Ebben a bejegyzésben megpróbálok egy rakás hasznos tudnivalót összeszedni a szélről, általánosságban, illetve, a repülés kapcsán. Utána olvastam pár dolognak a témában. Lássuk hát...

Kezdjük talán magával a széllel. Szélnek nevezzük a légkört alkotó levegő közel vízszintes irányú áramlását, amelyet helyi nyomáskülönbségek hoznak létre. A szél mindig fúj,  sebességét méter per szekundumban mérik, vagy Beaufort skálán. (A Beaufort-skála, teljes nevén Beaufort szélerősség-skála egy fokozatrendszer, melyet 1805-ben Francis Beaufort, a brit flotta sorhajókapitánya - később admirális és a Bath-rend parancsnok-lovagja - dolgozott ki a tengeri szél erősségének megfigyelésére és osztályozására.) Ezen a skálán 0-tól 12 fokozatig mérik a szélerősséget, a szélcsendtől a mérsékelt, majd élénk szelek meghatározásán át egészen az orkán erejű szélig.  A szél, a légköri áramlások kialakulásának két alapvető oka a terepfajták eltérő mértékű melegedése és a bolygó forgásából származó Coriolis-erő. Két eltérő nyomású légtömeg között ugyanis a levegő az alacsonyabb nyomású terület felé kezd áramlani, amíg a nyomáskülönbség ki nem egyenlítődik. Ezt módosítja a domborzat és a Coriolis-erő. A szél jellege és kiterjedése sokféle lehet, a domboldalakon fújdogáló szellőktől az óceánokat átívelő passzát szélig.

Bolygónk forgásának következményeként három egymásba kapaszkodó szélrendszert ismerhetünk, ezek a passzátszelek, a nyugati szelek és a keleties sarki szelek. Nem térnék most ki erre bővebben, Wiki itt és itt (ez utóbbi hivatkozás angol nyelven ad bőséges információkat) ír róluk részletesebben.

Lássunk hát repüléssel kapcsolatos "szélinformációkat".

Szélirány: A szél irányát mindig azon égtáj nevével jelezzük, ahonnan a szél fúj. Az északi szél tehát azt jelenti, hogy a szél észak felől dél felé fúj, azaz észak felé fordulva szembe fúj a szél. A szél irányát szokás még fokokban is megadni. A 0° jelenti az északi, 90° a keleti, 180° a déli, 270° a nyugati szélirányt. Ezt természetesen még tovább lehet finomítani. A meteorológiában általában a 10°-os pontosság használatos.

Szélerősség: Avagy a Beaufort-skála

A szél hatásai a Beaufort skála és jellege szerint

Szélnyírás: A szélnyírás egy olyan jelenség, amit - szerintem nyugodtan kijelenthetem - minden pilóta leginkább a háta közepére SEM kíván. A szélnyírás egy olyan meteorológiai jelenség, amelyben a szél iránya ÉS/VAGY erőssége szinte percről percre drasztikusan megváltozhat, ezzel jó pár izgalmas pillanatot okozva mind a pilótáknak, mind az utasoknak. A szélnyírásról jó pár érdekes cikket, bejegyzést, hivatkozást találtam, és most még nem igazán döntöttem el, beszerkesztem-e ide, vagy külön posztot "áldozok" rá, de semmi esetre sem szeretném olyan szintre süllyeszteni a dolgot, hogy pl. "ITT, ITT és ITT olvashattok a szélnyírásról".

A szélnyírásnak több fajtája van, alacsony-, vagy magasszintű, illetve horizontális (vízszintes), vagy vertikális (függőleges) irányú, illetve komplex. A szélnyírás kialakulásának, létrejöttének oka a különböző meteorológiai körülmények jelenléte, és adott esetekben az időjárás és a domborzat kölcsönhatása. Ilyenek lehetnek például a hidegfronti, melegfronti frontálzóna (tehát a hideg- és melegfront találkozása - bár erre pontos meghatározást, magyarázatot nem igazán találtam), az erős szél és a domborzat kölcsönhatása, hegyvidéki turbulencia hatásai, sea-breeze front (erről lentebb látható lesz ábra), illetve zivatartevékenység.

Azt olvastam több helyen, hogy "a legveszélyesebb szélnyírási forma az ilyen, az olyan, az összetett, az alacsonyszintű"... De - magam részéről - úgy vélem, ha az embert váratlanul éri, akkor teljesen mindegy, milyen irányú, mértékű vagy fajtájú, okozhat bőven kellemetlen perceket. (Egyébként, eldöntöttem, hogy a szélnyírásról írok egy külön bejegyzést is, mert annyi érdekes - és hasznos - információt találtam hozzá, itt pedig még más dolgokról is szeretnék szót ejteni.)

Sea-breeze frontról egy-két kis ábra, csak az érdekesség kedvéért:

Az első, a második és a harmadik képnél azt láthatjuk, hogy a tenger felől érkező hideg levegő, illetve a szárazföld felől érkező meleg levegő körülbelül hogyan találkozik, hogyan jön létre a sea-breeze front - ott lehet szélnyírásra számítani. A második képen nagyon jól illusztrálják, hogy a szárazföld fölötti levegő gyorsabban felmelegszik, mint a tenger feletti levegő. Az óceán felől érkező hidegebb légmozgás felfelé nyomja a melegebb levegőt, ami az óceán fölé érve visszahül, és lefelé áramlik. Ezáltal alakul ki a seabreese-front körforgása.

