оседает на обтекаемых частях самолета, силовых установках и других внешних компонентах, таких как антенны, во время полета в воздухе, содержащем переохлажденные капли воды. Интенсивность обледенения зависит от облачности и содержания влаги в воздухе, а также размеров капель. Практика показывает, что наиболее сильное обледенение наблюдается при температуре от 0 до –10°С и ниже.

Опасность обледенения заключается в искажении формы профиля крыла и оперения, что в свою очередь ведет к ухудшению аэродинамических характеристик самолета и потере его устойчивости. Меры уменьшения влияние погодного явления: избегание полетов в районах, где вероятно обледенение, подготовка в практических действиях парирования влияния этого явления, использование противообледенительных систем.

Для удовлетворения потребностей воздушного транспорта в метеорологических данных возникла необходимость в создании авиационных служб метеорологического обеспечения. Авиационная метеорология, начиная с выбора местоположения аэропорта и определения условий погоды вблизи взлетно-посадочной полосы, занимается комплексным исследованием состояния атмосферной среды, определяющего условия для безопасных полетов.

Область метеорологии обеспечивает важное значение прикладным моментам, как, например, разработка графика полетов, формирование, передача на борт информации о характеристиках атмосферы в зоне посадки, критически важных для безопасности приземления.

Повышение безопасности полетов становится прямой обязанностью авиационных руководителей и экипажа, требующей их совместных усилий для достижения максимальных успехов в этой области. Достаточная подготовка пилотов и летчиков в умении эффективно действовать при наличии опасных метеорологических условий является одним из первостепенных факторов для рационального выполнения задач и обеспечения безопасности полетов.