Авиационная метеорология

Авиационная метеорология

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(МИНТРАНС РОССИИ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

(РОСАВИАЦИЯ)

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

КАФЕДРА АВИАЦИОННОЙ МЕТЕОРОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Авиационная метеорология

Санкт-Петербург 2011

Содержание

температура полет самолет высота

Введение

Глава 1. Физико-географические и авиационно-климатические особенности рассматриваемого района полета

Глава 2. Анализ многолетнего режима температуры воздуха

Глава 3. Количественная оценка влияния многолетнего режима температуры воздуха на предельно допустимую высоту полета самолета Ту-154Б по маршруту Иркутск - Благовещенск

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Основными целями данной курсовой работы являются: оценка значимости многолетнего режима температуры на высотах над участками воздушной трассы для обеспечения безопасности и повышения экономичности полетов, расчет возможных пределов изменения практического потолка и предельно допустимой высоты полета самолета Ту-154, а также максимально допустимой скорости полета.

Практическое значение курсовой работы - наглядное подтверждение того, как велико влияние температурного режима воздуха на одну из основных эксплуатационных характеристик самолета и какие потенциальные возможности для повышения уровня безопасности и экономичности полетов возникают, если учитывать это влияния на этапе планирования полета и в полете.

Полеты самолетов на больших высотах выгодны потому, что с высотой уменьшается расход топлива, а вместе с этим возрастает дальность и повышается экономичность полетов, улучшается маневренность, что позволяет успешно преодолевать зоны с грозовой деятельностью, сильной турбулентностью, обледенением.

В реальных условиях температура, плотность воздуха и атмосферное давление на высотах могут существенно отличаться от их значений в СА, что сказывается на характеристиках полета самолета. Особенно заметно может изменяться тяга двигателя, потолок и предельно допустимая высота. Если учесть, что высота полета задается по барометрическому высотомеру, то вдоль профиля полета атмосферное давление остается постоянным. В этом случае изменение плотности воздуха в полете происходит только за счет отклонения температуры от СА.

Поэтому в каждом реальном полете необходимо иметь данные температурно-ветрового зондирования, прогноза температуры воздуха на высотах или наблюдения за температурой непосредственно в полете для расчета изменения предельно допустимой высоты.

Основные сведения о многолетнем режиме температуры воздуха на высотах и о его влиянии на полет изучаются в курсе «Авиационная метеорология». В том же курсе рассматривается методика расчетов влияния температуры на изменение предельно-допустимой высоты полета самолетов. Часть этих вопросов изучается и в разделе практической аэродинамики.

Глава 1.Физико-географические и авиационно-климатические особенности рассматриваемого района полета.

Полет выполняется по маршруту Иркутск (аэропорт «Иркутск», г.Иркутск) - Благовещенск (аэропорт «Игнатьево», г. Благовещенск).

Маршрут в основном лежит над горной местностью, высота продольного сечения рельефа в среднем варьируется от -1500 до 2000 метров над уровнем моря. Однако преобладающая высота рельефа на пути маршрута - 1800 метров над уровнем моря. Так же неотъемлемая черта горной местности, что не будет являться исключением и для данной территории - истоки рек.

Рис.1. Схема маршрута полета.

Начальная точка маршрута лежит в южной части Предбайкальской впадины. Далее маршрут пролегает над оз. Байкал, пересекает Яблоновый хребет, после около 500 км следует над горной местностью и до снижения пересекает хребет Большой хинган и его восточное пологое подножье.

Административно маршрут пролегает над юго-восточными районами Иркутской области, далее над южными районами республики Бурятия, над центральной территорией Читинской области и завершается над южными районами Амурской области Российской Федерации.

Климат вдоль пути следования воздушного судна в основном находится под влиянием муссонов. Зима холодная, сухая, малоснежная, безоблачная. Средняя температура января -24 °С. Лето жаркое, дождливое. Средняя температура июля +21 °С. Осадков около 850 мм в год.

