что такое турбулентность видео
Всё, что вы хотели знать о турбулентности: рассказывает пилот
Алина Архипова
Очень многие пассажиры пугаются, когда самолёт в воздухе начинает трясти, то есть когда по тем или иным причинам появляется «болтанка» или турбулентность, если по-научному.
Турбулентность — это естественное явление в авиации, точно также, как качка в море, как тряска автомобиля на неровной или ухабистой дороге.
Если в море вы можете видеть волны, на дорогах — заплатки или ямы, то в небе часто этого ничего не видно, но на самом деле оно тоже совсем не однородно.
Что происходит в небе?
В воздухе постоянно происходит много различных процессов — движутся разные воздушные потоки и струйные течения, скорость которых иногда может достигать до 300 км/час, а то и больше. Образуются зоны разного атмосферного давления. Одни воздушные массы сменяются другими, возникают метеорологические фронты — от холодного, тёплого до смешанного.
Каждый день в атмосфере изменяется температура и давление. Обычно с ростом высоты и то, и другое должно уменьшаться, но бывает и наоборот. Сила и направление ветра тоже постоянно варьируются. Иногда можно видеть, как облака на разных высотах движутся в противоположные стороны.
Всё это в целом делает атмосферу либо стабильной, либо нестабильной, создавая условия для появления разных погодных явлений, в том числе и турбулентности.
Иногда пилоты заведомо могут знать о возможной турбулентности на своём маршруте из метеорологических карт и сводок погоды, которые они проверяют перед каждым полётом. А если в полёте появилась турбулентность там, где в картах она не была отмечена, то пилоты сообщают об этом диспетчеру, и он в свою очередь предупреждает потом другие борты, входящие в данный сектор.
Причины «болтанки»
1) Красивые пушистые облака, кучевые (cumulus) и особенно кучевые-дождевые (cumulunimbus CB) являются турбулентными за счёт восходящих и нисходящих потоков, образующихся в них. Во время гроз воздух переполнен грозовыми облаками CB.
Но не все облака турбулентны. В отличие от пушистых красивых облаков, внутри и рядом с которыми может «болтать», низкие слоистые сплошные облака обычно спокойные.
2) Но тряска не всегда рождается из-за одних только облаков. Есть ещё турбулентность ясного неба (clear air turbulence — CAT), когда в воздухе нет ни единого облачка, солнечно и красиво, а атмосфера нестабильная, и самолёт неожиданно начинает трясти.
3) Также турбулентность часто возникает в горной местности, и чем ближе к горам, тем сильнее.
4) Ещё есть термические потоки (восходящие потоки) в тёплое время года, образующиеся от нагрева поверхности земли. Поэтому тёплой весной и летом даже при хорошей ясной погоде самолёт на посадке может прилично «болтать» именно из-за них, особенно при пролёте разной поверхности (так как она по-разному прогревается). Например, когда лесистая местность сменяется полем или долиной, или при пролёте береговой линии с моря на сушу.
5) Есть искусственная турбулентность – это если самолёт попадёт случайно в спутную струю впереди летящего или взлетающего самолёта. Это достаточно опасно. Именно поэтому диспетчеры должны обеспечить, а лётчики соблюдать определённую дистанцию — интервал между бортами самолётов как при взлётах/посадках, так и на других этапах полёта.
Хотя случайности всё равно иногда бывают, например, по причине ветра, когда тот задерживает спутную струю пролетающего самолёта или сносит её прямо на идущий самолёт следом. В таких случаях самолёт может сильно мотнуть из стороны в сторону вплоть до самопроизвольного отключения автоматики, и среагировать надо очень быстро.
У меня было так несколько раз, ощущения не из приятных. Но чтобы пилоты были подготовлены к таким неожиданностям и знали, как действовать, подобные ситуации прорабатываются обязательно на тренажёрах.
6) А ещё, например, наш Boeing может трясти, когда мы летим с выпущенными спойлерами (интерцепторами), если срочно надо снизиться или быстро погасить скорость. Спойлеры — это пластины на верхней поверхности крыла, поднимающиеся вертикально вверх при выпуске.
