Форумы paraplan.ru ParaForum Скороподъемность в грозе
Dizzy
АвторТемы
пилот XC
30 Июл 2010
Скороподъемность в грозе
А вы знаете, как быстро воздух поднимается в верх во врем развития грозы? А во время торнадо? Если нет, то советую почиать прежде чем экспериментировать на собственной шкуре.

Итак начнем с азов. Конвекция - это процес подъема теплого воздуха и опускание холодного. Для образования облаков воздух должен подниматься и быть влажным (по сравнению с окружающим), на определенной высоте влага конденсируется и получаются облака. Этот восходящий воздух может быть термиком образующимся из-за неравномерного прогрева земли или конвергенцией, когда сталкиваются две воздушные массы.

Другой важный момент заключается в том, что при конденсации (и замерзании) выделяется тепло, которое нагревает воздух и заставляет его подниматься еще быстрее. При конденсации 1 грамма воды выделяется около 540 калорий, при замерзании еще 80. Небольшое облако обычно подсасывает со скоростью 2-3 м/c.

Впечатляющие значения скороподъемность может принять во время развития грозы, в особенности, supercells (супер ячейковые). В обычной (не сильной) грозе развитие наиболее сильное вначале, пока низходящие потоки не начнут разрушать ее. Типичная скороподъемность 7-13 м/c. С такой скоростью «слабая» гроза достигает высоты 9 км за 15 минут и длится около получаса.

Сильные грозы требуют значительно большей скороподъемности и бывает различных типов. Multicell lines (многоячеечные линии), как правило, подъем в ней слабее, чем в multicell clusters (многоячеечные кластеры) но она идет «стеной». Скороподъемность в Multicell lines грозе немного больше, чем в single cell (одноячеечной) грозе описанной ранее. Multicell cluster грозы имеют скороподъемность 26 м/с в развивающихся участках. Это довольно таки быстро, учитывая что большинство самолетов гражданской авиации может подниматься со скоростью около 15 м/c.

Это объясняет почему пилоты НИКОГДА не должны пытаться «перескочить» через верх развивающейся грозы. Максимальная же скороподъемность наблюдается в самом сильном типе грозы: supercell. Supercell – это циклическая гроза в которой восходящий и низходящий потоки существуют одновременно и удалены друг от друга в пространстве, за счет чего гроза может сущетвовать намного дольше, чем 30-45 минут.

Восходящий поток supercell грозы имеет широкую нижнюю и/или среднюю циркуляцию (mesocyclone), которая также увеличивает ее скорость. Скороподъемность supercell больше 22 м/с и, как правило, лежит в пределах 31-35 м/с. Такая гроза может производить град размером с бейсбольный шар или грейпфрут из-за экстремальной скороподъемности, максимальные значения которой могут достигать 67-78 м/с!

Не один самолет, кроме военных с форсажем, не могут подниматься с такой скоростью. Развите от ясного голубого неба до торнадо протикает за считанные минуты. Воздух поднимаясь от земли со скоростью 78 м/с достигает высоты 13 км всего за 3 минуты.

Проводился эксперимент специальный воздушный шар запускали в supercell грозу чтобы посмотреть как быстро он поднимится. Всего через пару минут после запуска шар был в центре грозы и передавал данные о структуре и внутренней динамике грозы.

Supercell грозы самые опасные для авиации. Видимость и срез ветра самые очевидные угрозы на малых высотах, тем не менее скороподъемность и mesocyclone наиболее сильные на высоте 6 км. Пасажирскому самолету пролетающему через такую грозу скорее всего оторвет крылья и случаи такие бывали.

Другая ужасная история произошла с пилотом, которые хотел пролететь через дыру в multicell cluster грозе. Невидимые для пилота, градины размером с бейсбольный мяч падали как раз в этом месте. Самолет получил сильные повреждения (разбитые стекла, разбитые передние кромки крыльев, повреждения двигателя).

Но самые удивительные истории о людях, которы не посчатливилось попасть в грозу. Представьте себе поток 45 м/c и ваш парашют снижающийся со скоростью 5 м/c, не трудно посчитать что вы летите вверх со скоростью 40 м/c.

В книге "The Man Who Rode The Wind" описана реальная история пилота, катапультировавшегося в грозу на высоте 13 км. Он катапультировался из F8 Crusader и снижался в развивающуюся грозу пока на высоте 3 км не раскрылся парашют. После этого он вновь поднялся до высоты 8 км на парашюте. Из-за нехватки кислорода пилот потерял сознание, а мороз вызвал сильное обледенение. Вода внутри облака чуть не привела к тому, что он захлебнулся посередине неба.

