Эквивалентный ветер. Для решения некоторых навигационных задач удобно использовать понятие эквивалентного ветра

Для решения некоторых навигационных задач удобно использовать понятие эквивалентного ветра.

Эквивалентный ветер Uэкв – это условный ветер, направление которого совпадает с линией пути, а скорость его такова, что он создает такую же путевую скорость, что и реальный ветер в данном районе полетов.

Если реальный ветер является строго попутным (встречным), то он увеличивает (уменьшает) скорость перемещения ВС относительно земли по сравнению с воздушной скоростью ровно на величину своей скорости. Но, как правило, реальный ветер дует под углом к линии пути. Тем не менее, он также изменяет путевую скорость, но на меньшую величину, зависящую от угла ветра. Например, если скорость реального ветра U=100, но дует он под углом ε=60°, то он увеличивает W по сравнению с V примерно на 50 км/ч. Вот эта величина увеличения (уменьшения) скорости и называется эквивалентным ветром. Действительно, если бы ветер был строго попутным, то чтобы создать такую же путевую скорость, он должен иметь скорость 50 км/ч. Тогда бы он был равнозначным (эквивалентным) реальному ветру с точки зрения влияния на путевую скорость.

Таким образом, эквивалентный ветер это просто разность путевой и истинной воздушной скоростей:

Uэкв = W – V.

Эквивалентный ветер – это скалярная величина. Очевидно, что она имеет знак «плюс» при попутном ветре и «минус» при встречном.

Значение эквивалентного ветра для авиации обусловлено тем, что с его помощью легко определить путевую скорость. Действительно, если известен Uэкв, то зная истинную скорость, можно сразу определить:

W=V+ Uэкв.

Графически величину эквивалентного ветра можно проиллюстрировать с помощью навигационного треугольника скоростей (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Эквивалентный ветер

Чтобы графически получить разность W и V, необходимо совместить эти два вектора. Если считать, что они представляют собой стержни, скрепленные в точке О, то можно вращать V до наложения его на W. Тогда разность длин двух отрезков и будет являться Uэкв.

Эквивалентный ветер отличается от продольной составляющей ветра Uпр (см. рис. 3.15), но разность их невелика, поскольку угол сноса обычно мал и сама V не сильно отличается по величине от своей проекции.

Величина эквивалентного ветра может быть рассчитана по формуле:

(3.16). sin V 2U cos U U 2 2 экв    

Первый член в правой части этой формулы представляет собой продольную составляющую ветра Uпр, то есть проекцию ветра на линию пути. Второй член обычно мал по величине и им часто пренебрегают. В этом случае:

.  cosU U экв 

Как видно из формулы (3.16), эквивалентный ветер зависит не только от скорости реального ветра U и угла ветра ε, под которым дует ветер к линии пути, но также и от истинной скорости воздушного судна V. Это означает, что если через одну точку пространства в одном и том же направлении последовательно пролетят два ВС с разными истинными скоростями, то эквивалентный ветер у них будет разный. Чем меньше истинная скорость, тем больше будет «прибавка» путевой скорости по сравнению с истинной.

Таким образом, в одной и той же точке пространства при одном и том же реальном ветре может существовать бесконечно много эквивалентных ветров. Во-первых, в зависимости от направления полета (угла ветра), а во- вторых, в зависимости от истинной скорости ВС, пролетающего через эту точку. Хотя эквивалентный ветер зависит от трех величин (U, ε,V), но его зависимость от истинной скорости слабая, так как V входит в тот член формулы (3.16), который сам по себе мал по сравнению с другим членом. Поэтому на практике для определения эквивалентного ветра составляют таблицы, по которым можно определить Uэкв в зависимости от U и ε. Таблицы рассчитывают для определенного значения V, но они пригодны и для других близких скоростей. Диапазон скоростей, для которого пригодна таблица, указывают в ее заголовке (табл.3.1 и 3.2).

Таблица 3.1

Эквивалентный ветер

Эквивалентный ветер используется при решении таких задач подготовки и выполнения полетов, в которых имеет значение не столько направление ветра, сколько его влияние на путевую скорость, время полета по маршруту. Например, при определении количества топлива, необходимого для выполнения полета, учитывается средний эквивалентный ветер Uэкв.ср по участкам маршрута. Ведь даже при постоянном реальном ветре на каждом i-ом участке маршрута эквивалентный ветер Uэкв.i будет различным, поскольку различаются заданные путевые углы и следовательно углы ветра.

Таблица 3.2

Эквивалентный ветер

При определении среднего эквивалентного ветра необходимо учитывать, что длина участков может быть существенно разной и следовательно различным будет влияние разных Uэкв.i на среднюю путевую скорость по маршруту.

При составлении расписания полетов учитывается средний эквивалентный ветер по каждому маршруту в зависимости от сезона (весна, 90 лето, зима, осень). Он рассчитывается с использованием статистических метеорологических данных. С учетом этого эквивалентного ветра по истинной скорости ВС рассчитывается средняя путевая скорость, а по ней определяется среднее время полета по маршруту. Оно и указывается в расписании полетов. Это же время используется и для других целей, например, планирования закупок авиатоплива авиакомпанией.