Вітер в порівнянні з іншими характеристиками фізичного стану атмосфери робить істотніший вплив на рух літака на усіх етапах польоту.

Зліт і посадку літака виробляють, як правило, проти вітру. Це пояснюється тим, що як при зльоті, так і при посадці зустрічний вітер, створюючи додаткове обдування літака і збільшуючи щільність набігаючого повітряного потоку, забезпечує велику стійкість і керованість літака. В той же час зустрічний вітер зменшує швидкість відриву і посадочну швидкість відносно поверхні землі, а це призводить до скорочення довжини розгону при зльоті і довжини пробігу при посадці літака (злітно-посадочній дистанції).

При попутному вітрі, навпаки, погіршується стійкість і керованість літака за рахунок зменшення сумарної швидкості зустрічного повітряного потоку. При цьому збільшуються швидкості відриву (посадки), що у свою чергу призводить до збільшення довжини розгону (пробігу) літака.

Нагадаємо, що до злітно-посадочних характеристик літака відносяться: час, швидкість відриву (посадки) і довжина розгону (пробігу), а також довжина злітної (посадочною) дистанції. Вони визначають потрібні розміри аеродрому і ВПП.

Для оцінки впливу швидкості зустрічного вітру на якийсь час і довжину розгону при зльоті припустимо, що літак рухається рівномірно прискорено з початковою швидкістю, рівною нулю, і з постійним середнім прискоренням j. У момент відриву швидкість літака відносно землі в штильових умовах повинна досягти величини Vотр, а при зустрічному вітрі із швидкістю u швидкість літака відносно земної поверхні у момент відриву зменшується на величину швидкості зустрічного вітру і складає Vотр - u. Для рівномірно прискореного руху час розгону tр.0 за відсутності вітру (при штилі) визначається по формулі

, (1)

а довжина розгону Lр.0 при штилі складе

. (2)

Час і довжина розгону за наявності зустрічного вітру рівні:

, (3)

. (4)

Поділивши співвідношення (3) на (1) і (4) на (2), отримаємо зміну часу і довжини розгону при зустрічному вітрі:

, (5)

. (6)

Звідси витікає, що чим більше відношення швидкості зустрічного вітру u до швидкості відриву літака при штилі Vотр, тим істотніше зменшуються час і довжина розгону літака при зльоті.

Приклад. Літак, що має швидкість відриву Vотр = 240 км/ч, здійснює розгін по ВПП при швидкості зустрічного вітру u = 30 км/ч. Тоді за прийнятих умов довжина розгону Lр зменшиться на 23 % в порівнянні з штильовою.

Міркуючи аналогічним чином, знайдемо зміну часу і довжини пробігу при посадці під впливом зустрічного вітру :

, (7)

, (8)

де tпр.0 і Lпр.0 - час і довжина пробігу при штилі відповідно, Vпос.0 - швидкість літака у момент посадки.

Довжина пробігу зменшується за рахунок зниження посадочної швидкості Vпос (відносно ВПП у момент торкання) на величину швидкості зустрічного вітру. Крім того, зустрічний вітер створює додатковий лобовий опір, який разом з силою тертя коліс літака значно збільшує абсолютне значення негативного прискорення літака після торкання ВПП, і довжина пробігу додатково скорочується. Тому при однакових значеннях відношення u/Vпос пробіг літака при попутному вітрі збільшується більше, ніж він зменшується при зустрічному вітрі.

Для наочнішої ілюстрації міри впливу вітру на злітно-посадочні характеристики літака розглянемо наступний приклад.

Приклад. Припустимо, що в зоні торкання на ВПП швидкість вітру u = 10 м/с. Екіпаж літака, посадочна швидкість якого Vпос = 180 км/ч, а довжина пробігу при штилі Lпр.0 = 880 м, через які-небудь особливі причини виробив посадку не проти вітру, як прийнято, а з попутним вітром. Тоді довжина пробігу зростає приблизно з 560 до 1270 м, т. е. збільшується більш ніж в 2 рази.

Для зменшення довжини пробігу застосовуються різні методи і пристрої : гальмівні щитки, гальмівні парашути, здатні погасити до 30-40 % кінетичної енергії літака під час пробігу, а також реверс тяги (зміна напряму струменя газів, що виходять з сопла ТРД). На літаках укороченого зльоту і посадки створюється вертикальна складова тяги (девіація тяги), яка дозволяє значно зменшити швидкості відриву і посадки. При використанні засобів гальмування також необхідно враховувати вплив вітру.

Вплив напряму вітру на зліт і посадку літака

Для виконання зльоту і посадки літаків при зустрічному вітрі при проектуванні і будівництві ВПП орієнтують по можливості по переважаючому напряму вітру. Проте внаслідок значної мінливості напряму вітру зліт і посадку нерідко доводиться здійснювати при сильному бічному вітрі або при вітрі з великою бічною складовою. Це істотно ускладнює пілотування літака.

При зльоті з бічним вітром утворюються додаткові аеродинамічні сили, що утрудняють управління літаком (мал. 1). Під впливом цих сил виникає той, що кренить і розгортає моменти. Момент, що кренить, утворюється із-за нерівномірного обдування крил. На навітряній площині крила підйомна сила Y зростає, на підвітряній, навпаки, зменшується на величину (Y, що може привести до перекидання літака на підвітряну сторону.

Рис. 1. Зліт з бічним вітром

Розвертаючий момент виникає через те, що центр тяжіння літака і центр бічного тиску вітру не співпадає, і це відмінність тим більше, чим більше парусність окремих частин літака (хвостового оперення в порівнянні з фюзеляжем). Тому бічний вітер створює силу Z, прагнучу розгорнути літак проти вітру. При дуже сильному бічному вітрі можливий розворот літака упоперек ВПП.

Посадка при бічному вітрі ускладнюється ще більше, ніж зліт, внаслідок сильного зносу літака. Неточний облік вітру може привести до приземлення літака зовні ВПП. При сильному бічному вітрі можливий зрив покришок коліс і поломка шасі у момент торкання ВПП. В процесі пробігу виникає той, що розгортає і кренить моменти, як і при розгоні.

На деяких типах літаків для зменшення розгортаючого моменту при пробігу з гальмівним парашутом його скидають на порівняно великій швидкості (після пробігу по ВПП відстані 300-400 м).

Для забезпечення безпеки зльоту і посадки встановлюється гранично допустима для кожного типу літака швидкість бічного вітру (бічній складовій), при якій вони можливі. Її значення залежить від конструктивних особливостей літака і питомого навантаження на крило (стосунки ваги літака G до площі крила в плані S, G/S). Чим більше питоме навантаження на крило, тим стійкіше літак і більше гранично допустима швидкість бічного вітру. Так, надзвукові літаки з трикутним крилом, що мають великі питомі навантаження, здатні злітати і сідати при сильному бічному вітрі.

Наприклад, для літака Ил- 86 гранично допустима швидкість вітру при зльоті і посадці складає 15 м/з при сухій ВПП і знижується до 5 м/з у разі мокрої ВПП. Для легких літаків швидкість бічного вітру, як правило, не перевищує 8-10 м/с.

Ці обмеження необхідно враховувати при метеорологічному забезпеченні авіації, оскільки при перевищенні відповідної гранично допустимій швидкості бічного вітру зліт і посадка літаків цього типу забороняються.

Розглянемо оцінку допустимих значень швидкості бічного вітру (бічній складовій вітру) при зльоті і посадці літака.(рис 2)

Рис. 2. Визначення бічної (uбок) і подовжньої (uпрод) що становлять вітри