Экстремальная турбулентность швыряла его из стороны в сторону, а в один момент тело было ВЫШЕ парашюта. В конечном итоге шторм стих и он опустился на землю 30 минут спустя. Его нашел человек видевший приземление, сильно травмированного, но живого. Эта обычная летняя горза, продолжавшаяся 30-45 минут, а теперь представьте если бы это была supercell.

Другой инцидент произошел в Германии когда 5 парашютистов попали в грозу. Все приземлились покрытые льдом после дикой «поездки» в грозе. Только один из пяти выжил.
ROWID
30 Июл 2010
История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.




Летом 1959 года подполковник Уильям Рэнкин, пилот воздушных сил США, принял решение набрать высоту и обойти грозовые облака сверху. Однако двигатель его реактивного самолета-истребителя заглох и пилоту пришлось катапультироваться. Подполковник Рэнкин оказался единственным, кто пролетел через самое сердце Царя облаков и выжил, рассказав потом об этом ужасном происшествии. Пройдя через это, он стал знаменитостью прямо-таки мирового масштаба.
Пилот совершал обычный перелет с авиационной базы ВМС в Саут-Уэймут, штат Массачусетс, к штабу эскадрильи в Бофорте, штат Северная Каролина; полет должен был длиться один час десять минут. Перед вылетом Рэнкин связался с метеорологом на авиабазе, и тот предупредил пилота, что на пути его следования ожидаются отдельные грозы. А грозовые тучи могут достигать высоты 9 – 12 км. Для Рэнкина, ветерана, имеющего награды за участие во Второй мировой и Корейской войнах, подобные метеоусловия были обычным делом. Он знал, что его самолет может легко подняться на высоту до 15 км., и потому не сомневался, что облетит любые грозовые тучи без всяких проблем. Так бы и случилось, если бы двигатель не заглох как раз над одной из туч.
Через сорок минут полета, вблизи Норкфолка, штат Вирджиния, Рэнкин разглядел перед собой отчетливые очертания кучево-дождевого облака. В городке, над которым нависла туча, бушевала гроза; туча приняла вид высоченной башни из пушистых холмиков поверх конвекционных потоков, быстро разрастаясь в своей верхней части широким, клочковатым навесом. Верхушка достигала высоты около 14 км. – выше, чем сообщил пилоту метеоролог, - так что Рэнкин начал подъем на высоту 14,5 км., уверенный, что там его ждет чистое небо.
На высоте 14 км. самолет оказался прямо над вершиной тучи, он летел со скоростью 925 км/ч, и как раз в этот момент Рэнкиг услышал за спиной сильный удар, а затем громыхание. Пилот глазам своим не поверил – в течении нескольких секунд стрелка тахометра на приборной доске достигла нулевой отметки, после чего тут же замигала ярко-красным сигнальная лампа.
Такая внезапная, ничем не объяснимая остановка двигателя была редчайшим случаем – один на миллион; пилот знал, что в подобных чрезвычайных обстоятельствах ему придется действовать быстро. Без двигателя самолет стал неуправляемым; Рэнкин машинально потянулся к рычагу, который приводил в действие аварийный источник энергопитания. Однако, дернув за рычаг, Рэнкин с ужасом почувствовал, что тот остался у него в руке. Сцена, достойная великого комика Бастера Китона. Но Рэнкину было не до смеха. Готовясь к полету, он надел летний костюм. На такой высоте еще никто не катапультировался, даже при благоприятных погодных условиях. И совершать прыжок с парашютом без пневмокостюма было чистым самоубийством.
Температура за бортом около -50 гр.С, - позднее рассказывал Рэнкин. – Если бы я не погиб от обморожения, мне бы точно пришел конец из-за «взрывного» воздействия полной разгерметизации на высоте почти 16 км. А тут еще и гроза, причем прямо подо мной. И если гроза опасна даже для летящего самолета, что о человеке и говорить не приходится.
Однако времени на раздумья об опасностях не оставалось. Рэнкин сразу сообразил
, что выбора у него нет – надо дотянуться до рычагов катапультируемого кресла, находящегося за головой, и дернуть их со всей силы. Вечерело. На часах без малого шесть, когда пилот катапультировался из кабины самолета и начал спуск навстречу поджидавшей его туче.
«Поначалу, падения я не почувствовал – только быстрое прохождение сквозь воздух», - рассказывал Уильям Рэнкин об ощущениях сразу после катапультирования. Через несколько мгновений он, находясь на высоте 14 км., начал испытывать на себе влияние неприветливой окружающей среды.
«Я как будто стал куском мяса, который швырнули а камеру глубокой заморозки, - вспоминал Рэнкин. – Почти сразу кожу на открытых частях тела – лице, шее, запястьях, кистях рук и лодыжках – защипало от холода». Еще более неприятные ощущения во время свободного падения, до автоматического раскрытия парашюта возникли из-за низкого давления в верхнем слое атмосферы. У Рэнкина пошла кровь из глаз, ушей, носа и рта – его внутренности расширились, и тело раздулось. «В какой-то момент я заметил собственный живот огромных размеров – как будто у меня уже порядочный срок беременности. Никогда я еще не испытывал таких диких болей». Единственным преимуществом чрезвычайно низкой температуры стало окоченение – Рэнкин потерял всякую чувствительность.
