Это статья цикла Gate 7 про полет самолета — от подготовки к взлету до движения на крейсерском эшелоне и посадки в аэропорту прибытия.
Ветер
Ветер может быть как другом, так и источником проблем. Например, встречный ветер помогает самолетам при взлете и посадке. Набегающий поток воздуха увеличивает скорость обтекания крыла, благодаря чему подъемная сила начинает работать быстрее. Двигателю он позволяет эффективнее создавать тягу, так как лопасти могут захватить больше воздуха в единицу времени. Как это происходит, мы подробно написали в статье «Как взлетает самолет».
Зато на больших высотах
Во время взлета и посадки пилоты контролируют возможное наличие сдвига ветра. Это ситуация, когда ветер резко меняет скорость и направление. Атмосфера устроена слоями: на разных высотах воздушные потоки могут дуть в разные стороны. Внезапный переход от встречного ветра к попутному может вызвать потерю скорости самолета и подъемной силы крыла. Поэтому современные пассажирские лайнеры оборудованы двумя системами, которые работают независимо друг от друга и предсказывают сдвиг ветра:
- Система заблаговременного предупреждения о сдвиге ветра (PWS, Predictive Wind Shear Alert) сканирует воздушное пространство впереди по курсу и предупреждает пилотов за несколько километров до входа в опасную зону. Радар оценивает движение воздушных масс по взвешенным в воздухе каплям влаги: если воздух сухой, такая система может не увидеть сдвиг ветра.
- Сигнализация о попадании в сдвиг ветра (RWS, Reactive Wind Shear Alert) анализирует текущее состояние полета. Если самолет уже вошел в зону сдвига ветра, система подает сигнал, и пилоты выполняют специальный маневр для немедленного выхода из нее.
Ветер редко дует точно вдоль взлетно-посадочной полосы (ВПП). Чаще это происходит под углом, и тогда его направление можно разложить на две составляющие: встречную (или попутную) и боковую. Боковая составляющая ветра — это та часть его силы, которая дует перпендикулярно взлетно-посадочной полосе. Для каждого типа самолета есть ограничения по максимальной скорости бокового ветра, при которой он не может взлетать и садиться.
Чем полоса более скользкая, тем строже ограничения по боковой составляющей ветра. Если на сухом бетоне самолет Embraer 170 может взлетать и садиться при боковом ветре до 19 м/с (это очень сильный ветер), то на мокрой или обледенелой полосе этот порог падает до 6 м/с. У других типов воздушных судов ограничения примерно такие же.
Температура воздуха и давление
Чем выше температура воздуха, тем менее плотным он становится. В жару двигателям сложнее создавать тягу, потому что через них проходит меньше воздуха и, соответственно, меньше кислорода для сгорания топлива. Одновременно падает подъемная сила крыла: оно как бы «опирается» на «жидкий» воздух. В результате самолет разгоняется дольше и длина разбега по полосе увеличивается.
Поэтому в жарких странах взлетно-посадочные полосы делают длиннее — порядка 4 км. Но длина полосы зависит не только от климата, но и от того, какие самолеты на нее приземляются.
Например, в аэропорту Толмачёво в Новосибирске две ВПП, длина каждой из них — 3,6 км. Аэропорт принимает тяжелые воздушные суда, к тому же летом температура воздуха здесь поднимается
Влияние атмосферного давления аналогично температуре: при низком давлении воздух разрежен, при высоком — более плотный, что облегчает взлет и посадку.
Гроза
Внутри грозового облака может быть турбулентность, град и сильная электрическая активность. Хоть сам по себе удар молнии не страшен для самолета, взлет и посадка в грозу запрещены. Если фронт приближается к аэродрому, то вылеты приостанавливаются, а самолеты, находящиеся в воздухе, уходят на запасные аэродромы или ожидают улучшения погоды.
Грозовые облака могут достигать высоты
Во время полета мы внимательно следим за грозовой активностью на метеорадаре. Грозы отображаются как яркие «засветки». Для нас любая такая «засветка» на траектории нашего полета означает, что нужно ее обходить. С диспетчером мы согласовываем возможность обхода либо стороной, либо если есть возможность, то проходим над засветкой сверху.
При этом попадание молнии в самолет во время полета неопасно: конструкция лайнера спроектирована так, чтобы выдерживать разряды и отводить ток обратно в атмосферу через разрядные элементы, установленные на самолете.
Туман
Туман критически снижает видимость. А это один из ключевых факторов, которые влияют на взлет и посадку. Самолет движется с высокой скоростью, и пилоту нужно видеть взлетно-посадочную полосу, огни приближения и ориентиры для безопасного управления. Автопилот может посадить самолет в условиях тумана, но для этого в аэропорту должны быть соответствующие системы, а у пилота и воздушного судна — допуски. Почему одни самолеты могут сесть в туман, а другие уходят на запасной аэродром, мы подробно писали в главе про погодный минимум.
Категории точных заходов на посадку в зависимости от погодных условий разделены на три группы. Первая категория — это видимость 550 м и более, вторая — 300 м и более, третья — вплоть до нулевой видимости. Пилоты обязаны владеть допусками для выполнения заходов по одной из этих категорий.
В новосибирском аэропорту Толмачёво есть две независимые ВПП, одна из них оборудована для приема самолетов по минимуму второй категории — при туманах с видимостью не ниже 400 м. Это дает аэропорту преимущество перед другими аэродромами региона, особенно весной и осенью.
Осадки
Так как во время тумана из-за сильных осадков и низкой облачности ухудшается видимость, пилотам становится сложнее ориентироваться в пространстве. На такие случаи в авиации существуют строгие протоколы принятия решений.
В сильный ливень рулежные дорожки и взлетно-посадочные полосы становятся более скользкими, сцепление колес с покрытием ухудшается, что увеличивает тормозной путь. В таких условиях наземные службы аэропорта контролируют работу дренажных систем, чтобы на полосе не скапливалась вода.
Кроме того, снег, ледяной дождь или морось при околонулевой температуре могут привести к обледенению крыла, оперения и двигателей. В этом случае перед вылетом самолет обязательно проходит противообледенительную обработку. После этой процедуры лайнер может безопасно подняться в небо.
