M II/2 Turbulencia

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Prevencia

• Plánovanie letu

• Sledovanie vonkajšej teploty

• Sledovanie charakteristických mrakov

• Správy SIGMET a PIREPS

• Predpovedné mapy SWL, M, H (Significant Weather Low, Middle, High)

Otázky?