Несмотря на то, что во время падения Рэнкина крутило и трясло, он все же сумел надеть кислородную маску. Чтобы выжить во время такого спуска, необходимо было оставаться в сознании. В момент входа в верхние слои грозового облака Рэнкину удалось посмотреть на часы – со времени катапультирования прошло пять минут. Значит, он должен был снизиться до высоты 3 км., при которой барометрический датчик запускает механизм автоматического раскрытия парашюта. Несчастный Рэнкин к тому времени чего только не пережил: остановку двигателя самолета на высоте 14 км., поломку рычага аварийного источника энергопитания, оставшегося у него в руке, катапультирование прямо над огромной грозовой тучей. Теперь ему стало казаться, что он болтается в воздухе с неисправным парашютом за спиной.
Когда Рэнкин достиг верхней части кучево-дождевого облака, его захлестнуло частичками льда. Было темно, видимость на нуле, он потерял всякую ориентацию в пространстве и даже не предполагал, на какой высоте находится. Понимал Рэнкин только одно – без парашюта он в любой момент может разбиться о землю. И испытал огромное облегчении, когда почувствовал, как его что было силы тряхнуло – парашют наконец раскрылся.
Натяжение строп было достаточно сильным, чтобы понять – парашют раскрылся полностью. Обрадовало Рэнкина и то, что, хотя запас кислорода закончился, воздух стал уже не таким разряженным, и можно было дышать без маски. Несмотря на то, что в огромной туче, через которую он проходил, царила тьма, Рэнкину стало веселей: «Я безумно радовался тому, что еще жив, что спускаюсь с раскрытым парашютом, что не потерял сознания. Даже усиливающаяся турбулентность меня не пугала. Я думал, что все уже закончилось, что тяжелые испытания позади». Однако турбулентность и ледяные градины, забарабанившие по пилоты, свидетельствовали о том, что Рэнкин только-только подбирался к центру тучи.
Прошло уже десять минут после катапультирования – к этому моменту Рэнкин должен был бы достичь земли, - однако жесточайшие порывы ветра, пронизывавшие центральную часть тучи, замедляли спуск. Вскоре турбулентность ощутимо возросла. Посреди сумрачной толщи Рэнкину не за что было зацепиться взглядом, однако он чувствовал, что не падает, а стремительно поднимается вверх вместе с мощными порывами ветра, следовавшими один за другим и все набиравшими силу. Тогда он и испытал на себе невероятную мощь грозовой тучи.
«Все случилось совершенно неожиданно. Меня, как приливом, захлестнуло яростными потоками воздуха, по мне ударило со всей силы, в меня как будто пальнули из пушки… я несся все выше и выше, казалось, стремительный поток воздуха никогда не иссякнет». Но Рэнкин был не единственным, кого мотало вверх-вниз. В темноте вокруг него сотни тысяч градин страдали от той же участи. Вот они падаю вниз, утягивая за собой воздух, а в другую минуту их уже несет вверх, сквозь тучу, мощными конвекционными потоками.
То падая, то поднимаясь, градины обрастали замерзающей водой и увеличивались в размере, затвердевая слоями, как леденцы. Эти льдины стучали по Ренкину, оставляя синяки. От чудовищной силы вращения Рэнкин испытывал тошноту, ему пришлось зажмуриться, так как он не в силах был видеть разворачивающуюся перед ним кошмарную картину. Правда, в какой-то момент он открыл глаза – перед ним оказался длинный черный тоннель, прорезавший тучу по центру. «То был настоящий бедлам, сотворенный природой, - вспоминал потом Рэнкин, - жуткая клетка из тьмы, в которой визжали и бесновались умалишенные… колотившие меня длинными, плоскими палками, оравшие, царапавшие, пытавшиеся раздавить меня, разорвать на части голыми руками». Потом засверкали молнии, и загремел гром.
Молнии походили на огромные синие лезвия толщиной в несколько футов; Рэнкину казалось, что они разрезают его надвое. Гулкие раскаты грома, вызываемые взрывным расширением воздуха под воздействием проходящего через него электрического разряда невероятной мощности, слышались так близко, что воспринимались скорее как физически ощутимое воздействие, нежели как шум. «Я не слушал гром, - рассказывал Рэнкин, - я его чувствовал кожей». Время от времени Рэнкину приходилось задерживать дыхание, чтобы не захлебнуться в плотных потоках ледяного дождя. Однажды он посмотрел вверх, и как раз в это самое время молния сверкнула над парашютом. Освещенный купол показался измученному пилоту белым сводом громадного кафедрального собора. Видение все не исчизало, и у Рэнкина мелькнула мысль: я уже на том свете.
Gaudi
КМС
30 Июл 2010
Re: История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.
мне понравилось про кафедральный собор

