авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Наклонная дальностьвидимости всложныхметеорологических условиях

-- [ Страница 1 ] --

ВОРОНЕЖСКОЕ ВЫСШЕЕВОЕННОЕ АВИАЦИОННОЕ ИНЖЕНЕРНОЕ УЧИЛИЩЕ(ВОЕННЫЙ ИНСТИТУТ)

На правах рукописи

УДК 551.507.362

Дорофеев

Виктор Васильевич

НАКЛОННАЯ ДАЛЬНОСТЬВИДИМОСТИ ВСЛОЖНЫХМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Специальность: 25.00.30– Метеорология,климатология, агрометеорология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой степени доктора

географическихнаук

ВОРОНЕЖ 2007

Работа выполнена в Воронежскомвысшем военном авиационном

инженерном училище(военном институте)

Научныйконсультант: доктортехнических наук,

профессор ГеннадийСимонович Нахмансон

Официальныеоппоненты: докторгеографических наук,

профессор Геннадий Иванович Мазуров

доктор географическихнаук,

профессор Юрий ПетровичПереведенцев

докторфизико-математических наук

профессор НатальяПавловна Шакина

Ведущая организация: Главныйгидрометеорологическийцентр

Министерства обороны РоссийскойФедерации

Защита состоится «31»октября 2007 г. в 14 часов на заседаниидиссертационного совета Д 327.003.01 поприсуждению ученой степени доктора наукпри ГУ «Гидрометеорологическийнаучно-исследовательский центреРоссийской Федерации»,

123242, Москва, Б.Предтеченский пер., 9-13

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ГУ«Гидрометцентр России».

Отзывы и замечания,заверенные печатью, направлять поуказанному адресу в двухэкземплярах.

Автореферат разослан« » июля 2007года

Ученый секретарьдиссертационного совета,

докторгеографическихнаук НестеровЕ.С.

______________________


ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность: Обеспечение безопасности,регулярности и эффективности полетовавиации зависит от многих факторов,обусловленных внешней средой, средикоторых значительную роль играетпрозрачность атмосферы, характеризуемаякак видимость.

Вопросам видимости ватмосфере применительно к задачам авиациипосвященыработы С.Л. Белогородского, П.Д. Астапенко,А.А. Васильева, В.А. Гаврилова, С.А.Богаткина, И.В. Кошеленко, М.Я. Рацимора, Е.И.Гоголевой, Г.И. Мазурова, Л.Т. Матвеева, В.А.Ковалева, а также зарубежных ученых: Дж.Джонсона, А.В. Паффета, Дж. Ходкинса, О.Фреминга и другие.

При метеорологическомобеспечении авиации в настоящее времяиспользуются три характеристикивидимости: метеорологическая дальностьвидимости (МДВ), метеорологическаяоптическая дальность видимости (МОДВ) идальность видимости на взлетно-посадочнойполосе (видимость на ВПП, RVR). При чем все ониопределяются у поверхности земли.

В месте с тем лётный идиспетчерский состав должны представлятьусловия видимости наземных объектов свысоты полёта, определяемые наклоннойдальностью видимости (НДВ).

В сложныхметеорологических условиях (СМУ) НДВ должна обеспечивать экипаживоздушного судна (ВС) и руководствополётами информацией овысоте, на которой следует ожидатьустановление визуального контакта наглиссаде снижения с ориентирами на земнойповерхности (ВПП). Привизуальных полетах под низкими облаками -оценивать возможность опознаванияназемных объектов, ориентиров для определенияпространственного положения ВС.

Несмотря на усилия поразработке средств измерения НДВ у нас встране и зарубежном, до настоящего времениотсутствует аппаратура позволяющаяпроводить оперативные измеренияНДВ.

Проводимые ранееисследования позволили разработатьметодические, теоретические ипрактические подходы в определениепосадочной видимости (частный случай НДВ) ивозможной высоты визуального контакта(ВВК) в адвективном тумане и при низкойоблачности. Они определяются по данныминструментальных измерений МДВ, ВНГО (ВВ)– какконсультативные параметры о состояниеусловий видимости наземных ориентиров наэтапе снижения ВС.

