Как пилоты очищают самолет от урагана?

Самолет, на котором они летают, — это Lockheed WP-3D Orion, а не реактивный самолет — NOAA не запускает свои Gulfstream IV в шторм, как я уже отмечал в другом месте .

Всегда существует риск, связанный с пилотированием самолета в непогоду, которого пилотам обычно советуют избегать. Но они делали это десятилетиями, так что при надлежащем обучении и планировании кажется, что это не так уж и рискованно. Максимальная скорость WP-3D составляет более 750 км/ч. $V_{ne}$определенно было бы над этим. Максимальная скорость ветра в ураганах категории 5 (самая высокая по шкале Саффира-Симпсона , одним из которых является Мэтью ) превышает 250 км/ч, хотя большинство ураганов не настолько сильны.

NOAA, кажется, знает об этой проблеме; в этом Reddit AMA они согласны с тем, что сдвиг ветра может повредить самолет и привести к потере управления:

Самолеты, как правило, не разрушаются сильным ветром во время полета. Зимой авиалайнеры обычно летают в струйных течениях со скоростью ветра более 150 миль в час над США. Это сдвиг или внезапная смена горизонтального или вертикального ветра, которые могут разрушить самолет или привести к потере управления им.

Однако при надлежащей подготовке и избегании наиболее опасных зон с использованием данных в реальном времени они могут управлять самолетом в безопасных пределах.

Пилоты и экипаж NOAA обычно летают в условиях сильного ветра во время урагана и не боятся, что он разорвет самолет на части. Тем не менее, они всегда отслеживают «горячие точки» суровой погоды и сдвига, которые они часто могут определить на радаре и избежать, если они слишком суровые.

Экипажу есть о чем беспокоиться, кроме$V_{ne}$- высокоскоростные ветры восходящих и нисходящих потоков могут привести к большим перегрузкам, в то время как крыло в этих условиях подвержено флаттеру. В этом блоге описаны случаи, когда миссия была прекращена из-за аэродинамического флаттера, а также случай, когда было испытано почти 5,7 g. В другом блоге описывается проникновение урагана Хьюго , которое привело к почти фатальной катастрофе и посадке самолета на мель. Из сайта hurricanescience.org

Когда они пролетели сквозь стену шторма, они столкнулись с устойчивым ветром со скоростью 297,7 км/ч (185 миль/ч) (с порывами до 315,4 км/ч [196 миль/ч]) и сильными восходящими и нисходящими потоками (32–72 км/ч [20]). -45 миль в час]). Мощные толчки сотрясали самолет, в результате чего оборудование, такое как инструменты, компьютеры, все предметы на камбузе и даже спасательный плот весом 200 фунтов, опасно разбрасывались по салону самолета. Измеритель гравитационной силы (G) в кабине был привязан к значениям 5,6 G и -3,9 G. Достигнув глаза Хьюго, один из двигателей взорвался, и его пришлось заглушить. В тиши урагана самолет делал многократные круги, рискованный маневр с отказом одного двигателя. NOAA 42 удалось успешно выйти из урагана...

Экипажи также принимают некоторые меры безопасности, такие как полеты на больших высотах (БПЛА используются на более низких высотах), чтобы снизить связанный с этим риск. Поскольку каждый ураган уникален, оценка риска затруднена, и иногда экипажу приходится летать на основе неполной информации. Из сайта hurricanescience.org :

Полет в глаз зрелого урагана представляет значительную опасность, поскольку сильные восходящие потоки в глазной стене урагана могут смениться столь же сильными нисходящими потоками на расстоянии нескольких сотен футов. Горизонтальная скорость ветра также может измениться более чем на 161 км/ч (100 миль/ч) за несколько секунд полета, когда самолет проходит сквозь стену глаз, создавая нагрузку на самолет и его экипаж. Из-за этих опасностей полеты Hurricane Hunter обычно выполняются на высоте 10 000 футов (3048 м).

Эти самолеты используются для двух типов полетов — разведывательных и исследовательских. Хотя спутники могут дать довольно много данных, есть некоторые вещи, которые они не могут предоставить, и их можно получить, только влетев в шторм. Основная цель разведывательных полетов — отследить центр распространения и собрать данные, которые помогут определить угрозу, исходящую от урагана, и путь, по которому он пойдет. NOAA отмечает :

Основная цель разведки - отследить центр циркуляции, ... и измерить максимальные ветры. Но экипажи также оценивают размер, структуру и развитие шторма... Большинство этих данных, имеющих решающее значение для определения угрозы урагана, невозможно получить со спутника.

Исследовательские полеты предназначены для различных целей, таких как сбор данных о структуре шторма и его взаимодействии с окружающей средой, что поможет им лучше предсказывать будущие ураганы. На самом деле, в вышеупомянутом полете в ураган Хьюго экипаж впервые наблюдал давно подозреваемое явление, которое было бы невозможно с помощью спутников:

Более поздний анализ данных, полученных во время нашего удивительного полета в Хьюго, показал, что мы столкнулись с торнадоподобным вихрем, встроенным в стену глаза, когда ураган был на пике своей интенсивности. Эти вихри в стенах глаз подозревались, но никогда ранее не наблюдались, и текущие исследования показывают, что подобные вихри могут быть ответственны за некоторые из невероятных повреждений, которые ураганы могут нанести, когда они ударяются о землю.

Хотя действительно возможно сбрасывать зонды, пролетая над ураганами, это не всегда возможно — вершины облаков некоторых из более крупных ураганов достигают более 50 000 футов, что выше, чем потолок доступных самолетов (например, вершины облаков урагана Мэтью достигает более 16 км ), что затрудняет сброс зондов , и данные передаются на самолет, который затем передается в центр с помощью спутника.

В последнее время для этой цели все чаще используются БПЛА (NASA использует для этой цели Global Hawk) и, возможно, в будущем они вообще заменят пилотируемые самолеты.