Ветроуказатели в вопросах и ответах с иллюстрациями
Этот обзор подготовлен как шпаргалка для тех, кто приобретает, устанавливает и использует ветроуказатели для своих нужд. Возможно в первой редакции я не опишу 100% вопросов, которые регулярно возникают в процессе моей работы у тех, кто приобретает нашу продукцию или использует аналогичные устройства. С удовольствием дополню материал по вашим замечаниям и дополнительным вопросам.
Сайт https://www.dreamstime.com хранит огромную базу фотографий ветроуказателей, которая позволила подготовить эту статью на красочных примерах, вместо сухих и скучных текстов. Спасибо всем фотографам по всему миру, обратившим внимание на ветроуказатели и запечатлевшим их в процессе реальной эксплуатации.
Я надеюсь, что после прочтения данной статьи, вы будете разбираться в этом вопросе достаточно глубоко, чтобы избежать типичных простых и поэтому досадных ошибок.
Итак, Ветроуказатель
Прародителем ветроуказателя можно назвать флюгер, предназначенный для тех же целей, но имеющий жесткую и долговечную конструкцию (никому не охота лазить на крышу и периодически менять изделия из ткани).Но положение флюгера не видно с большой дистанции!
Конус-ветроуказатель (в просторечии колдун) — конус из ткани, предназначенный в составе конструкции ветроуказателя для указания направления и общего представления о скорости ветра в категориях - сильный, умеренный или слабый. Точное определение скорости ветра по полоскам на тканевом конусе-ветроуказателе является мифом, вследствие разных размеров конусов, разных плотностей используемых в производстве тканей, разной плотности воздуха, которая сильно изменяется от температуры и давления (высоты установки ветроуказателя, например на равнине и в горах). В отечественных нормативных документах нет указаний скорости ветра, при котором конус должен полностью или частично распрямляться.
Используется в авиации, различных видах спорта, на объектах транспортной инфраструктуры, сельском хозяйстве, а также на химических предприятиях.
Метеорологическому направлению ветра соответствует направление, противоположное указываемому ветроуказателем. Аэронавигационное направление ветра соответствует направлению, указываемому ветроуказателем. Размер части ветроуказателя, расположенной горизонтально, пропорционален скорости ветра: при невысокой скорости часть ветроуказателя «провисает»; при высокой скорости ветра всё полотнище ветроуказателя расположено преимущественно горизонтально.
Устройство и порядок размещения ветроуказателей в России регламентируется Федеральными Авиационными Правилами о которых вы можете прочитать в этой статье.
Согласно американским нормативам (FAA AC No: 150/5345-27E) ткань ветроуказателя должна полностью раскрываться при скорости ветра 7.8 м/с. Ветроуказатель должен ориентироваться по направлению ветра при его скорости от 1.5 м/с. Ветроуказатель должен быть расположен на расстоянии не ближе 25 метров от любого здания или иного препятствия, закрывающего его от ветра. При невозможности такой установки, ветроуказатель должен быть приподнят, насколько это возможно.
Ветроуказатель должен иметь "корзину", длиной 3/8 общей длины конуса ветроуказателя, в том числе, для предотвращения прилипания ткани ветроуказателя к мачте. В отечественных документах такой информации нет и никогда не было в принципе, поэтому мы часто видим не работающие ветроуказатели, обмотанные вокруг мачты.
Не нормативная длина тканевого ветроуказателя и короткая корзина. |
Отсутствие корзины (гарантированное прилипание тканевого ветроуказателя к мачте при ледяном дожде) |
ФАП-140
Ветроуказатель на посадочной площадке для самолетов при полетах воздушных судов ночью должен быть освещен.
Цвета ветроуказателя на посадочной площадке для самолетов должны располагаться в виде пяти чередующихся полос таким образом, чтобы первая и последняя полосы имели более темный цвет.
В случае если для обеспечения контрастности цвета ветроуказателя используется сочетание двух цветов, то должны быть использованы сочетания оранжевого цвета с белым цветом, красного цвета с белым цветом или черного цвета с белым цветом.
Ошибки:
Окраска ветроуказателя не соответствует авиационным требованиям. Ветроуказатель не имеет корзины. Ветроуказатель имеет малую конусность и большую длину при малом диаметре.
Ошибки:
Количество чередующихся полос семь (не 5).
Длина ветроуказателя не соответствует нормативам. Выходной диаметр слишком мал
Слишком близкое расположение тросов мачты к поворотному узлу ветроуказателя.
Отсутствие корзины.