Однако до настоящеговремени практически отсутствуютметодикиоценки соответствия метеорологическихусловий эксплуатационным минимумам на посадку ивизуальных полётов под низкими облаками.На глиссадеснижения этиминимумы определяются не значениями ВНГО иМДВ, а посадочной видимостью, высотой принятиярешения (ВПР)или минимальной высотой снижения(МВС), при визуальных полётахпод низкими облаками наклонной полётнойдальностью видимости.

В соответствии срекомендациями Международной организациигражданской авиации (ИКАО) при посадке всложных метеорологических условиях (СМУ)визуальная оценка пространственногоположения ВС на глиссаде снижения должнапроизводиться по наклонной дальностивидимости (НДВ) для определенных(«фиксированных») высот– конкретной высотыпринятия решения (ВПР) или минимальнойвысоте снижения (МВС), а при полетах поправилам визуальных полетов (ПВП) и особымправилам визуальных полетов (ОПВП) - дляконкретной высоты полета.

Таким образом, возникаетпроблема определения и прогноза НДВудовлетворяющая летный и диспетчерскийсостав в интересах обеспечениябезопасности, регулярности иэффективности полётов.

Решение проблемытребует разработки и обоснования новыхподходов, основанных на статистическихзависимостях между НДВ, МДВ, ВНГО (ВВ) идругимиметеорологическими параметрами с учетомусловий воздушной навигации.

Одним из основныхнаправлений решения проблемы определениявидимости в негоризонтальном направленииявляется установление совокупностиоперативных параметров НДВ для различныхэтапов выполнения полета:

-наклонной полетнойдальности видимости (НПДВ) - при полетах поПВП и ОПВП;

-посадочной видимости,высоты визуального контакта (ВВК), высотыобнаружения ВПП (ВО ВПП) и динамикивидимости - при заходе на посадку.

Оперативные параметрыНДВ соответствуют рекомендациям ИКАО ипозволяютучитывать метеорологические,физико-географические, светотехнические, навигационные,психофизические факторы илетно-технические данные ВС.

Цель работы: разработкатеоретических и методологических основсиноптико-статистических методов диагнозаи прогноза оперативных параметров НДВ впограничном слое атмосферы по данныминструментальных измеренийметеорологических величин с учетом ихпространственно-временной изменчивостипри типовых синоптических ситуациях,рельефа местности, характера подстилающейповерхности.

Для достиженияпоставленной цели необходимо решение следующих задач:

  1. Обобщениесовременного состояния учения о видимостив атмосфере применительно к обеспечениюавиации.
  2. Исследованиеособенностей воздушной навигации ивизуальной ориентировки при заходе на посадку иполетах по ПВП и ОПВП в СМУ.
  3. Определение иобоснование оперативных параметров НДВ наразличныхэтапах полёта ВС в СМУ необходимых длялётного и диспетчерского состава.
  4. Исследованиевлияния на НДВ рельефа местности,характера подстилающей поверхности, метеорологических величин,условий навигации, летно-техническихданных ВС, характеристик светотехническихсистем и психофизических факторов.
  5. Исследованиепространственно-временных характеристикизменчивостиметеорологических величин и распределениягоризонтальной видимости с высотой втиповых синоптических ситуациях.
  6. Разработкаметодики определения диаграмм видимостиогней светотехнических систем при различныхтипах распределения горизонтальнойвидимости свысотой и оценка ее достоверности.
  7. Разработкаметодики определения исверхкраткосрочного прогноза оперативныхпараметров НДВ при минимумах и ввизуальных метеорологическихусловиях.

Объектомисследования является НДВ в пограничном слоеатмосферы применительно к задачамметеорологического обеспечения авиации вСМУ.

Предметисследования - оперативные параметры НДВ в СМУ вразличныесезоны года и время суток.

Методыисследования. При проведении исследованияиспользовались методы математическойстатистики, теории вероятностей,численного моделирования, летный эксперимент нааэродромахВВС и ГА.

