температура

Нещодавно, в одному зі своїх твітів, я згадав тему "гарячих і високих" аеропортів, і деякі цікаві люди, з розумною оцінкою, поставили мені кілька питань, на які я спробую відповісти одночасно з цією статтею. Цей термін невідомий багатьом людям, які регулярно подорожують на літаках, і навіть багатьом спортивним або надлегким пілотам, які не знають про обмеження високих літніх температур у північній півкулі або півдні південної півкулі.

Висота щільності (DA).

Збережемо замовлення. Для того, щоб добре зрозуміти “Hot & High”, ми повинні добре пояснити, що таке висота щільності як основна опора статті. Ми повинні врахувати цей фактор, який непомітно і з великим впливом впливає на експлуатаційні характеристики літака. Мабуть, найважливіший фактор з усіх, що впливають на прихід високих температур.

Літак використовує аеродинамічні засоби для створення підйому, такого як крило або його стабілізатори, як вертикальний, так і горизонтальний, а середовищем, в якому він здійснюється, є повітря. Крім того, двигуни використовують повітря для згоряння або тяги, якщо говорити про гвинти.

Повітря вважається рідиною, яка при підвищенні температури молекули, що його складають, розсіюються (щільність повітря зменшується). Якби, навпаки, його температура знижувалась, молекули займали б менше місця, ніж одна від одної, зменшуючи об’єм, який вони займають (щільність повітря збільшується). Це відомо як щільність повітря.

Згідно з Міжнародною стандартною атмосферою (ISA), температура на рівні моря встановлюється на рівні 15 ° C, і, коли ми піднімаємося на 300 метрів в атмосфері, вона повинна опускатися на 2 ° C. Тому, з попередніх міркувань, ми могли б сказати, що при піднятися на 300 м. від рівня моря, якщо температура становить 20 ° C, ми виявимо, що щільність повітря менше, ніж ми повинні мати. Тобто температура на 7 ° C вище, ніж ISA (ISA + 7).

Якщо ми одночасно беремо в атмосферу два параметри температури та щільність повітря, то щільність повітря зменшується, незважаючи на зниження температури, коли ми піднімаємось. Це пов’язано з тим, що тиск повітря зменшується більшою часткою, ніж температура.

З огляду на це, що таке висота щільності? Ну, це висота, щільність повітря якої відповідала б щільності, встановленій в атмосфері ISA. Тобто, якщо ми знаходимося в Мадриді, висота якого становить 2000 футів. (600 м.), Якби його температура становила 11º C, ми сказали б, що висота його щільності, віднині DA, становить 2000 футів. Якби навпаки, температура становила 17 ° C, коли ми знаходимося на рівні ISA + 6, щільність повітря відповідала б, як би ми, не на 2000 футах, а на 3000 футах. Тобто на висоті 2000 футів DA буде дорівнювати 3000 футів. Який вплив це має на наш літак?

Вплив висоти густини.

Як ми бачили, щільність повітря зменшується, коли ми піднімаємося через атмосферу. Низька щільність повітря має прямий вплив на підйом. Якщо крило має певну площу поверхні для створення підйому, збільшення висоти його щільності (DA) означатиме, що створений підйом буде еквівалентний крилу з меншою площею поверхні. Тобто для створення підйомної сили літак коштував би набагато дорожче.

Останнє має дуже важливий ефект. При збільшенні підйомної сили пілот повинен підняти ніс літака, це кут атаки. При піднятті кут атаки наближався ще до максимально допустимої швидкості. Крім того, у міру зменшення щільності повітря, коли густина повітря зменшується, кут атаки, з якого воно зупиниться, буде зменшено, тому на запас над ним істотно впливає.

Це впливає на роботу управління польотом. Реакція літака нижча і вимагає від пілота більше відхилення елементів управління для досягнення бажаного ефекту. Крім того, це вимагає більших очікувань через несвоєчасну реакцію органів управління, особливо під час посадки, що в деяких випадках призводить до непотрібного "надмірного командування". Хоча цей ефект не є значним у малих літаках, він є значним у великих літаках.

В іншому порядку речей, якщо ми знаходимося в гвинтовій площині, це призведе до меншої тяги, оскільки повітря має меншу щільність. Якщо двигун не компенсує втрату щільності повітря, потужність, яку він видаватиме, буде меншою, ніж у щільнішій атмосфері повітря. Крім того, при високій температурі навколишнього середовища, щоб двигун міг розвивати необхідну потужність, вони працюють при температурах, дуже близьких до максимальних, тому їх деградація збільшується.

