بخشی از مقاله
چکیده
از آنجا که تستهاي پروازي مدلهایی از پرندههاي باسرنشین و بدون سرنشین در فرودگاه و بعضاً در شهرهاي مختلفی از کشور انجام میگیرد، بدیهی است عواملی نظیر دما، فشار، چگالی و ارتفاع از سطح دریا و به طورکلی شرایط اقلیمی در مکان و زمان انجام تست، اثر زیادي بر نتایج حاصل از آن دارد و باید نسبت به عوامل ذکرشده آگاهی کامل داشت. همچنین لازم است تأثیرات آنها را در تفسیر نتایج حاصل از انجام آزمایشها مورد توجه قرار داد. بر این اساس، تحقیق حاضر ضمن ایجاد آشنایی اولیه با برخی پدیدههاي مهم اتمسفري، به بررسی شرایط پروازي نظیر بارش باران، تگرگ و یخزدگی در حین پرواز پرداخته و سپس با استفاده از اطلاعات آماري موجود در برخی از نقاط کشور از جمله شهر تهران، میزان اختلاف دادههاي حقیقی را با دادههاي مربوط به اتمسفر استاندارد که در مراحل طراحی از آن استفاده میشود، مقایسه کرده است.
مقدمه
کیفیت پروازي وسیله پرندهاي نظیر هواپیما که در داخل اتمسفر پرواز میکند کاملاً به شرایط جوي محل پرواز وابسته است زیرا نیروهاي آیرودینامیکی توسط اتمسفر تولید میشوند و در واقع این نیروها هستند که پرواز را ممکن میسازند. هواپیماها براي ایجاد نیروي رانش به وسیله موتورهاي هواتنفسی به حرکت درمیآیند که این نیرو نیز خود با مکش هواي اتمسفر و احتراق آن ایجاد میشود. از طرف دیگر، همه سیگنالهاي ارتباطی و هدایتی که شامل سیگنالهاي دیداري نیز میشوند، قبل از آنکه به هواپیما برسند، باید از لایهاي از اتمسفر عبور کنند. این مسئله براي سیگنالهایی که از طریق هواپیما به تأسیسات و کنترلکنندههاي زمینی ارسال میشوند نیز وجود دارد. بنابراین فرایند هوانوردي به شدت تحت تأثیر حالات و شرایط اتمسفر میباشد و از اینرو براي دستیابی به انجام پرواز با کیفیت بهتر - چه در مرحله طراحی و ساخت و چه در زمان بهرهوري - شناخت اتمسفر امري ضروري به نظر میرسد. شرایط اقلیمی به طورکلی بر جنبههاي مختلف هوانوردي از جمله افزایش ایمنی، افزایش راندمان، حفظ برنامه مسافرت، آسایش مسافران و همچنین عملکرد اقتصادي تأثیر میگذارد. در بررسی اثرات پدیدههاي آب و هوا بر هوانوردي، مسئله ایمنی مهمتر از همه به نظر میرسد و دلیل این تقدم و اهمیت آن است که هر سیستم هوانوردي غیرنظامی باید امنیت مسافر را تأمین و تضمین نماید. از طرف دیگر، حوادث هوایی بر روان افراد جامعه اثر منفی بر جاي می گذارد. نگرانی از شرایط جوي خطرناك در ایمنی هوانوردي فقط از نظر روانی نیست بلکه مطالعات انجامشده نشان میدهد که شرایط جوي یکی از اصلیترین عوامل بروز سانحه در پروازها به شمار میرود. در سالهاي قبل، که پرواز به قدر زیادي به قوانین دیداريذ وابسته بود و روشهاي تحقیق در سوانح و ابزارهاي به کار گرفتهشده زیاد پیشرفته نبودند، چندین سانحه مرگبار و مهلک ناشی از تغییرات عوامل جوي، اغلب به اشتباهات خلبان نسبت داده میشدند. با پیشرفت تحقیقات علمی بر روي سوانح هوایی نقش شرایط جوي بسیار مهم تشخیص داده شد. در این تحقیق ابتدا نسبت به پدیدههاي اتمسفري که میتوانند باعث بروز سوانح هوایی گردند آشنا شده و سپس به بررسی آماري پدیدههاي مهم هوانوردي در اتمسفر تهران در ده سال گذشته پرداخته و نتایج به دست آمده با دادههاي مربوط به اتمسفر استاندارد مقایسه خواهد شد.
پدیده هاي اتمسفري و حرکت هوا
یکی از شناختهشدهترین و در عین حال خطرناكترین نوع حرکت تودههاي هوا که طی فرایندهاي اتمسفري ایجاد میشود برش بادل است. بهوفور در آمار سوانح هوایی دیده شده است که برش باد یا عوامل مرتبط با آن عامل بروز حادثه بودهاند. در حقیقت برش باد نرخ تغییرات تودههاي هوا از نظر سرعت یا جهت باد میباشد. از نظر هوانوردي برش باد فقط زمانی اهمیت مییابد که از نوع و داراي قدرت خاصی باشد. نقش مخرب برش باد در هوانوردي در دهه 50 میلادي مشخص شد. نمایی کلی از برش باد را در نزدیکی سطح زمین و در جهت ارتفاع به تصویر کشیده است. همانطور که از تغییرات بردار حرکت در لایههاي برشی مشخص است، وجود بردارهاي باد در جهات و مقادیر مختلف باعث تغییر در حرکت مطلوب هواپیما در مرحله تقرب میشود. شکل 2 اثر این پدیده را در جهت پروازي نشان داده است و همانگونه که از آن شکل مشخص میباشد وجود گرادیان باد در طول مسیر پرواز هواپیما باعث تغییر در نیروهاي آیرودینامیکی شده و موجب انحراف هواپیما از مسیر قبلیاش میگردد.
شکل .1 تغییرات باد نسبت به زمان در طول مسیر نزول هواپیما [1]
از دیگر پدیدههاي اتمسفر، توربولانس میباشد. به حرکات تصادفی و نامنظم تودههاي هوا توربولانس گویند که خود به دلیل تغییر دماي محیط به وجود میآید. در حقیقت توربولانس در تضاد با برش باد است و برش باد به مؤلفههاي منظم حرکت تودههاي هوا اشاره میکند.
شکل .2 اثر برش باد بر مسیر هواپیما الف - سرعت باد در طول مسیر زیاد میشود ب - سرعت باد در طول مسیر کم میشود
از طرف دیگر عبور یک هواپیما از میان بخشی از اتمسفر که سرعت هوا به طور تصادفی در آن تغییر میکند، باعث اعمال نیروهاي متناوب با فرکانسهاي مختلف بر هواپیما میشود. اگرچه اثرات برش باد و توربولانس اغلب بهعنوان دو نوع پدیده با خصوصیات خاص طبیعی و فیزیکی خود بر روي هواپیما مطرح میشوند، ولی آنها در حقیقت دو بخش پیوسته از مقیاسهاي حرکت هوا میباشند. در عمل این دو فاکتور خطرناك براي هوانوردي اغلب با هم و در کنار هم یافت میشوند. در واقع، میتوان گفت برش باد عامل ایجاد توربولانس است. تعامل برش باد و توربولانس در کنار هم در شکل 3 نشان داده شده است.همانگونه که از این شکل مشخص است، سطوح بالاي توربولانس جایی است که با مقادیر زیاد برش باد همراه میشود .
شکل.3 رسم سهبعدي اندازه برش باد بهعنوان تابعی از ارتفاع و زمان