То есть в полёте очень много естественных причин тряски самолёта.
Насколько опасна турбулентность?
В авиации турбулентность делят по интенсивности на три категории:
Но сразу скажу, что мы делаем всё, чтобы самолёт никогда не оказывался в зоне с сильной турбулентностью. Просто так сильная турбулентность сама по себе не бывает. В большинстве случаев она появляется в зоне действия гроз и большого скопления грозовых облаков. А это возможно предвидеть, изучив метеокарты и отследив по радару. Пилоты всегда обходят подобные зоны, если возможно. А если невозможно, то уходят на запасные аэродромы. Причём есть ограничения, на каком удалении безопасно обходить опасные сектора, как сбоку, так и по высоте.
Турбулентность
На сегодняшний день турбулентность является весьма актуальной проблемой для воздушных судов, при этом, человек, к сожалению никак не может контролировать вихревые хаотичные потоки ветра. Как правило, турбулентность представляет серьёзную опасность для самолётов, однако, в большей мере каких-либо негативных последствий для воздушных судов удаётся избегать, но, зачастую при этом страдают пассажиры, получающие ряд травм и ранений из-за сильной тряски самолётов.
Турбулентность после.
Снизить угрозу для жизни и здоровья пассажиров всё же можно, применив на практике весьма интересную идею, основанную на ряде законов гидродинамики. Идея весьма проста и заключается в том, что пассажирские кресла, имеющиеся в салоне воздушного судна должны быть обеспечены гидравлическими демпферами, которые будут срабатывать при малейших колебания пассажирского авиалайнера, тем самым снижая инерцию, и избавляя сотни пассажиров от травм и возможных ранений.
Принципиальная схемы работы демпфирующего пассажирского авиакресла
Как известно, жидкость является несжимаемой средой, и использование гидродемпфера встроенного в пассажирского кресло, позволит избежать тряски пассажирских кресел в случае попадания самолёта даже в зону сильной турбулентности. Хаотичные движения воздушного судна будут гаситься гидравлической средой, то есть, если самолёт резко качнётся вниз, то согласно законам физики, пассажир находящийся в кресле, должен в течении мгновений оставаться в той точке, от которой самолёт отклонился, и на оборот, при резком подъёме, пассажир начнёт вжиматься в кресло. Два рассмотренных случая являются скорее частными, однако, учитывая хаотичное движение самолёта при турбулентности, создастся сильная вибрация, в ходе которой человеком могут быть получены травмы. Использование же гидродемпфера, позволит гасить эти колебания, тем самым минимизирую любой возможный вред, создавая безопасные условия для пассажиров.
Помимо прочего, у текущей разработки имеется и ещё одно весьма интересное назначение – пассажирские кресла, оснащённые демпфирующими элементами крайне эффективны в случае вынужденной или аварийной посадки, например при отказе шасси, при приземлении самолёта на неподготовленной местности и т.д. Гипотетически, используемые кресла позволят также обезопасить пассажиров и в случае падения самолёта, однако, лишь в той ситуации, если не произойдёт последующего возгорания, взрыва и т.п.
Костюченко Юрий специально для Avia.pro
Турбулентность атмосферы
Для турбулентного движения воздушных масс характерна неупорядоченность поля скоростей во времени и в пространстве, наличие неоднородностей или турбулентных вихрей, влияющих на поведение самолета. Создается спектр вихрей разных размеров (масштабов). Величина, обратная масштабу, называется пространственной частотой, аналогично тому, как круговая частота ш в радиотехнике является величиной, обратной периоду колебаний. Распределение турбулентной энергии по пространственным частотам, которые называют спектром турбулентности, является ее достаточно полной характеристикой. Величина е, как размерный параметр спектра турбулентности, характеризует ее интенсивность.
Турбулентность наблюдается не во всей атмосфере одновременно и не на всех высотах. Она возникает под влиянием термических и динамических факторов. Поэтому принято различать термическую и динамическую турбулентность.
При термической турбулентности в атмосфере возникают как беспорядочные, так и упорядоченные восходящие и нисходящие движения воздуха, создаются кучевые и кучево-разорванные, модно-кучевые и кучево-дождевые облака.
