Начнем с того, что оговоримся - в принципе ситуация сдвига ветра возможна на любой высоте, но говорить мы будем об этапах взлета и посадки, то есть о малых высотах, ведь именно на малых высотах это явление представляет наибольшую опасность.
Итак, мы уже знаем, что такое подъемная сила и как она зависит от приборной скорости. Однако, в прошлый раз мы говорили о некой идеальной атмосфере. Реальность же, как всегда, вносит свои коррективы.
1. Представим идеальный штиль. Самолет снижается по глиссаде с выпущенными шасси и механизацией с приборной скоростью 300 км/ч. Раз у нас штиль, то и относительно воздуха и относительно земли скорость одинакова - 300 км/ч. При этом скорость сваливания в данной конфигурации пусть будет 250 км/ч (пример абстрактный, специально взял круглые цифры).
2. А теперь, все то же самое, только дует ветер со скоростью 50км/ч, причем строго навстречу полету. В этом случае, скорость относительно воздуха все те же 300км/ч, а вот относительно земли она ниже - 300 - 50 = 250 км/ч. Однако, пока что, эта скорость влияет только на время в пути.
3. А теперь, представьте, что на высоте до 200 метров идеальный штиль (п. 1), а на высотах от 200 метров идеальный встречный ветер (п. 2). Если запустить воздушный шарик, он будет вертикально подниматься до высоты 200 метров, а потом его понесет в сторону со скоростью 50 км/ч. А вот наш самолет снижается по глиссаде. Пока мы на высоте больше 200 метров - приборная скорость 300 км/ч, относительно земли - 250 км/ч. И вот мы пересекли эту высоту (200 метров). Встречный ветер в 50 км/ч мгновенно исчез, а вот что произойдет со скоростью? Все закончившие школу знают слово "инерция".
Ине́рция — свойство тела оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие внешних воздействий, а также препятствовать изменению своей скорости (как по модулю, так и по направлению) при наличии внешних сил за счёт своей инертной массы.
Масса самолета весьма значительна и измеряется десятками тонн, соответственно, мгновенно (как воздушный шарик) скорость он изменить не может. И получается следущая картина: скорость относительно земли как была 250 км/ч так и осталась, а вот скорость относительно воздуха мгновенно падает с 300 км/ч до 250 км/ч. И вот это мгновенное падение приборной скорости очень опасно! В нашем примере скорость упала до скорости сваливания, на этой скорости нормально лететь самолет не может. Если не менять тангаж, добирая стик или штурвал на себя (соответственно и угол атаки) - самолет будет "просаживаться", если перебрать с тангажом - можно свалиться. Выход тут один - взлетный режим и набор скорости. И надеяться, что при просадке мы не коснемся земли до ВПП.
4. Возможна и обратная ситуация - выше 200 метров штиль, а ниже встречный ветер в 50 км/ч. В этом случае, при снижении ниже 200 метров приборная скорость наоборот вырастет на те же 50 км/ч. Что тоже плохо - скорее всего мы превысим ограничение скорости при полете с выпущенной механизацией. Выход такой - малый газ и прекращение снижения.
В обоих случаях о нормальной посадке речь уже не идет - в первом варианте нас просаживает ниже глиссады, во втором - мы оказываемся выше.
5. Но это мы говорили о горизонтальных воздушных потоках, а ведь бывают еще и вертикальные. Кстати, аналогичная ситуация может быть и на взлете, когда самолет вдруг попадает в попутный ветер после отрыва. Поэтому, в условиях прогнозируемого сдвига ветра взлет разрешается производить только на взлетном режиме двигателей, чтобы не тратить время (если что) на раскрутку двигателей, хотя в обычных условиях на взлетном режиме мы взлетаем не всегда. Но тут - нужен запас тяги. Посмотрите на картинку - тут мало того, что встречный ветер сменяется на попутный, так еще и самолет попал в нисходящий поток. То есть ситуация стала еще хуже.
А теперь о том, как с этими неприятностями бороться.
1. Современные самолеты (почти все) оснащены PWS - Predictive Windshear System - системой предупреждения о возможном сдвиге ветра. Погодный радар видит что происходит впереди с воздушными массами и выдает предупреждение. Ориентируется он при этом на влагу содержащуюся в воздухе, то есть в очень сухом воздухе эта функция может не работать. При получении предупреждения от PWS: "WINDSHEAR AHEAD - ВПЕРЕДИ СДВИГ ВЕТРА" экипаж должен уходить на второй круг заблаговременно, не дожидаясь реального попадания в сдвиг ветра. Иногда, в довольно редких случаях, экипажи имеют право игнорировать это предупреждение, но это связано с вероятностью ложных срабатываний и есть четкий перечень условийкогда это игнорирование возможно.
2. Если экипаж попал в сдвиг ветра и ушел по этой причине на второй круг, то он должен доложить об этом диспетчеру. Делается это для того, чтобы следующие заходящие экипажи знали, что их может ожидать и были готовы. В этом случае игнорировать предупреждения PWS уж точно не стоит.
3. Если же предупреждения не было, а в сдвиг мы все же попали - появляется сигнализация "WINDSHEAR", тут уж думать вообще нельзя, выполняем "WINDSHEAR ESCAPE MANEUVER - маневр выхода из сдвига ветра". Чисто технически он отличается от обычного ухода на второй круг, при выполнении этого маневра мы даем взлетный режим, увеличиваем тангаж и ничего больше не делаем до пропадания сигнализации (а при обычном уходе мы убираем закрылки на одну позицию и убираем шасси при появлении положительной вертикальной скорости).
Как видите - сдвиг ветра ситуация весьма неприятная но вполне возможная. К счастью, таких радикальных случаев как в моих примерах, в жизни бывает мало. Обычно величины сдвига значительно меньше и к серьезным проблемам не приводят. Особенно с учетом того, что у современных самолетов имеются достаточные запасы как по мощности, так и по скоростям. Ну и не стоит забывать о мастерстве экипажей! Например, в отличии от автопилота, если ожидается уменьшение встречного ветра у земли (то есть возможно падение скорости), нормальный человеческий экипаж будет держать скорость по верхнему пределу допустимого (а допустимый интервал обычно выглядит так: 300км/ч + 30/-20км/ч), то есть 330 км/ч, соответственно при попадании в сдвиг скорость упадет "всего лишь" до 280км/ч, то есть вообще останется в рамках допуска (!Я специально утрирую!). Или наберет побольше скорость при отрыве самолета. Поэтому - бояться пассажирам особенно нечего. В кабине сидят люди, которые не меньше пассажиров заинтересованы в безопасном завершении полета!