86265

Физико-географические и климатические особенности трассы «Берлин-Воронеж»

Курсовая

География, геология и геодезия

В курсовой работе требуется оценить имеющий важное значение для обеспечения безопасности и повышения экономичности полетов многолетний режим температуры на высотах над заданными участками воздушной трассы и возможные пределы изменения практического потолка и предельно допустимой высоты полета...

Русский

2015-04-05

1.51 MB

2 чел.

КУРСОВАЯ РАБОТА

Берлин-Воронеж

Чупин В.С. (ФЛЭ 224гр.)

В курсовой работе требуется оценить имеющий важное значение для обеспечения безопасности и повышения экономичности полетов многолетний режим температуры на высотах над заданными участками воздушной трассы и возможные пределы изменения практического потолка и предельно допустимой высоты полета конкретного типа самолета.

Полеты самолетов на больших высотах выгодны потому, что с высотой уменьшается расход топлива, улучшается маневренность, что позволяет успешно преодолевать зоны с грозовой деятельностью, сильной турбулентностью, обледенением.

Вместе с тем при полетах на больших высотах и наличие значительных вертикальных порывах воздуха для сохранения продольной устойчивости самолета необходимо иметь определенный запас перегрузки. Кроме понятия статического и практического потолка, сейчас для некоторых типов самолетов используют понятие предельно допустимые высоты полета, которую определяют с учетом полетного веса. В реальных условиях полета температура, плотность воздуха и атмосферное давление на высотах могут существенно отличаться от их значении в СА, что сказывается на характеристиках полета самолета.

В каждом реальном полете необходимо использовать данные температурно-ветрового зондирования, прогноза температуры воздуха на высотах или наблюдения за температурой непосредственно в полете для расчета изменения предельно допустимой высота. Практическое значение работы заключается в том, что бы узнать, как велико влияние температурного режима воздуха на одну из основных эксплуатационных характеристик самолета и какие потенциальные возможности для обеспечения безопасности и повышения экономичности полетов возникают при учете этого влияния.

Введение

Глава 1

Физико-географические и климатические особенности трассы “Берлин-Воронеж”

МАРШРУТ ПОЛЕТА

Аэропорт вылета: Берлин (Тегель)

Аэропорт прилета: Воронеж (Чертовицкое)

Маршрут проходит через государства: Польша, Белоруссия, Россия, Германия

Берлин

Берлин - самый крупный и самый населённый город Германии. Берлин — второй по населению (после Лондона) и пятый по площади город Евросоюза.

Климат

Город находится в умеренной климатической зоне. Среднегодовая температура составляет +9,9 °C. Самые тёплые месяцы — это июнь, июль и август со среднесуточной температурой +18,8 °C, а самые холодные — декабрь, январь и февраль со среднесуточной температурой +1,3 °C. В городе температура зимой в среднем на 2-3 градуса выше, чем в близлежащих окрестностях.

Осадки

Годовое количество осадков составляет примерно 570 миллиметров, осадки как правило умеренные и выпадают в течение всего года. Снег обычно выпадает в период с декабря по март, а снежный покров обычно не остаётся надолго. Последняя зима 2009/2010 стала исключением, так как снег пролежал с конца декабря до начала марта.

Изменение климата

Жаркое солнечное лето с грозами, мягкая зима с большим количеством осадков — такова тенденция изменения климата в Германии. Немецкая

служба погоды представила в Берлине в четверг, 3 мая, современные тенденции изменения климата, а также данные, полученные на региональных климатических моделях за период с 1951 по 2100 год.

Большинство из них говорят о повышении температуры на три градуса Цельсия выше долгосрочного среднего показателя.

Воронеж

Климат

Воронеж расположен в зоне умеренного климата. Зима умеренно-морозная, как правило, с устойчивым снежным покровом, который образуется только в январе-феврале. Довольно часто бывают оттепели, сопровождающиеся дождями (особенно в декабре). Лето тёплое, даже жаркое (особенно июль и первая половина августа), в отдельные годы — дождливое, в отдельные годы — засушливое. Осень мягкая и дождливая. Воронежское водохранилище покрывается льдом в конце ноября — начале декабря. Весенний ледоход длится с марта по апрель.

Глава 2 

Особенности температурного режима на высотах

на трассе “Берлин - Воронеж".

В реальной атмосфере физические параметры атмосферы зависят от сезона года и от синоптического процесса. В каждом реальном полете при подготовке к вылету следует оценивать влияние реальной атмосферы на характеристики полета.