A negyedik képen azt láthatjuk, hogy a tenger, vagy egy tó, illetve egy dombos, vagy hegyes táj esetében hogyan találkoznak a hideg és meleg légáramlatok, milyen irányban teszik mindezt, a sea-breeze front létrejötte esetén elősegítve ezzel a szélnyírás-jelenség kialakulását.

Szélháromszög: A szélháromszög annak a szögnek a szerkesztéssel történő számítási módja, amennyivel „rá kell tartani az útvonalra”, hogy a szél hatását kiegyenlítve, a repülőgép végül a tervezett célhoz érkezzen. A szélháromszög-számítást a modern fedélzeti számítógépek már a pilóta helyett elvégzik, de az egyszerűbb, manuális kiszolgálású kisgépeken nincs más eszköz a pilótán kívül a helyes útvonal meghatározásához. A szélháromszög számítása az elemi navigáció oktatásának része. Miről is van szó tulajdonképpen? Amennyiben a szél iránya nem esik egybe a tervezett útvonallal, abban az esetben a szél nem csak a talaj feletti sebességet, hanem a haladási irányt is befolyásolja. A szél eltérítő hatását az alábbiak szerint kell figyelembe venni:

• A repülőgépet érő szél iránya és sebessége
• A tervezett útvonal hossza (hosszabb útvonalon nagyobb a szélhatás)
• A repülőgép önsebessége (kis sebességnél erősebb a szélhatás)

A szélháromszög kiszámítása számomra még teljesen ismeretlen dolog, úgyhogy erről most nem írnék többet. Viszont, van ITT egy oldal (angol nyelven ugyan), ahol többek közt a szélháromszöget is ki lehet számítani. Roppant okos oldal, pár dolgot már sikerült a segítségével megtanulnom, megértenem!

Szél mérésére használatos műszerek: A szél mérésének egyik - szerintem - leglátványosabb repülőtéri eszköze a szélzsák, vagy anemoszkóp. További anemométerek (avagy szélmérő műszerek) még a kanalas szélmérők (három vagy négy kis kanál-szerű dolog forog körbe egy tengelyen), a Savonius-kerék (ami hasonlít a kanalas szélmérőhöz, csak egy félbe vágott, és elcsúsztatva összeillesztett henger), illetve a Stevenson-féle szélmérő házikó, de repüléskor a pitot-cső az, amit feltétlenül meg kell említenünk. Lássuk is ezeket a műszereket.

A pitot-csőről azért még - ha már repülős blog - had szóljak kicsit többet. A Pitot-cső nyomásérzékelő műszer, amely áramlások sebességének mérésére alkalmazható. A gyakorlatban többnyire a repülőgépek sebességének  mérésére használják. A Pitot-csövet egy olasz születésű francia mérnök, Henri Pitot találta fel 1732-ben. A mai modern formáját szintén egy francia tudós, Henry Darcy alakította ki a  XIX. század közepén. Fizikáját, illetve matematikai törvényszerűségeit Daniel Bernoulli fogalmazta meg.

Az egyszerű Pitot-cső egy áramlásba szemből behelyezett áramvonalas homlokfalú csőidom, amelynek belső furatában keletkezik az áramlás hatására a torlónyomás, miközben a furat másik végén (többnyire az áramlás helyétől távolabbra elvezetve) egy nyomásváltozás mérésére alkalmas eszköz található. Fontos, hogy a nyomásváltozás mértékét mindig a környezethez képest mérik, így az egész rendszer tartalmaz egy  statikus nyomást érzékelő pontot is. A repülési gyakorlatban ez egy apró furatot jelent vagy közvetlenül a Pitot-csövön, vagy valahol a repülőgép oldalán. A furat kialakítása minden esetben áramlás-semleges pozícióban történik, ez annyit jelent, hogy a mindenkori áramlás irányára merőlegesen helyezkedik el. Sok esetben a legcélszerűbb rögtön a Pitot-csövön megoldani, ekkor az elvezetés koaxiális megoldással történik, azaz duplafalú csövekben, együtt utazik a két nyomásérték a műszer felé.  Ennek értelmében a rendszerben mérhető nyomás két értékből tevődik össze: a mindenhol jelenlévő környezeti statikus nyomásból és az áramlásból adódó dinamikus nyomásból. A repülésben a pitot-csöves műszer az úgynevezett IAS (Indicated Airspeed) sebességet adja, amely tartalmazza a műszerek beépítéséből, pontatlanságából eredő hibákat, illetve a levegő sűrűségváltozásából eredő hibákat is. Az IAS relatív sebesség, mivel a szél sebessége is megjelenik a mérés közben: hátszél esetén negatív, szembeszél esetén pozitív előjellel. Ha tehát a mérendő áramlás nem állandó, illetve az áramló közeg sem az, ezenkívül a műszer is mozog, figyelembe kell venni az összes sebességtényezőt a megfelelő előjellel és ezek eredője lesz a műszeren leolvasható érték. A repülőgépek Pitot-csöveit külön fűtőrendszerrel is ellátják, hogy jegesedés-veszélyes időben a rárakódó jég ne okozhasson durva méréshibát. A gép leállítása után szokás a Pitot-csőre védőhuzatot tenni, hogy megóvják az apró rovaroktól és egyéb szennyeződésektől.

Végül jöjjön egy kép egy Cessna C172 típusú repülő pitot-csövéről, és egy Boeing pitot-csövéről, valamint érdekességként még egy oldal, EZ, ahol rengeteg meteorológiával kapcsolatos információt ismerhetünk meg bővebben.

A bejegyzés trackback címe:

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.