В какой скорости воздуха выражается скорость ветра?

Когда вы получаете скорость ветра от ASOS/AWOS или от УВД, эти скорости соответствуют истинной воздушной скорости? Взвешены ли инструменты по высоте?

Скажем, вы приближаетесь к 05R в MEX, и вам дали скорость ветра 25 узлов при 140° и OAT 35°C. Нужно ли учитывать высоту по плотности, чтобы определить, безопасно ли приземляться? Или разницы недостаточно, чтобы иметь значение?

«Скорость ветра» не является мгновенной величиной. Это среднее значение 24 измерений, которые сами по себе являются средним значением за 5 секунд (всего 2 минуты). Измерения выполняются на высоте 10 м над уровнем земли, но если бы они проводились на высоте 5 м, значения были бы на 13% меньше из-за вязкости. Также не учитывается вертикальная составляющая ветра. Это дает представление о точности, но все же интересно, как калибруются анемометры. Хороший вопрос.
Я думаю, что некоторые из вас запутались, узнав о калиброванной, показанной и истинной воздушной скорости самолета. Приведенная и истинная воздушная скорость меняются с высотой, потому что количество молекул воздуха, попадающих в трубку Пито на больших высотах, меньше, чем на более низких высотах. Вот почему существует поправочный коэффициент для высоты. Как объясняется в ответе @ ymb1, вам не нужно этого делать при измерении скорости ветра.
@JScarry: Тем не менее Том прав, когда говорит, что воздействие ветра зависит от плотности воздуха (вопреки тому, что сказано в ответе). Однако для чашечного анемометра воздух действует как на вогнутую втягивающуюся чашку, так и на две другие выдвигающиеся чашки (которые показывают свой профиль или выпуклую сторону), и я подозреваю, что противодействующие силы компенсируют большую часть эффектов изменения плотности. Я не уверен, что это будет иметь место на пропеллерном анемометре.

Ответы (2)

Ветер измеряется истинной воздушной скоростью. Вот почему, будь то приземный ветер или реактивный поток, вычитание составляющей встречного/попутного ветра из TAS самолета дает путевую скорость (попутный ветер имеет отрицательное значение). А боковой ветер в 25 узлов — пример, который вы привели, — создаст такой же угол наклона краба для одного и того же TAS. Но так как пилоты летают по IAS, то угол крабов будет тем меньше, чем выше аэропорт.

Чашка

Подумайте о чашечном анемометре, если воздух легче (большая высота, высокая температура), сопротивление будет ниже, и та же скорость ветра приведет к тому же вращению :

Примечательно то, что калибровка не зависит от плотности воздуха. Кто бы мог подумать? Чашечный анемометр реагирует на силы ветра, и эти силы ветра имеют величину, прямо пропорциональную плотности. Но поскольку в стационарном состоянии эти силы уравновешены, плотность как фактор исчезает.

То же самое относится и к крыльчатому анемометру.

Трубка

В трубчатых анемометрах ( пито-статических на стержне ) применяются поправки :

[Из-за] разной температуры, высоты над уровнем моря или барометрического давления для получения фактической скорости ветра требуется поправка. Приблизительно 1,5% (1,6% выше 6000 футов) следует добавить к скорости, регистрируемой трубчатым анемометром на каждые 1000 футов (5% на каждый километр) над уровнем моря.

Ультразвуковой

Ультразвуковые анемометры похожи на чашечные анемометры, плотность компенсируется, поскольку измерения проводятся в нескольких направлениях :

[Скалярные] значения (температура, влажность, плотность) исключаются, и результат включает скорость ветра.

Приземные ветры указаны в магнитных курсах.

Напротив, прогнозы ветра на высоте даются в истинных заголовках. Они не приспособлены для DENALT.

Приборная воздушная скорость (IAS) является измерением, зависящим от погрешности прибора. Указанная воздушная скорость - это просто показание динамического давления.

Калиброванная воздушная скорость (CAS) компенсирует ошибки приборов.

Истинная воздушная скорость (TAS) определяется CAS с поправкой на плотность воздуха (давление и температуру). TAS не учитывает ветер и, следовательно, не является истинной путевой скоростью.

Приземные ветры даны в относительном потоке воздуха относительно земли и относительно магнитного курса.

Ветер на высоте прогнозируется и сообщается в воздушной скорости, и, по сути, основан на относительном потоке воздуха у земли и относительно истинного курса.

Поэтому сообщаемые AWOS/ASOS/башней приземные ветры не входят в TAS, поскольку этот термин определяется как величина вектора транспортного средства.

Однако в Лидвилле, штат Колорадо, (KLXV) измерения воздушного потока относятся к исходной точке немного выше земли и в этом смысле аналогичны истинной воздушной скорости самолета, если бы он летел неподвижно над аэропортом. Но ТАС — неправильный термин. Это просто скорость приземного ветра и соответствующий магнитный курс.

Я не полагал, что ТАС был правильным термином, но я не мог придумать, как его выразить. Но вы поняли, это аналог TAS или на него влияет высота. Я воспользовался онлайн-калькулятором преобразования и обнаружил, что на высоте KLXV 30-узловая скорость TAS преобразуется в 25,8-узловую EAS, то есть разница составляет 14%. Не уверен, насколько это изменит схему вещей. Это повлияет на летные характеристики самолета на 25,8 узлов вместо 30. Жаркий день может сказаться еще больше.
Боковой ветер в 20 км в KLXV будет иметь такое же влияние на ваш самолет, как и боковой ветер в 20 км в KMIA.
А встречный и попутный ветер? Я думаю, если вы сидите на взлетно-посадочной полосе на уровне моря против встречного ветра в 30 узлов, ваш IAS должен показывать 30 узлов. Но если вы находитесь в KLXV, тот же встречный ветер будет равен 25,8. Таким образом, вам понадобится немного более длинный разбег, чтобы достичь Vr. Или я неправильно мыслю?
30 узлов на KLXV в вопросе @TomMcW