Климат имеет колебательный характер. В частности, начальный пункт маршрута лежит в области умеренного резко-континентального климата, где погода зимой отличается ясностью, а сама зима своей суровостью и длительностью. Лето же влажное, тёплое, зачастую пасмурное. Средняя температура в январе −18,3 °C, средняя температура в июле +17,7. Среднегодовая скорость ветра <#"868486.files/image002.gif">

Рис. 2. Схема примерного сечения рельефа местности под трассой.

г.Иркутск (аэропорт «Иркутск»).

Климат умеренный резко континентальный. Зима суровая и долгая, погода зимой почти всегда ясная, лето влажное и тёплое, пасмурное.

Климат смягчается Иркутской ГЭС <#"868486.files/image003.gif">

Рис. 5. Изменение предельно допустимой высоты полета за счет полетного веса и средней температуры в феврале.

Август

Рис. 6. Изменение предельно допустимой высоты полета за счет полетного веса и средней температуры в феврале.

Важно подчеркнуть, что влияние температурного режима на изменение предельно допустимой высоты полета такого же порядка, как и влияние изменения полетного веса на маршруте во время полета.

При сохранении рабочего режима работы двигателя отрицательное отклонение температуры от стандартной может вызвать увеличение скорости полета до опасного предела.

Поэтому далее была произведена оценка влияния температурного режима на уровне предельно допустимой высоты на максимально допустимую истинную скорость полета в СА, по t_ср, t_min и t_max за каждый месяц для обоих пунктов.

Расчеты выполнялись исходя из соотношения:

 (3)

откуда

 (4)

где  - максимально допустимое число Маха;

a - скорость звука, которая с достаточной степенью точности равняется:

  (5)

Учитывая, что результат необходимо из м/с перевести в км/ч, преобразовав формулы (4) и (5), общая формула примет конечный вид:

 (6)

Значения  на предельно допустимой высоте полета для спокойной и турбулентной атмосферы.

 При расчете  были взяты значения средней, минимальной, максимальной фактической температуры в градусах Кельвина и для спокойной и турбулентной атмосферы. Расчетные данные занесены в ниже представленных таблицах.

Иркутск (февраль)

Иркутск (август)

Благовещенск (февраль)

Благовещенск (август)

Заключение

На трассе Иркутск - Благовещенск, используя среднее значение температуры и веса в 86 тонн, в зимний период рекомендуется держать высоту в пределах 11 035 метров и среднюю скорость полёта для спокойной атмосферы в районе 901 км/ч, для турбулентной - 847 км/ч. Так же в холодные дни экипажу самолета необходимо тщательно оценивать температурный режим атмосферы, так как максимально допустимая скорость при низкой температуре уменьшается. Тем не немее в холодные дни можно увеличить эшелон полета.

В летний период высота полёта должна находиться в пределах 10 335 метров, а средняя скорость для спокойной атмосферы 927 км/ч, для турбулентной - 873 км/ч.

Но необходимо учитывать, что в течение полёта будет меняться масса самолёта, следовательно, будет меняться предельно допустимая высота и соответственно (от разности температур) скорость самолёта. Поэтому экипаж обязан отслеживать климатическую обстановку на протяжении всего маршрута, а не только при взлете и посадке воздушного судна.

Это напрямую связано с безопасностью полетов, как недопущение к полету на максимальных эшелонах с большими отклонениями температуры атмосферы от температуры СА, что может привести к выходу самолета на режим сваливания, так и недопущение к полетам на скоростях, превышающих максимально допустимые, что может привести к нарушению прочности конструкции ВС.

Таким образом, можно сказать, что учет температурного фактора играет ключевую роль в обеспечении безопасности воздушного движения: взлета, полета по маршруту и безопасной посадки на аэродроме назначения.

Список использованной литературы

1. «Руководство по лётной эксплуатации Ту-154Б» РИО МГА 1975 г.

2. ГОСТ 4401-81. «Таблица стандартной атмосферы» ГСК

3.      http://ru.wikipedia.org/wiki/Wiki

4. «Методические указания по выполнению курсовой работы». СПб ГУ ГА. Санкт-Петербург, 2009 год. Составители: к.г.н., проф., Л. Ю. Белоусова, ст. преподаватель, Н. В. Соколова.