Научная новизна заключается вразработанном новом научном подходекопределениюНДВ наразличных этапах полета, совершенствованиютеоретических, методологических положенийпо определению и прогнозу НДВ для обеспечениябезопасности и эффективностиполетов авиации в сложных метеорологических условиях,включающем:

  1. Анализпространственно-временных характеристиксложных метеорологических условий и явленийпогоды в типовых синоптических ситуациях взависимостиот сезона года и времени суток.
  2. Обоснованиеоперативных параметров НДВ,обеспечивающих технологиюсамолетовождения при минимумах и ввизуальных метеорологическихусловиях.
  3. Особенности вертикального распределениягоризонтальной видимости с высотой,пространственно-временной изменчивостираспределения МДВ и ВНГО (ВВ) за короткиепромежутки времени по данныминструментальных измерений в типовых синоптическихситуациях.
  4. Исследования влияния характерарельефа местности подстилающей поверхности, втиповых синоптических ситуациях напространственно-временную изменчивость МДВ и ВНГО(ВВ).
  5. Исследования влияниянавигационной обстановки на оперативныепараметрыНДВ.
  6. Разработаннуюметодику определения сверхкраткосрочногопрогноза оперативных параметров НДВсамосветящихся ориентиров при минимумахпо диаграммам видимости огней светотехническихсистем.
  7. Предложеннуюфизико-статистическую модель определенияи сверхкраткосрочного прогноза НДВ несамосветящихся объектов, ориентиров привизуальныхполетах под низкими облаками.

Достоверностьрезультатов достигаетсякорректной постановкойрешаемыхзадач метеорологического обеспечениябезопасности полетов в СМУ, использованиемапробированного математического аппаратаприменяемого для решения аналогичных задач,согласованием результатов расчетов срезультатами летных и натурныхэкспериментов, выполненных на аэродромахГА и ВВС в различных физико-географическихусловиях, сезонах года, времени суток.

Личный вкладавтора. Личныйвклад автора заключается в разработкефизико-статистической модели диагноза ипрогноза оперативных параметров НДВ,организации летного эксперимента по сборуисходных данных, апробации результатов исследований иэкспертного опроса летного состава нааэродромах ГА, ВВС и ПВО.

Работа являетсяобобщением и дальнейшим развитиемисследований выполненных автором на протяжении 20лет.

Апробация работы. Основные положения,научные и экспериментальные результатыработы докладывались и обсуждались навсесоюзных и республиканских конференциях, семинарах,в том числе: IIIВсесоюзной конференции по авиационнойметеорологии (Суздаль, 1990 г.), II и IIIНаучно-технической конференции «Проблемыповышения эффективностиметеорологического, аэродромно-технического иинженерно-аэродромного обеспеченияавиации Вооруженных Сил» (Воронеж, 1989, 1992 г.),Всероссийской научной конференции«Современныеметоды подготовки специалистов исовершенствование систем и средствназемногообеспечения авиации» (Воронеж, 1997 г.),научно-практических семинарах,Научно-экспериментального центраавтоматизации управления воздушнымдвижением научного совета по проблемамуправления движения и навигации АН СССР(Москва, 1991, 1992, 1993 г.), совещаниях-семинарахпо безопасности полетов в Центре боевой подготовкифронтовой авиации (Липецк, 1985, 1986, 1987, 1988, 1989,1990 г.), в Центральной инспекции безопасностиполетов авиации Вооруженных сил СССР (Москва, 1990 г.), в 7Главном авиационном метеорологическомцентре Министерства Обороны СССР (Москва,1992, 1993 г.), в метеослужбе ВВС ЛенинградскогоВоенного округа (Ленинград, 1991 г.), вметеослужбе Белорусского Военного округа (Минск, 1990г.), на Военной кафедре ЛГМИ (Ленинград, 1990 г.), в отделеавиационной метеорологии ГидрометцентраСССР (Москва, 1990, 1991, 1992, 1993 г.), Всероссийской научнойконференции «Климат, мониторингокружающей среды, гидрометеорологическоепрогнозирование и обслуживание» (Казань,2000 г.), Всероссийской научной конференции«Совершенствование наземного обеспеченияавиации» (Воронеж, 1999 - 2006 г.г.), 23 Научнойтехнической конференции молодых научныхсотрудников «Поддержание боевойготовности вооружений и военной техники вусловиях реформирования Вооруженных СилРоссийской Федерации», Научно-технической конференции«Проблемы и перспективыгидрометеорологических прогнозов»(Москва, 2000 г.)(XIII Всероссийскаянаучно-техническая конференция «Иркутск2003»), Международной научно-технической конференции«Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж, 2005, 2006 г.г.),Международной научно-техническойконференции «Радиолокация, навигация, связь»(Воронеж, 2005г.).