В результате этого, высока вероятность захлестывания ткани за тросы растяжек, расположенных под небольшим углом к горизонту, что приведет к постоянной неработоспособности ветроуказателя
Размер тканевого конуса должен соответствовать корзине и кольцу ветроуказателя. При смене тканевого ветроуказателя ориентируйтесь на вшитый в него шильдик для понимания типа изделия и его производителя.
Размер тканевого конуса существенно меньше кольца и корзины ветроуказателя. |
Тканевый конус меньшего размера, вероятно, приобретен покупателем без чтения документации или ошибочно взят за размер меньший диаметр кольца корзины. Деформация вертикального удерживающего кронштейна входного кольца. Кронштейн сделан из листовой стали без учета эксплуатационных нагрузок и распределения сил. |
Отсутствие вертикального упора для фиксации вертикального положения кольца.
Полное отсутствие фиксации кольца в вертикальном положении. Крепление его на поворотную ось. |
Первоначальное вертикальное расположение кронштейна, удерживающего кольцо, ошибочно заменено на горизонтальное, и рамка (упрощённая корзина), удерживающая тканевый конус, стоит также горизонтально. В результате этого, кольцо теряет устойчивость и изгибается, а тканевый конус схлопывается и закрывается. |
Высота ветроуказателя. Другим перегибом являются исполинские решения, при этом ничем не обоснованные. Ветроуказатель должен показывать направление ПРИЗЕМНОГО ветра в общем случае, а никак не направление ветра под облаками. Обычная высота ветроуказателя, установленного на грунт, в диапазоне 4.5-6.5 метров. Кроме того, являясь высоким объектом на посадочной площадке, ветроуказатель желательно оборудовать заградительным огнём для предотвращения столкновения с воздушным судном.
Ошибки:
Не вижу ошибок, мне нужен вертолет, чтобы их рассмотреть ;)
Те альпинисты, которые будут менять тканевый ветроуказатель, заставят икать его
разработчика дважды, когда полезут вверх и когда их будут снимать сотрудники МЧС.
Жесткие условия эксплуатации. Три основных момента - Солнечное излучение, которое приводит к выгоранию ткани и разрушению стяжек, сильный и порывистый ветер, разрушающий ткань, и низкая температура, разрушающая пластиковые стяжки, которыми обычно крепят тканевый ветроуказатель. Используйте тканевые ветроуказатели повышенной прочности в районах с повышенной ветровой нагрузкой (ткань тафета, традиционно использующаяся при изготовлении ветроуказателей, не очень подходит для экстремального ветра). Используйте шнуровку тканевого ветроуказателя нейлоновым шнуром, диаметром 4мм.
Тросы и иные конструкции, которые могут зацепить тканевый конус ветроуказателя, должны быть смонтированы так, чтобы избегать этого. На фото указатель сторон света. Обычно, ветроуказатели не имеют подобных конструкций и это вероятно пришло из флюгеров. Почти никто не спрашивает такие изделия за ненадобностью. Направление ветра нужно относительно наземных ориентиров, например взлетно-посадочной полосы.
Ошибки:
Указатель сторон света размещен близко к тканевому ветроуказателю.
Нет корзины
Тканевый конус - не имеет сужения, что плохо влияет на его аэродинамику. Уплотнение
воздуха при движении к концу конуса надувает ткань, а здесь такого уплотнения не
происходит.
Иногда тканевый ветроуказатель располагают не на кольце, а на трубе. Это характерно для корабельных решений. Выдвинутая перед осью вращения труба работает против желаемого направления ориентирования конуса ветроуказателя, мешая правильной ориентации.
Ошибки:
Кольцо не должно выходить вперед оси вращения. Вперед могут выходить балансировочные грузы при большой и тяжелой корзине для компенсации её веса
или компенсации качки судна. Грузы должны иметь наименьшее сечение в вертикальной плоскости, чтобы оказывать наименьшее влияние на вращение ветроуказателя.
Освещение ветроуказателей для использования ночью. Классически есть два типа освещения - сверху вниз, люстрой, расположенной над ветроуказателем, и внутрь тканевого ветроуказателя (характерно для корабельных систем).