Динамическая турбулентность создается вследствие трения движущегося воздуха о шершавый рельеф земной поверхности и неоднородности воздушных потоков по скорости и направлению.
Трение воздуха о земную поверхность на равнинной и гористой местности обусловливает возникновение динамической турбулентности преимущественно в нижнем слое тропосферы (до 1-1,5 км). В горной местности она может распространяться значительно выше (до 7-9 км).
Динамическая турбулентность возникает в слоях свободной атмосферы с большой изменчивостью характеристик ветра и наблюдается чаще там, где имеются сходимость или расхождение воздушных потоков, искривление их направления, а также на участках струйных течений. Она может возникать также в виде восходящих и нисходящих потоков в результате волновых движений на границе слоев инверсии и изотермии. Интенсивность ее зависит от скорости вертикального и горизонтального сдвигов ветра.
Хотя термическая и динамическая турбулентность создаются в результате действия разных факторов, на характер воздушных потоков они могут влиять как раздельно, так и одновременно, усиливая интенсивность турбулентного состояния атмосферы.
Турбулентность обусловливает в атмосфере перенос теплоты, водяных паров и твердых частиц по вертикали, порывистость ветра. Турбулентный обмен существенно влияет на условия образования, эволюцию и микроструктуру облаков, осадков и туманов, которые создают сложные метеорологические условия для полетов.
Интенсивная турбулентность наблюдается при ясном и облачном небе. Поскольку она является одним из облакообразующих факторов, рассмотрим ее физические характеристики при ясном небе («турбулентное поле»).
Существует несколько видов турбулентности в ясном небе:
1) механическая турбулентность, обусловленная влиянием неровностей земной поверхности на воздушные течения и иногда усиливаемая ее неодинаковым нагреванием;
2) горные волны, которые по происхождению являются особой формой турбулентности первого вида (из-за специфического влияния на полеты ВС горные волны рассматриваются отдельно);
3) турбулентность струйных течений;
4) турбулентность во внутренних для свободной атмосферы слоях.
Турбулентность в ясном небе относится к опасным для авиации метеорологическим явлениям в силу внезапности влияния на ВС. Некоторые авиационные происшествия происходили вследствие попадания самолетов при безоблачном небе в зоны опасной турбулентности.
Турбулизация воздушных потоков в ясном небе связана с существованием в атмосфере слоев со значительными вертикальными и горизонтальными градиентами скорости ветра и температуры воздуха.
Попадая в зону ТЯН, самолеты чаше всего подвергаются слабой и умеренной болтанке, интегральная повторяемость которой в тропосфере составляет 95 %, и только в 5 % случаев может наблюдаться сильная болтанка.
Турбулентность видео
Горизонтальные размеры ТЯН изменяются в довольно больших пределах, в особенности в тропосфере, достигая в отдельных случаях нескольких сотен километров. Однако для 80 % случаев в верхней тропосфере умеренных широт длина турбулентных зон не превышает 140 км. В стратосфере зоны ТЯН имеют значительно меньшие горизонтальные размеры. На высоте 10-20 км горизонтальная длина турбулентных зон (80 % случаев) в умеренных широтах территории СНГ составляет меньше 80 км, а в нижней стратосфере над США — до 40 км. Это означает, что при пересечении сверхзвуковым самолетом на крейсерском режиме зон ТЯН болтанка наблюдается на протяжении нескольких секунд или десятков секунд.
Зоны ТЯН могут быть непрерывными (сплошными) и в виде отдельных прерывчатых ячеек с довольно резкими границами. Сплошные зоны ТЯН имеют большую повторяемость.