Результатыисследования опубликованы в 51 статье (из них 4 в журналах рекомендованных ВАК). 1монографии(издание,рекомендованное ВАК), 3 учебныхпособиях,12 научных отчетах по НИР, утвержденных ГКВВС, вкоторых авторбыл научным руководителем и ответственнымисполнителем.Под научным руководствомавтора потеме исследования выполненои защищено 3 кандидатские диссертации.

Предметом защиты является разработка нового научного подхода к определению оперативныхпараметров НДВ и их сверхкраткосрочногопрогноза в пограничном слое атмосферы вСМУ.

На защитувыносятся:

  1. Научный подход поразвитию и совершенствованиютеоретических и методологическихположений изучения НДВ в сложныхметеорологических условиях.
  2. Обоснованиеоперативных параметров НДВ при минимумах иполетах в визуальных метеорологическихусловиях.
  3. Результатыисследования пространственно- временныххарактеристик сложных метеорологическихусловий.
  4. Выявленныезакономерности пространственно-временнойизменчивостигоризонтальной дальности видимости ивысоты нижней границы облаков(вертикальной видимости) в явлениях погодыи распределения горизонтальной видимостис высотой в типовых синоптическихситуациях.
  5. Установленныезакономерности влияния рельефаместности и характера подстилающей поверхности наВНГО (ВВ), МДВ и условий воздушной навигации НДВ.
  6. Методика расчетаоперативных параметров НДВсамосветящихся объектов подиаграммам видимости огнейненаправленного действия при минимумах.
  7. Физико-статистическая модельопределения и прогноза оперативныхпараметров НДВ.

Научная и практическаязначимость заключается в разработке новыхтеоретических и методологических основопределения и прогноза оперативныхпараметров НДВ в пограничном слоеатмосферы в сложных метеорологическихусловиях.

Разработаннаяфизико-статистическая модель позволяетпроводить количественную оценку и осуществлятьпрогноз оперативных параметров НДВ сучетомвлияющих факторов.

Практическая ценностьработы состоит в том, что результатыисследованияпозволяют оценивать соответствиеметеорологических условий эксплуатационным минимумампри принятии решения летным идиспетчерским составом на посадку в СМУ ивыполнения визуальных полётов под низкойоблачностью. Прогностические значенияоперативных параметров НДВ (ВВК, ВО ВПП,посадочнаявидимость) при категорированных минимумах длясверхкраткосрочного прогноза на 3, 6, 9, 12, 15,мин., и минимумах (100 ВНГО (ВВ) 200м. и(или) 1000 МДВ 2000м.) на 15 и 30 мин. удовлетворяюттребованиям ИКАО к желательной точностипрогнозов на посадку (90%). Впервыеполученные прогностические значения НПДВ под низкимислоистыми облаками с ВНГО менее 200м, на 60минут 75%, на 120 минут 72%, 180 минут 68%; подслоисто-кучевыми с ВНГО от 200 до 400 м. 69, 65 и 61%соответственно.

Предлагаемая методикапозволяет разрабатывать руководящиедокументы,направленные на совершенствованиеорганизации метеорологическогообеспечения ибезопастности полетовГосударственной авиации в СМУ.

Структурадиссертации. Содержаниедиссертации изложено в двух томах. Первыйтом объемом 306 с. введение, 7 глав (в томчисле 43 рис., 98 табл.), заключение,литературу (230 наименований), а второй том -12приложений объемом 192 с. (150 рис., 70табл.).

Исследованияпроводились в соответствии со структурнойсхемой представленной на рисунке 1.


Обзорисследований наклонной дальностивидимости в сложных метеорологическихусловиях и постановка проблемы


Выявление факторов влияющих нанаклонную дальность видимости


Исследование пространственновременных характеристик в сложныхметеорологических условиях


Исследование пространственновременных характеристик изменчивостивысоты нижней границы облаков(вертикальной видимости) и горизонтальнойдальности видимости в явлениях погодыобуславливающих минимумы


Исследование типов вертикальногораспределения горизонтальной видимости свысотой в сложных метеорологическихусловиях


Разработка методики расчета и сверхкраткосрочного прогноза наклоннойдальности видимости при полётах поднизкими облаками


Разработка методики расчета и сверхкраткосрочного прогноза посадочныххарактеристик видимости приминимумах



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.