Прожекторы освещения установлены под углом к центру мачты ветроуказателя и на очень большом расстоянии от него. Люстра должна иметь "рога", равные 1/2 длины ветроуказателя, и горизонтальное расположение прожекторов или менее 1/2 длины и расположение прожекторов немного отклоненными от горизонта вовне. Задача "люстры" - подсвечивать ветроуказатель, не ослепляя при этом пилота. Маленький выходной диаметр тканевого конуса. Обычно этот диаметр равен 1/2 от входного диаметра. Ветроуказатель не окрашен и имеет следы коррозии, которые вытираются тканью ветроуказателя. |
Полное непонимание работы освещения! Прожекторы будут слепить пилотов, и при этом не будут освещать ветроуказатель. Кроме размеров "рогов" люстры нужно учитывать расстояние от прожекторов до тканевого ветроуказателя. Угол раскрыва луча прожекторов должен позволять осветить полностью развернутый ветроуказатель в любом его положении по азимуту. Под тканевым ветроуказателем препятствие в виде огня, за которое он будет зацепляться. |
Освещение ветроуказателя снизу. Неправильное понимание принципов подсветки. При наблюдении ветроуказателя сверху пилотом ткань ветроуказателя подсвечивается снизу и пилот получает максимальное ослепление прожекторами. Реализация довольно проста, но неправильна.
Подсветка ветроуказателя изнутри. Второй из традиционных способов подсветки. Встречается в двух вариантах - вращающаяся лампа, требующая передачи электропитания на вращающуюся платформу токосъемниками, или не вращающаяся лампа с вращающимся отражателем (встречается в морском варианте исполнения). Использование токосъемников делает конструкцию менее надежной. Подсветка осуществляется большей мощностью, чем при подсветке сверху для просвечивания ткани. Важна светопроницаемость ткани. Ночью виден только светящийся в темноте конус без подложки, что существенно затрудняет правильное определение его положения в пространстве. Подсветка люстрой сверху является предпочтительной в общем случае.
Ветроуказатель с не вращающейся лампой внутри. Корзина вращается вокруг статично расположенной лампы. Кольцо крепления вынесено за ось вращения вперёд (неправильно), но хорошо компенсируется полноразмерной корзиной.
Опрокидывающаяся мачта для замены тканевого конуса. На фото очень продуманная и простая в исполнении система опрокидывания, имеющая хорошую базу для опоры и противовес для компенсации веса опускаемой мачты. Без хитрых лебедок. Отличное решение для армии, например, где механизмы должны быть безотказны и работать максимально долго. Люстра подсветки конуса выглядит довольно гармонично по размеру и удалению прожекторов от конуса.
Интересное техническое решение замены тканевого конуса. Просто, как сменить флаг. Система роликов, тросик с грузом и вуаля, конус опускается и поднимается одним движением, не затрагивая мачту. Просто потяни веревочку :)
Ошибки
Невозможность правильного определения направления сверху относительно мачты. Мачта располагается нестандартно и это может ввести в заблуждение пилота. При этом, установка подсветки конуса сверху не представляет технической сложности.
Ещё одно техническое решение. Поворотный поводок + три тросика, фиксирующие положение кольца ветроуказателя, и муфта вращения, соединяющая поводок и тросики. Всё сделано из подручных материалов, но выглядит очень достойно. Поворотный поводок частично заменяет корзину, облегчая вращение конуса вокруг оси и защищая от наматывания на мачту.
Тросы растяжек ветроуказателя очень плохо видны. Иногда случаются наезды техники на них при покосе травы или снегоуборке. Хорошим тоном является их маркировка флажками или иными контрастными метками.
Размещение ветроуказателей на объектах, крышах зданий и конструкциях. При таком размещении конструкция крепления ветроуказателя практически всегда будет индивидуальной. Нет стандартных решений, которые одинаково хорошо подойдут Вам. Будьте предельно осторожны, размещая объект на высоте. Ветроуказатель имеет парусность и представляет собой высокую вертикальную конструкцию, которая требует хороших усилий для надежного удержания. При разрушении конструкции во время ураганного ветра его детали полетят вниз.
Правильное расположение ветроуказателя на аэродроме. Не видел практически нигде такой разметки под ветроуказателями на аэродромах АОН. По ФАП-140 это не требуется, а для больших аэродромов установка выглядит так. Белый круг позволяет пилотам получить правильное восприятие положения конуса ветроуказателя относительно земли в ночное время.
Размещение ветроуказателя в непосредственной близости от посадочной площадки. В большинстве случаев ветроуказатель будет сохранять свою устойчивость при размещении рядом с ВПП, но следует иметь ввиду, что он является препятствием со значительной высотой и должен быть размещен за пределами зоны безопасности и не на траектории захода ВС на посадку и взлета. Что бывает, при неправильном размещении ветроуказателя читайте в следующей статье.