Дроны, птицы, турбулентность: правда и мифы об опасностях авиаполетов
Дроны на пути
До сих пор с винтокрылыми нарушителями боролись при помощи запретов и штрафов. Но скоро всё это будет в прошлом. Российские учёные говорят о новой автоматической системе управления воздушным движением, которой будут подчиняться все беспилотники
Живая опасность
Дроны научить летать по правилам можно, но с птицами это не пройдёт. По статистике, пернатые сталкиваются с самолетами более 5000 раз в год. За последние четверть века они вывели из строя 160 самолётов. Двухкилограммовая чайка оставляет на фюзеляже пробоины, сравнимые с попаданием трёх тридцатимиллиметровых снарядов. Самая крупная катастрофа по вине птиц случилась в 1960 году. Тогда погибли 62 человека. К счастью, большинство подобных авиапроисшествий обходятся без жертв. Но не без нервов. 15 августа 2019 года. На пути авиалайнера рейса Москва-Симферополь оказалась стая чаек
Вдоль рядов кукурузы
Птицы попали в воздухозаброники двигателей. Левый заглох сразу, в правом пропала тяга. Прямо по курсу было большое поле. Мягкая почва и высокая кукуруза смягчили жёсткую посадку
Что такое турбулентность
В 9 случаях из 10 нештатные ситуации с самолетами случаются при взлете или посадке. Но и на высоте пассажирам нельзя расслабиться. Ведь почти каждый рейс попадает в воздушные ямы. Если Вы хоть раз попадали в зону турбулентности во время авиаперелёта, то хорошо помните, как это страшно. Самолёт кидает из стороны в сторону, в салоне обстановка, близкая к панике. Но давайте спокойно разберёмся: а стоит ли бояться небесной тряски?
Вентилятор создает турбулентный поток воздуха. Он состоит из множества потоков, разных по силе и направлению. Но если выпрямить потоки воздуха, они будут идти равномерно. Когда самолет летит в воздухе с одной скоростью, воздушные потоки движутся вдоль него ламинарно, то есть не пересекаясь. Но иногда бывают перпендикулярные потоки. И самолет начинает болтать. Но все самолеты проектируются и строятся с учетом таких вихревых потоков.
Летать боятся почти все люди. Многие перед тем, как купить билет, проверяют на каком именно воздушном судне предстоит перелёт. Если оно не вызывает доверия – выбирают другой рейс. Но в большинстве своём, это пустая трата времени. Любой самолет, перед тем как подняться в небо, проходит множество испытаний на земле. Его крылья гнут. Уменьшенную копию лайнера всегда испытывают в аэродинамической трубе
Капсулы безопасности
Гарантировать стопроцентную безопасность полетов пока невозможно. Но ученые не сдаются. Одно из предложений: превратить пассажирский салон в спасательную капсулу. В случае ЧП она отделяется на парашютах. Об этом еще в 1923 году размышлял российский изобретатель Глеб Котельников. Тогда развитие техники не позволяло испытать ноу-хау на практике. Сегодня идея, быть может, актуальна для малой авиации, но реактивные лайнеры парашюты точно не спасут.
Личные парашюты
Казалось бы, самая простая идея – выдавать парашюты всем пассажирам. Прямо при входе в самолет. Теоретически это возможно. Практически – нет.
Авиаконструкторы бесконечно ломают головы над тем, как сделать полеты более безопасными. Новые идеи появляются постоянно. Концерны беспрерывно улучшают пассажирские лайнеры. Для пассажиров сегодня делается все, чтобы полет был комфортным и приносил только удовольствие. Тем более, что для многих перелеты, в основном, ассоциируются с долгожданным отпуском или приятной встречей.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты – об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко! Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!
Что такое турбулентность видео
Проснувшись поутру, я наткнулся на вопрос, который не дал мне спокойно пить чай за завтраком. Процитируем его здесь, чтобы пустить мысль в полёт:
Итак, постановка задачи определяется ответами на выражения (1) и (2). И мы эти ответы таки знаем! В строгих научных терминах выражения формулируются следующим образом:
(1) Поток импульса в газ внутри колеса определяется вязкостью в газе;
(2) Воздух обладает массой, а следовательно, его движение инерционно.
То есть, в простых и ясных выражениях (1) и (2) уважаемый @Santus сообщил нам, что для решения задачи о вращении воздуха в колесе необходимо использовать уравнение Навье-Стокса. Вот оно, напишем его цветными карандашами:
Красным выделен градиент давления, он двигает воздух вместе с колесом вперёд, и мы его проигнорируем. Синее слагаемое вэ-градиент-вэ нам тоже не пригодится: оно равно нулю, если колесо плюс-минус круглое. Здесь мы, конечно, потеряем шанс рассчитать вот такое колесо:
Но, будем честны, с таким колесом надо задавать другие вопросы. Есть ещё последнее слагаемое, покрашенное зелёным. Оно описывает турбулентность и мы его пока заметём под коврик.