жесть.
CaSh
пилот выходного дня
30 Июл 2010
отличное чтиво для любителей залезать в облака!
никогда не знаешь заранее, насколько глубока кроличья нора...
ROWID
30 Июл 2010
Re: История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.
Окончание из википедии:

Цитата:
После приземления, несмотря на состояние, он пришёл через лес в больницу Ахоски, Северная Каролина.

Storm
30 Июл 2010
Re: История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.
а спуститься на самолете было нереально что ли? Ну пропадал бы на нем неуправляемом до плотных слоев, а тм бы и катпультировался.... какого ему ндо было на 14-ти километрах вылезать сз самолета? да и самолет бы то же не совсем беспорядочно падал я думаю... планировал бы, возможно и пик грозы пролетел бы, скорость то под 900 была, высоты дофига...
Pike
пилот выходного дня
30 Июл 2010
Re: История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.
ведь есть же какая то инструкция, как вести себя при определенных поломках.
самолет за это время мог взорваться, развалиться, получить запредельные нагрузки, мог заклинить механизм катапультирования и т.д., что не позволило бы катапультироваться потом.
mmm
пилот выходного дня
30 Июл 2010
Re: История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.
Цитата:
получить запредельные нагрузки
кстати запросто. сравнительно небольшая отрицательная перегрузка в течение нескольких секунд и даже подготовленный человек двинет кони.
ROWID
30 Июл 2010
Re: История с пилотом, подполковником Уильямом Рэнкиным.
Самолет штука сложная, а тем более истребитель. Он без энергообеспечения вообще неуправляемый кусок метала.
Двиг. умер, а аварийное энергообеспечение отказало...
vpv
30 Июл 2010
Однако ж всос в грозу и полет вдоль линии фронта не одно и то же.
Планерситы, имея значительно больший диапазон скоростей, действительно способны кататься вдоль линии шквала на волне подорванного теплого воздуха.

Гипотетически и парапланерист может себе такое позволить (возможно, один раз в жизни), если
гроза внутримассовая,
мало подвижна,
подрыв воздуха не образует новую ячейку грозы,
шквал относительно слабый,
есть возможность ухода поперек дейтсвия шквала.


Дважды в жизни я сталкивался с этим:

Македония и Днестр.
Расстояние до грозы порядка 15км,
Гроза находится по ветру дальше от старта, но визуально кажется приближающейся,
время - вторая половина дня,
Чистое голубое небо над головой, почти штиль,
Прет везде со скоростью 1.5-2: сначала редкие нули, потом зона подъема увеличивается, затем сам подъем становится сильнее.
Шквал в истинном своем виде так и не приходит: гроза обходит стороной или выдыхается.

В обоих случаях складывал уши и вставал на ёксель до упору. Проверять, дойдет ли шквал или нет , очень не хотелось.
mmm
пилот выходного дня
31 Июл 2010
Re: Зачет, завтра проверим
а чего проверять? брюник столько не показывает
kolu4ka
пилот выходного дня
01 Авг 2010
Re: Скороподъемность в грозе
Цитата:
Другой инцидент произошел в Германии когда 5 парашютистов попали в грозу
У настоящих парашютитстоф есть система отцепки...так что либо это были ненастоящие парашютисты либо история не правдивая.Или либо то и другое
LazyCat
Гость
01 Авг 2010
Re: Скороподъемность в грозе
кто знает, может у будущего супергероя тупо нет бабок на оборудование?
Jnets
01 Авг 2010
Re: Скороподъемность в грозе
Если не борту не было пожара.. зачем было прыгать так высоко? Можно было пропадать с машиной хотя бы до 5000 и там прыгать. Но что сделано, то сделано. Повезло реально американцу.
ROWID
01 Авг 2010
Re: Скороподъемность в грозе
Цитата:
Можно было пропадать с машиной хотя бы до 5000 и там прыгать.

Могу повторить еще раз. Самолеты бывают разные. Не все умеют планировать. Истребители и многие современные самолеты без энергообеспечения превращаются в хаотически падающий кусок металла. Не управляются вообще. Пропадать в немыслимых вращениях и кульбитах не совместимо с жизнью. У пилота был, пожалуй, единственный шанс и ему повезло.

  Форумы paraplan.ru ParaForum Скороподъемность в грозе