В результаті цього збільшення висоти щільності ми виявили, що нашому літаку знадобиться більша довжина злітно-посадкової смуги для зльоту та підйому з меншим нахилом, що матиме наслідки для подолання перешкод на шляху зльоту. Ми могли б зробити еквівалентність того, що для даної злітно-посадкової смуги в умовах збільшення висоти щільності це як би ми вкоротили нашу злітно-посадкову смугу або гіпотетично підійшли до перешкоди, щоб очиститись після зльоту.

У круїзі комерційні літаки експлуатуються на високих рівнях, що перевищують висоту понад 35000 футів. Ці рівні є оптимальними з точки зору гарантій можливості зменшити споживання палива, щоб збільшити його діапазон, запропонувати більш високі швидкості та більший комфорт для пасажирів. Однак політ на цих рівнях означає, що, як ми вже бачили раніше, літаки літають з невеликими запасами на стійлі. Підвищення температури вище ISA може зменшити цей запас, отже, вимагаючи від пілота звернути увагу на його розвиток під час польоту, особливо при проходженні над екваторіальною зоною, де температури зазвичай на 10ºC вище, ніж ISA, іноді змушуючи спускатися, щоб підтримувати рівень безпеки з відповідними запасами.

Столи ... найкращий інструмент пілота.

Перед кожним польотом пілоти проводять дослідження дій нашого літака, щоб перевірити, чи відповідають поточні атмосферні умови та очікувані на момент зльоту, круїзу та посадки відповідні межі безпеки. У загальноприйнятому жаргоні ми називаємо вистави літаків. І для цього ми використовуємо відомі таблиці продуктивності. Сьогодні більшість з них електронні.

У них ми вводимо атмосферні дані: температуру, атмосферний тиск і вітер. Крім того, ми перевіряємо доступну довжину колії та її стан. Суха доріжка - це не те саме, що мокра доріжка, бруд чи сніг. Крім того, використання систем, які можуть вплинути на зменшення тяги двигуна, таких як використання систем проти ожеледиці або кондиціонування повітря, повинно бути належним чином враховане та яка потужність ми маємо використовувати для зльоту. Все це дозволяє нам знати наш ступінь підйому в найбільш консервативних можливих умовах, беручи до уваги несправність одного з двигунів або скільки колії нам залишилось би загальмувати, якщо б нам довелося здійснити перерву на зліт. Крім того, це дозволяє нам знати, за цих умов, яку конфігурацію стулки ми повинні вибрати, щоб подолати перешкоди, які існують під час нашого початкового підйому.

Дуже важливим фактором, про який не згадувалось у попередньому пункті, є вага. Важливо знати, скільки є максимальною вагою, яку ми можемо мати під час зльоту. Погіршення атмосферних умов або стану злітно-посадкової смуги може змусити нас зменшити максимальну вагу, з якою ми можемо злетіти. Це означає, що вантаж слід залишати на суші.

У моїх рекомендаціях щодо легкої авіації загального користування, і після багатьох років її практикування, дуже важливо чітко усвідомлювати, що не завжди є можливість злітати двох пілотів, трохи багажу та паливних баків, заповнених доверху. У багатьох випадках, якщо для виконання певного етапу польоту необхідне паливо, подумайте про пошук аеродрому, де зупинитись, щоб заправити в дорозі, спробуйте злетіти в ранні години, де температура все ще досить низька, або найбезпечніший з усіх: Не злітати. Іноді зручно перевірити в таблицях продуктивності, чи можливо злетіти з деяким хвостовим вітром у напрямку району без перешкод, ніж злітати до перешкоди, яку ви не знаєте, чи зможете ви очистити безпечно, навіть якщо у вас вітер в обличчя під час зльоту. Не підтримувати жодної можливості зручно для того, щоб підтримувати безпеку. Підказки, як правило, не односторонні.

Гарячі та високі аеропорти.

Пояснивши, як висота щільності впливає на повітряні операції, ми спробуємо зосередитись на аеропортах, які ми називаємо "гарячими та високими".

Чи є щось гірше для висоти над щільністю, ніж висока температура навколишнього середовища? Дійсно, окрім високих температур, він має високу висоту ... Це в основному відбувається в багатьох аеропортах Центральної та Південної Америки. Кіто, Мексика, Богота, Медельїн - типові приклади висот, що становлять близько 5000, 7000 або 8000 футів, які разом з температурами близько 25-30 градусів легко досягають щільності 10 000 футів висоти.

Однак, якщо ми проаналізуємо таблиці висот щільності, то також Мадрид (Іспанія), висота якого становить 2000 футів при температурі близько 40 ° С влітку, може зробити так, щоб висота щільності сягала 5500 або 6000 футів DA.