В итоге уравнение на скорость, с которой крутится воздух, оказывается довольно простым:
Во второй строчке мы решили, что колесо круглое, и его можно описывать в цилиндрических координатах. И вот, глядя на простой дифур в частных производных, можно уронить ностальгическую слезу по студенческим временам. Но мы пойдём дальше.
Для определённости будем считать, что мы разглядываем колесо автомобиля «Жигули» шестой модели 1978 года выпуска, жёлтого цвета, который за 20 секунд (водитель никуда не спешит!) разгоняется до 75 км/ч (куда нам торопиться, в кювет?)
За окном +20°, колёса накачаны до 1.8 избыточных атмосфер, плотность воздуха при этом \rho = 3.4 кг/м³, а вязкость \eta = 1.82×10^ <-5>Па×с. Всё, осталось затолкать уравнение и две константы в написанную на коленке разностную схему. Из неё мы получаем очень красивый ответ:
. смысл которого в том, что мы наврали. По этому решению выходит, что воздух внутри колеса раскручивается несколько минут. Вот только число Рейнольдса к концу разгона жигулей зашкаливает за 400 тысяч, а значит, турбулентное слагаемое, заметённое под коврик, выглядит под ним примерно так:
Турбулентность приведёт к тому, что воздух раскрутится ещё быстрее. Не будем пытаться посчитать её аналитически, сразу нарисуем колесо в расчётном пакете, который умеет вычислять турбулентное течение газов:
И, при тех же условиях, воздух в колесе при разгоне крутится примерно на два-два с половиной метра в секунду медленнее, чем само колесо:
Вот, отставание лучше видно на картинке с угловой скоростью:
Тем самым, за время разгона Жигули проедут 208 метров, колесо сделает 115 оборотов, а воздух внутри него — около 65 оборотов.
А что, если колесо крутится, а воздух внутри него стоит? Раскрутится за несколько секунд, об этом на третьей гифке. Как будет вести себя в колёсах воздух под давлением 10 атмосфер или залитая вместо воздуха вода, автор не считал — здесь есть простор для дальнейших исследований.
Автор благодарит ОРВИ за любезно предоставленные время и упоротое состояние, использовавшиеся в данном расчёте.
Ps. В комментах к исходному посту упомянули один важный момент, который тут не учтён: деформацию колеса. Она будет насколько-то тормозить кручение воздуха в колесе, но расчёт того, насколько именно, будет ещё более упорот.
Пролет над грозовыми очагами
Весенне-летний период характерен обилием зон с турбулентностью. Одна из причин турбулентности это восходящие потоки воздуха от кучево-дождевых облаков. Даже находясь на удалении от них воздушное судно будет испытывать болтанку, а вместе с воздушным судном болтанку будут испытывать и сотни лиц, находящихся на этом самом судне. Поэтому, дорогой пассажир, пристегнись, пожалуйста, когда просят 🙂
А вам страшно летать?
Левое полушарие мозга накормили, со статистикой и доводами разобрались, можно конечно ещё миллион примеров привести, но мы всегда можем обсудить это в комментариях.
Но что же такое аэрофобия? Сошлюсь на Википедию, там на мой взгляд нормальное описание:
Аэрофо́бия (от др.-греч. ἀήρ — «воздух» и φόβος — страх) — боязнь полётов на летательных аппаратах.
Но откуда у людей, которые даже никогда не были в самолете, этот страх? Будьте прокляты «расследования авиакатастроф» на канале Дискавери!
Кстати я ссу прыгать с парашютом, прыгал, но все равно боюсь не успеть сгруппировать ноги и сломать позвоночник. Из-за травмы потерять работу и умереть в нищите, так как ничего другого делать не умею.
