Зависимости УС и W от изменения угла ветра, скорости ветра и воздушной скорости

В авиационной практике важно знать, какое влияние на УС и W оказывают изменения параметров ветра и пилотажного режима полета.

Зависимость УС и W от изменения УВ. В общем случае изменение направления ветра или направления полета можно рассматривать, как изменение УВ. Предположим, что воздушная скорость и скорость ветра неизменны. Отложим из точки О (рис. 7.3) в определенном масштабе вектор . Из конца этого вектора (точка А) опишем окружность радиусом, равным скорости ветра, в том же масштабе. Если соединить точку О с любой точкой окружности, то получим вектор для данного УВ. Перемещая вектор по ходу часовой стрелки, добиваются последовательного изменений УВ от 0 до 360°.

Рис. 7.3. Зависимость УС и W от изменения УВ

При этом можно увидеть, что УС и W зависят от УВ следующим образом:

- при УВ = 0° (ветер попутный) УС = 0, а W = V + U;

- при увеличении УВ от 0 до 90° УС увеличивается, а W уменьшается;

- при УВ = 90° (ветер боковой) УС максимальный, а W ≈ V. При строго боковом ветре W принимают примерно равной V, но фактически она меньше ее. Эта разница тем больше, чем больше скорость ветра;

- при увеличении УВ от 90 до 180° УС и W уменьшаются;

- при УВ = 180° (ветер встречный) УС = 0, а W = V – U;

- при увеличении УВ от 180 до 270° УС и W увеличиваются;

- при УВ = 270° (ветер боковой) УС максимальный, а W ≈ V;

- при увеличении УВ от 270 до 360° УС уменьшается, а W увеличивается.

При решении навигационных задач необходимо ясно представлять, в какую сторону при данном УВ будет сноситься ВС ветром, и какова его путевая скорость. На рис 7.4 наглядно показаны правила зависимости УС и W от УВ. Запомнить эти правила на память не сложно:

- при УВ 0 – 180° углы сноса положительные, а при УВ 180 – 360° углы сноса отрицательные;

- при УВ 270 – 0 – 90° путевая скорость больше воздушной скорости, а при УВ 90 – 180 – 270° W меньше V.

Рис. 7.4. Правила зависимости УС и W от УВ

Пример. ЗМПУ = 150°; δ = 30°. Определить УС и дать качественную оценку путевой скорости.

Решение. 1. Находим УВ: УВ = δ ± 180° – ЗМПУ = 150° + 180° – 30° = 300°.

2. Определяем знак УС и характер изменения W. Так как УВ = 300°, то УС отрицательный, а W больше воздушной скорости.

Зависимость УС и W от изменения скорости ветра. Зависимость УС и W от изменения скорости ветра показана на рис. 7.5. Влияние изменений скорости ветра на УС и W оценивают по формулам:

ΔУС_U ≈ 60(sinУВ/V)ΔU; ΔW_U = cosУВΔU.

Из формул следует, что при УВ близких к 0 или 180°, небольшие изменения скорости ветра практически не влияют на УС и существенно сказываются на W, а при УВ, близких к 90 или 180°, изменение скорости ветра значительно влияют на УС и почти не влияют на W.

Рис. 7.5. Зависимость УС и W от изменения скорости ветра

В общем случае, при попутно-боковом ветре при увеличении скорости ветра УС и W увеличиваются, а при встречно боковом ветре при увеличении скорости ветра УС увеличивается, а W уменьшается.

Зависимость УС и W от изменения воздушной скорости. Зависимость УС и W от изменения V показана на рис. 7.6. Влияние изменений воздушной скорости на УС и W оценивают по формулам:

ΔУС_V ≈ 60(U/V²)sinУВΔV; ΔW_V = ΔVcosУС ≈ ΔV.

Из формул следует, что изменение воздушной скорости практически не вызывают изменения УС, особенно на больших скоростях полета (V² в знаменателе), путевая скорость изменяется пропорционально изменению воздушной скорости. Однако указанное постоянство действительно только при изменении воздушной скорости в пределах до 20% относительно ее первоначального значения. При более значительном изменении V изменением УС пренебрегать нельзя.

Рис. 7.6. Зависимость УС и W от изменения воздушной скорости

В общем случае, при увеличении воздушной скорости W увеличиваются, а УС уменьшается, а при уменьшении воздушной скорости W уменьшается, а УС увеличивается.

Максимальный угол сноса.Из рис. 7.3 видно, что угол сноса достигает максимального значения при углах ветра 90 и 270°:

sinУС_max = U/V, где U – скорость ветра; V – воздушная скорость ВС.

При современных скоростях полета УС обычно составляет 10 – 20°. Известно, что синусы малых углов принимают равными самим углам, выраженным в радианах: sin 1° ≈ 1/60; sinУС_max = УС_max/60.

Подставив вместо sinУС_max его значение УС_max/60, получим УС_max/60= U/V, откуда УС_max= U60/V.

Из формулы следует, что угол сноса тем больше, чем меньше воздушная скорость ВС и чем больше скорость ветра. Максимальный угол сноса можно рассчитать с помощью НЛ (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Расчет максимального угла сноса

Пример. V = 180 км/ч; U = 30 км/ч. Определить максимальный угол сноса.

Решение. 1. УС_max= U60/V = 30·60/180 = 10°.