Значне підвищення температури плюс певне піднесення аеропорту може зробити роботу аеропорту делікатною, що вимагає певної уваги при розрахунках продуктивності.

На додаток до вищезазначених ефектів, ми додамо ще деякі, що в цих аеропортах особливо значущі.

Пілоти мають в кабіні пілота аеродинамічні індикатори швидкості, які використовуються пілотом для польоту літака. Однак вони не є тим, що літак насправді несе над землею. Ця остання швидкість зростає із зростанням. Тобто для тієї самої швидкості, зазначеної на приладі пілота, швидкість по відношенню до землі буде вищою для аеропорту з висотою, ніж для аеропорту на рівні моря, де вказана швидкість буде збігатися з наземною.

Це приносить із собою, оскільки за відсутності вітру швидкість відносно землі може становити близько 20 кт. вище зазначеного. Якщо ми підрахуємо математику, ми можемо здійснити посадку в аеропорту Мексики приблизно на 175 кт наземної швидкості із зазначеною швидкістю 155 кт…. дуже швидко! Наслідки? Перша легко підлягає франшизі. Зупинити масу близько 160 тонн на 175 кт - це не те саме, що зупинити її на 155 кт. Нам потрібна довша колія та належне гальмування.

Гальма літака, незважаючи на автоматичне гальмування, дуже делікатні. Ми повинні розрахувати, який тип гальмування ми будемо використовувати, щоб уникнути надмірного перегріву гальма. Техніка, як ручна, так і автоматична, повинна бути обережною. Нормально перевищувати 400 або 500 ° C на посадці з подібними характеристиками. Зазвичай для обслуговування вентилятора потрібно відводити тепло від гальмівних дисків.

Для зльоту, де швидкість, як правило, вища за швидкість посадки через значно більшу вагу, швидкість обертання (швидкість, з якою пілот керує органами управління, щоб піднятися в повітря) є дуже високою. Настільки висока, що часто обмежується максимальною швидкістю, з якою колеса можуть обертатися перед відчепленням. Близько 204 кт. в кращому випадку. У цьому типі аеропортів з висотою існує велика різниця, добре помітна, між моментом, коли пілот починає обертання, літак починає піднімати ніс злітно-посадкової смуги, і моментом, коли головний поїзд нарешті злітає. підлога (підйомний). У той проміжок часу між обертанням і підйомом колеса постійно обертаються на землі, легко досягаючи 190 кт. Затримка обертання може спричинити ризик зламати колесо через перевищення швидкості ... Знову ж пілот повинен здійснити обертання з відповідною швидкістю та часом.

Ще однією додатковою проблемою в таких типах аеропортів є перешкоди. На додаток до всього, що обговорювалося дотепер, це те, що більшість цих аеропортів розташовані не на широких рівнинах. Тому підходи повинні бути добре сплановані на не надто високих швидкостях, тому ми повинні використовувати заслінки з великої висоти, щоб підвести літак "утримуваним на поводах" і уникнути виходу з-під контролю ... Є висота обмеження, з якого ми можемо почати використовувати заслінки, як правило, від 19 000 до 20 000 футів, залежно від моделі літака. При посадці в аеропорту з вищезазначеними ускладненнями, зазвичай використовують першу точку заслінки/планки, близьку до 17000 футів, в деяких випадках, щоб мати можливість дотримуватися обмежень швидкості для літаків A340, B777 або B747. Знову ж таки, близько до вашого обмеження.

Наближення до високого аеропорту приносить ще одне ускладнення. На випадок, якщо якісь бракували ... Враховуючи високі швидкості відносно землі, намагання підтримувати постійний шлях спуску приблизно 3º, що є загальним шляхом, змушує вирішити просту тригонометричну задачу: яка швидкість спуску що ми будемо нести перед посадкою? Коли зазвичай для 3-градусного підходу швидкість спуску зазвичай становить близько 750 - 800 футів на хвилину, при цьому типі підходу вона дуже близька до 1000 - 1100 футів на хвилину. Можливо, ці дані вам нічого не говорять. Але що, якби я сказав вам, що максимальна швидкість спуску перед тим, як виконувати двигун і в повітрі, становить 1200 футів на хвилину? Тобто запас складає лише 100 футів на хвилину. Знову ж таки, виправлення, які вимагаються від пілота під час остаточного заходу, повинні бути зроблені дуже плавно і з великим очікуванням, і тим більше під час посадки, як ми вже згадували раніше.

Як ви бачите, що ця авіація має багато особливостей, які я впродовж своєї кар’єри виявляю і я так чи інакше намагаюся сказати вам найкраще, що можу. Тим часом у своєму акаунті в Twitter @Daniel_Jambrina я публікую фотографії та коментарі.