Я не врач, и панацею от этого вам не открою. Могу посоветовать обратиться к психологу, они знают как от этого избавиться. Ну и этот вариант эффективнее, чем бухать перед рейсом, потом дебоширить, вынужденная посадка и на вас штраф в 300 тысяч.
На фото изображена настоящая угроза для самолета, но она видна на радаре, так что в подобное мы никогда не влетаем. Называется «микропорывы» или «микрошквал» и это не просто туча с дождем. И если вам интересно про это, то я думаю, что @UncleSheo92 может очень подробно рассказать про подобные явления.
У земли вариантов турбулентности больше, чем на эшелоне полёта.
На большой высоте все попроще:
Да и в конце концов: я не просто так сижу в кабине, чтобы вам чего-то бояться в самолете. Есть конечно опасности, но они все очень маловероятные. Посмотрите на данные флайтрадара. Да просто посмотрите сколько сейчас самолетов в небе. И не один не упал.
Да и чтобы птицы вывели сразу 2 двигателя это надо попасть в целую стаю. «Чудо на Гудзоне» (кстати гляньте фильм, по мне достаточно правдоподобно) там они влетели в стаю канадских казарок (уток весом 3-6 кг), а «Чудо на кукурузном поле» там влетели в стаю чаек, тоже не маленьких. Обычно у аэропортов трутся всякие мелкие птицы, которые жрут зерно и т.п. А если даже у вас хлопнул 1 двигатель, то самолёт все равно сможет набирать высоту, правда лететь на одном не стоит (хотя и это возможно), но для ухода в зону ожидания и последующего захода на посадку более чем достаточно.
В начале эксплуатации самолёта, несмотря на все проверки лётных испытаний могут обнаружится различные невыявленные дефекты, это было всегда. Этот как в играх, выходит игра, затем патч первого дня и т.д. Пример боинга 737-max, это можно сравнить с Cyberpunk2077. Но и то, и то пофиксят и будет хорошо. Да были жертвы, да это ужасно. Но от этого, к сожалению никуда не деться. Без жертв не происходит ничего в этом мире, вопрос в том, какие уроки из этого мы вынесем. И коэффициент полезности в авиации таких уроков стремится к бесконечности.
Кстати очень люблю выпуски блогера Ская и у него есть отличное видео о фобиях и страхах, и отличный поводу 737-max, я думаю он и на Пикабу есть, но не уверен. Не ради рекламы, а чтобы развеять ваши страхи вот видео:
Помимо этого ребёнок может реагировать на ваш страх, так что попробуйте совладать с фобией (я очень надеюсь что пост вам поможет), ваш голос должен быть спокойным. Ну и конечно любимые игрушки ребёнка. @Bandanabanana дерзайте! И на регистрации уточните, чтобы вам выдали коляску при выходе из самолёта, иначе выдадут при выдаче багажа (есть такая особенность в некоторых аэропортах)
@janseriq как там с автобусом?) @Wespeatc твоя оценка в приоритете)
Всем подписчикам спасибо, я не ожидал что столько народу оценит мои старания! Вот вам ещё красавчик 737
Все скидки и промокоды в одном месте
Вы там как, готовы к осенним распродажам? Чтобы не пропустить самые интересные и выгодные предложения, подпишитесь на полезный телеграм-канал Пикабу со скидками. Да, Пикабу не только для отдыха и мемов, но и для экономных покупок!
В «Пикабу Скидки» вы найдете актуальные предложения:
• доставки еды (KFC, Delivery Club, «Папа Джонс»);
• книги («Читай-город», «Литрес», Storytel);
• услуги и сервисы («Делимобиль», Boxberry, «Достависта»);
• маркетплейсы и гипермаркеты (Ozon, «Ашан», «Яндекс.Маркет»);
• одежда и обувь (Adidas, ASOS, Tom Tailor)
• бытовая техника и электроника («М.Видео», «Связной», re:Store);
• товары для дома (IKEA, «Леруа Мерлен», Askona);
• косметика и парфюмерия («Л’Этуаль», «Иль де Ботэ», Krasotka Pro);
• товары для детей («Детский мир», TOY, Mothercare);
• образование («Нетология», GeekBrains, SkillFactory);
• и еще куча-куча всего.
