M II/2 Turbulencia

1. M II/2 Turbulencia

2. Turbulencia • Je nebezpečným poveternostným javom • Je prejavom pohybu vnútri vzduchovej hmoty • Negatívne vplyvy: • Prídavné zaťaženie konštrukcie lietadla • Nepríjemné fyziologické pocity • Sťažená pilotáž, zvlášť pri letoch IFR, vo fáze vzletu a pristátia • Sťažený až vylúčený let v skupine

3. Turbulencia • Laminárne prúdenie vs. turbulentné • Charakter prúdenia je určený pomerom zotrvačných síl a síl vnútorného trenia – viskozitou • Reynoldsovo číslo Re = v*l / ξ • Kritické Reynoldsovo číslo ≈ 500 000 • Turbulentné prúdenie – charakteristiky • Trojrozmerný jav • Náhodný charakter vírov a vĺn, opísateľný len štatistickými metódami • Spôsobuje intenzívny prenos vlastností elementárnych turbulentných objemov

4. Turbulencia • Meranie • Akcelerometre, akcelerografy • Klasifikácia podľa intenzity • Slabá do 0,2 g • Mierna 0,2 – 0,5 g • Silná 0,5 – 1,0 g • Veľmi silná nad 1,0 g

5. Turbulencia • Druhy turbulencie podľa pôvodu • Termická – nerovnomerný ohrev a instabilné zvrstvenie • Dynamická – kontrast v poli fyzikálnych parametrov, strih vetra • Mechanická – trenie o povrch, prúdenie cez prekážky

6. Turbulencia • Pôsobenie na lietadlo • Vertikálna zložka víru mení uhol nábehu, horizontálna zase rýchlosť obtekania • Podľa smeru poryvu je vztlak väčší, resp. menší a vzniká prídavné zrýchlenie • Veľkosť zrýchlenia je priamo úmerná rýchlosti a nepriamo plošnému zaťaženiu (nie hmotnosti !) • Rozmery vírov oproti rozmerom lietadla • Frekvencia poryvov – 4-5 Hz - kinetóza

7. Termická turbulencia • Vzniká pri labilnom zvrstvení atmosféry • Striedavé stúpavé a klesavé prúdy • Môže dosiahnúť silnú intenzitu, zvlášť pod základňami Cu cong, Cb • Dá sa dobre predpovedať a pozorovať vďaka charakteristickým oblakom • Vyskytuje sa hlavne v dolnej troposfére počas teplej časti roka • Rozmery vertikálnych prúdov v stovkách metrov

8. Dynamická turbulencia • Strih vetra a trenie medzi vrstavami vzduchu 0,7-0,8 m/s na 100 m • V nižších vrstvách troposféry spravidla vo vrstve inverzie, mraky typu As, Ac • Veľké výšky - CAT, neskôr WST • Spojené s dýzovým prúdením JTST • Listová teória (sheet theory) • Tenké (cca 100 m) vrstvy vzduchu s rozdielnou teplotou a rýchlosťou • Vertikálny impulz môže tieto „listy“ rozvlniť

9. Dynamická turbulencia • Impulz pre zvlnenie: • Konvergencia a divergencia prúdenia • Vlnová deformácia na prekážke • Mohutný Cb • Dynamicky stabilné vlny – spravidla kolmé na os JTST • Dynamicky nestabilné vlny – spravidla v smere JTST

10. Dynamická turbulencia • Podmienky vzniku • V hladine 300 hPa(cca 9000m) sú izotachy 10m/s bližšie než cca 100 km • Vertikálny strih vetra > 2,5 m/s na 300 m (5 kt/1000 ft) • Veľký záporný teplotný gradient pod inverznou vrstvou

11. Mechanická turbulencia • Vzniká pri stabilnom zvrstvení • Druhy: • Spôsobená trením o zemský povrch v >10m/s • Vzniká aj nad rovinou a dosahuje do pár stovák metrov • Môže sa kombinovať s termickou turbulenciou • Spôsobená prúdením cez horské masívy - orografická

12. Orografická turbulencia • Vzniká pri stabilnom zvrstvení a dostatočnej rýchlosti prúdenia • Laminárne prúdenie – do 3 m/s • Vírové prúdenie – 6-10 m/s • Vlnové prúdenie – nad 10 m/s a s výškou rýchlosť narastá • Rotorové prúdenie – nad 10 m/s ale s výškou rýchlosť klesá

13. Prevencia • Plánovanie letu • Sledovanie vonkajšej teploty • Sledovanie charakteristických mrakov • Správy SIGMET a PIREPS • Predpovedné mapy SWL, M, H (Significant Weather Low, Middle, High)

14. Otázky?