Анализ многолетнего режима температуры воздуха до уровня 100 МБАР

На аэрологической диаграмме строятся кривые распределения средней , минимальной и максимальной температуры по высотам, соответственно за теплый холодный период года. При построении по данным в задании на бланк аэрологической диаграммы наносят значения указанных температур на уровнях 1000, 900, 850, 700, 500, 400, 300, 200, 100 мбар, а так же на уровне тропопаузы.

В настоящее время в метеорологии используют аэрологическую диаграмму, на которой наряду с логарифмической шкалой давления приведена стандартная барометрическая высота, идентичная высоте, определяемой по барометрическому высотомеру, установленному на 760 мм. рт.ст. На диаграмме нанесена кривая распределения температуры воздуха на высотах в СА. Это дает возможность после построения кривых стратификации произвести качественный анализ температурного режима. Если кривые стратификации находятся правее аналогичной кривой в СА – фактический воздух теплее, чем в СА; левее – холоднее. Для определения количественных характеристик снимаются с кривых стратификации значения средней, минимальной и максимальной температуры, а также температуры в СА на высотах 1, 5, 10, 15 км.

Используя эти данные, рассчитывается rt- отклонение реальной температуры tф от стандартной tса на указанных высотах по формуле:

dt= tф - tса

Значение средней минимальной и максимальной температур и отклонений температуры от CA

Май (Берлин)

Высота, км

T средняя

T

min

T

max

T

CA

dT

средняя

dT

mix

dT

max

1

-

-9

14

9

-

-18

5

5

-11

-27

-6

-18

7

-11

12

10

-46

-60

-30

-50

4

-10

20

15

-52

-65

-36

-57

5

-8

21

Ноябрь (Берлин)

Высота, км

T средняя

T

min

T

max

T

CA

dT

средняя

dT

mix

dT

max

1

-

-22

11

9

-

-31

2

5

-21

-47

-7

-18

-3

-29

11

10

-51

-66

-34

-50

-1

-16

16

15

-56

-67

-42

-57

1

-10

15

Май (Воронеж)

Высота, км

T средняя

T

min

T

max

T

CA

dT

средняя

dT

mix

dT

max

1

-

-4

25

9

-

-13

16

5

-12

-30

-5

-18

6

-12

13

10

-45

-57

-33

-50

5

-7

17

15

-53

-60

-46

-57

4

-3

11

Ноябрь (Воронеж)

Высота, км

T средняя

T

min

T

max

T

CA

dT

средняя

dT

mix

dT

max

1

-

-13

16

9

-

-22

7

5

-26

-37

-9

-18

-8

-19

9

10

-49

-60

-36

-50

1

-10

14

15

-56

-67

-44

-57

1

-10

13

Глава 3

Оценка влияния многолетнего режима температуры на предельно допустимую высоту и максимально допустимую скорость полета.

Полеты самолетов на больших высотах выгодны потому, что с высотой уменьшается расход топлива, а вместе с этим возрастает дальность и повышается экономичность полетов. Улучшается маневренность, что позволяет успешно преодолевать зоны с грозовой деятельностью, сильной турбулентностью, обледенением. Вместе с тем при полетах на больших высотах и наличии значительных вертикальных порывов воздуха для сохранения продольной устойчивости самолета необходимо иметь определенный запас перегрузки. На больших высотах допустимые перегрузки определяются значением Cусв, при котором возникает тряска и возможность сваливания. Этим определяется необходимость ограничения максимальной высоты полета настолько, чтобы исключить возможность сваливания самолета. В связи с этим, используют понятие предельно допустимой высоты полета, которую определяют с учетом полетного веса. Эту высоту определяют из условий стандартной атмосферы. В реальных условиях полета температура на высоте может значительно отличаться от значения в стандартной атмосфере, что сказывается на значении предельно допустимой высоты.

Для оценки влияния многолетнего режима температуры на предельно допустимую высоту полета самолета (ТУ-154), используется формула:

ΔНп= - kΔt

где, ΔHп – изменение предельно допустимой высоты полета

k – коэффициент, показывающий, на сколько изменяется потолок при отклонении температуры от стандартной на 1 градус (k=50 м/1 Δt).

Δt – отклонение температуры от стандартной атмосферы на соответствующем уровне.

Для оценки, выпишем из руководства по летной эксплуатации ТУ-154 значения предельно допустимых высот полета в стандартной атмосфере, в зависимости от полетного веса, и на данных высотах снимем значения температур с кривых стратификации. Рассчитаем значения предельно допустимой высоты полета по выше приведенной формуле. Результаты расчетов представлены в таблицах:

Берлин (май) tср.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-49

-56,5

7,5

-375

10625

80

11400

-49

-56,5

7,5

-375

11125

74

11700

-50

-56,5

6,5

-325

11375

<70

12000

-50

-56,5

6,5

-325

11675

Воронеж (май) tcр.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-51

-56,5

5,5

-275

10725

80

11400

-52

-56,5

4,5

-225

11175

74

11700

-53

-56,5

3,5

-175

11525

<70

12000

-54

-56,5

2,5

-125

11875

Берлин (май) tmin

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-65

-56,5

-8,5

425

11425

80

11400

-66

-56,5

-9,5

475

11875

74

11700

-69

-56,5

-12,5

625

12325

<70

12000

-69

-56,5

-12,5

625

12625

Воронеж (май) tmin

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-59

-56,5

-2,5

125

11125

80

11400

-60

-56,5

-3,5

175

11575

74

11700

-61

-56,5

-4,5

225

11925

<70

12000

-61

-56,5

-4,5

225

12225

Берлин (май) tmax

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-34

-56,5

22,5

-1125

9975

80

11400

-35

-56,5

21,5

-1075

10325

74

11700

-35

-56,5

21,5

-1075

10625

<70

12000

-37

-56,5

19,5

-975

11025

Воронеж (май) tmax

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-42

-56,5

14,5

-725

10275

80

11400

-44

-56,5

12,5

-625

10875

74

11700

-46

-56,5

10,5

-525

11175

<70

12000

-46

-56,5

10,5

-525

11575

Берлин (ноябрь) tср.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-54

-56,5

2,5

-125

10875

80

11400

-55

-56,5

1,5

-75

11325

74

11700

-56

-56,5

0,5

-25

11675

<70

12000

-56

-56,5

0,5

-25

12975

Воронеж (ноябрь) tcp.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-53

-56,5

3,5

-175

10825

80

11400

-55

-56,5

1,5

-75

11325

74

11700

-56

-56,5

0,5

-25

11675

<70

12000

-56

-56,5

0,5

-25

11975

Берлин (ноябрь) tmax.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-37

-56,5

19,5

-975

10025

80

11400

-38

-56,5

18,5

-925

10425

74

11700

-40

-56,5

16,5

-825

10875

<70

12000

-40

-56,5

16,5

-825

11175

Воронеж (ноябрь) tmax.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-41

-56,5

15,5

-775

10225

80

11400

-42

-56,5

14,5

-725

10675

74

11700

-44

-56,5

12,5

-625

11075

<70

12000

-44

-56,5

12,5

-625

11375

Берлин (ноябрь) tmin.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-67

-56,5

-10,5

525

11525

80

11400

-68

-56,5

-11,5

575

11975

74

11700

-69

-56,5

-12,5

625

12325

<70

12000

-69

-56,5

-12,5

625

12625

Воронеж (ноябрь) tmin.

Полетный

Вес

Hпр.доп.

T на H

T в CA

dT

dHпр.доп.

H с учетом dH

86

11000

-64

-56,5

-7,5

375

11375

80

11400

-65

-56,5

-8,5

425

11825

74

11700

-67

-56,5

-10,5

525

12225

<70

12000

-67

-56,5

-10,5

525

12525

На аэрологической диаграмме построим дополнительные номограммы для минимальных значении температур в зимнее время и максимальных значении в летнее время. И после построения можно визуально оценить, на сколько изменяется потолок в зависимости от полетного веса и от фактической температуры атмосферы. В данном случае наглядно видно, что при полетах в холодный период времени допустимая высота полета увеличивается, а при полетах в теплый период уменьшается. И по таблице, и по аэрологической диаграмме понятно, что предельно допустимая высота меняется на существенное значение, которое необходимо учитывать при поле те по маршруту.

Чтобы можно было сравнить влияние температурного режима воздуха и полетного веса на предельно допустимую высоту, составлены по два графика для сравнения изменении эшелона за счет выработки топлива (полетного веса) и за счет изменения температурного режима. Из руководства по летной эксплуатации самолета ТУ-154 выписываем часовой расход топлива, который составляет около 6 тонн при средней скорости 850км/ч. Длина воздушной трассы составляет 1960км, следовательно, продолжительность полета будет составлять около 2,5 часов. Следовательно за время полета на высоте 11000м будет израсходовано около 16 тонн топлива и Нпр.доп. изменится примерно на 900-1000м.


Влияние температурного режима на максимально допустимую истинную скорость полета

При сохранении рабочего режима работы двигателя отрицательное отклонение температуры от температуры в СА может вызвать увеличение скорости полета до опасного предела. И по этой причине далее в этой же главе оценивается влияние температурного режима на уровне предельно допустимой высоты на максимальную истинную скорость поле та в СА, по tср, tmin и tmax за каждый месяц для обоих пунктов. Расчет выполнен по следующей формуле:

Vmax(доп)=Mmax(доп)*a

Где “a” – скорость звука равная: 20.1√Т

Mmax(доп) – максимальное допустимое число Маха.

При расчете Vmax(доп) значения средней , минимальной и максимальной температур берем в градусах Кельвина. Mmax(доп.) - для спокойной атмосферы равно 0,85, а турбулентной 0,80. Результаты вычислений приведены в таблице:

Пункт

Состояние

атмосферы

Максимально допустимая скорость Vmax(доп)

Май

Ноябрь

Tср

Tmax

Tmin

Tср

Tmax

Tmin

Берлин

Спокойная

944

880

906

938

878

918

Турбулентная

864

889

828

852

883

826

Воронеж

Спокойная

912

927

896

770

930

882

Турбулентная

859

872

842

852

876

830

Из таблиц видно, что отклонение температуры от стандартной значительно влияет на скорость полета самолета. По данным видно, что чем меньше температура на высоте, тем меньше скорость воздушного судна, как в спокойной , так и в турбулентной атмосфере.

Заключение

В данной курсовой работе были проанализированы и приведены данные по маршруту Берлин - Воронеж, оценено влияние многолетнего режима температуры воздуха, а так же меняющийся полетный вес самолета на предельно допустимую высоту полета самолета и на максимально допустимую истинную скорость полета в марте и сентябре. Учитывая данные, полученные в ходе выполнения курсовой работы, можно сделать вывод, потолок ВС по маршруту Берлин – Воронеж будет составлять:

В мае:

При полетном весе 86т. FL360 с дальнейшим изменением на FL380

При полетном весе 80т. FL380

В ноябре:

При полетном весе 86т. FL340 с дальнейшим изменением на FL360

При полетном весе 80т. FL360

Стоить отметить что на высоту полета также могут повлиять опасные погодные явления, такие как сильная турбулентность, очень низкая температура (которая может вызвать кристаллизацию топлива), грозы, или же другие самолеты, идущие по этой же трассе.

Список использованной литературы:

- Астапенко 1П.Д., Баранов А.М., Шварев И.М. Авиационная метеорология. - М.: транспорт, 1985.

-Самолет Ту-154Б. Руководство по летной эксплуатации. М.: РИО МГА, 1975.

-ГОСТ 4401-81. Таблица стандартной атмосферы. - М.: ГСК при СМ СССР, 1981.

- Интернет 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59245. СЦЕНАРІЙ РАНКУ: КОТИЛАСЯ ПИСАНОЧКА... 39 KB
  Мета: Формувати уявлення дітей про виготовлення писанок: ознайомити з традиційними елементами та кольоровою гамою писанок Гуцульщини; виховувати інтерес до декоративноприкладного мистецтва...
59246. Загадкове поле Див 35.5 KB
  Хід заняття: Вихователь Малятка що найголовніше для людини гроші чи здоровя Діти Здоровя. Вихователь Так Ми з вами знаємо що В здоровому тілі здорова душа другу половину прислівя діти домовляють самі.
59250. Сценарій вечора-конкурса: В імя кохання 28.5 KB
  Якийсь хлопець Валентин був несправедливо засуджений і посаджений в тюрму. За рішенням суду його повинні були стратити 14 лютого. Ведучий ІІ: Але в нього закохалася дочка начальника тюрми. Істота велична, добра і ніжна, яка, на жаль, була сліпа.
59251. Ліки довкілля 32 KB
  На луках ростуть лікарські рослини. Адже саме із цієї рослини готують ліки від кашлю. Ці високі з дрібними і ніжними квіточками рослини називаються зозулин цвіт. На якому лузі ви побували Що нового ви дізналися про луки...
59252. Прощавай, букварику! 38.5 KB
  Діти декламують вірші Учні: 1. Ми українські діти Любимо трави квіти З квітів не тільки букетик Зробимо й альфабетик. Буквар: Молодці діти Добре старалися гарно вчилися. Який Діти: Математика.