Автор книги: Патрик Смит
Жанр: Зарубежная публицистика, Публицистика
Возрастные ограничения: +12
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 8 (всего у книги 26 страниц) [доступный отрывок для чтения: 9 страниц]
Почему самолеты совершают вылеты и посадки против ветра?
В авиации существует два типа скорости: скорость относительно воздуха (воздушная скорость) и скорость относительно земли (путевая скорость). Первая из них обеспечивает полет – набегающий поток создает подъемную силу и поддерживает самолет в воздухе. Помните пример из главы 1: высунуть руку из окна автомобиля так, чтобы она полетела? Так вот, двигаться со скоростью 100 километров в час не нужно, если на вас дует ветер такой силы, – воздух сделает все за вас. Ваша рука – крыло – получит воздушную скорость 100 км/ч, хотя путевая скорость будет равна нулю. Тот же принцип действует и в случае с настоящим самолетом, и основное преимущество здесь в том, что встречный ветер при взлете или посадке сокращает дистанцию, которую нужно преодолеть по взлетно-посадочной полосе.
Из-за ограничений со стороны авиадиспетчерских служб и ограничений по уровню шума полет против ветра не всегда возможен, и иногда вы сталкиваетесь с боковым или попутным ветром. Последний помогает во время крейсерского полета, но не при взлете или приземлении. При разгоне по взлетно-посадочной полосе самолет будет подталкиваться попутным ветром, в результате чего увеличится путевая скорость и будет расходоваться полезная длина полосы. Вместе с тем при этом отсутствует польза для фактической скорости полета – воздушной. Именно поэтому разрешенные значения величины попутного ветра при взлете и посадке обычно очень небольшие – всего около 20 км/ч.
Объясните, как происходит взлет и почему самолет во время начального набора высоты дергается, трясется и поворачивается, иногда под большими углами
Самолет набирает заранее заданную скорость, после чего пилоты поднимают его нос под определенным углом и начинают набор высоты. Конкретные значения параметров взлета – скорость отрыва, мощность двигателя, необходимая дистанция разбега – в каждом случае разные и рассчитываются перед полетом. Эти значения зависят не только от массы самолета, но также от температуры, ветра и прочих факторов.
По сути, взлет – более важный этап полета, чем приземление. Самолет отправляется в полет. Это переход в более неопределенное состояние, чем при посадке. Путешественники, как правило, боятся именно приземлений, хотя, если бы они знали о принципах действия подъемной силы, силы тяжести и тяги двигателя, они бы тревожились по другому поводу. Я не говорю, что вам следует беспокоиться, но уж если вы решили понервничать, то лучше делайте это во время взлета – за несколько секунд до него и в первые 20 секунд полета.
После того как самолет отрывается от земли и убирает шасси, пилоты обеспечивают полет по заданному профилю высот и скоростей. При этом они убирают закрылки – часто поэтапно, по мере повышения скорости самолета, – затем полностью, когда крен и скорость набора высоты достигнут требуемых значений по данной высоте. Шума в такие моменты может быть много: постоянные изменения мощности двигателей, повороты и регулирование тангажа. Если ситуация кажется особенно суматошной, вероятно, экипаж выполняет действия по снижению шума, заботясь о людях на земле. Для этих маневров могут понадобиться сложные профили с поворотами на малых высотах и более крутым, чем обычно, набором высоты.
Самолеты, направляющиеся на восток, могут после взлета сначала свернуть на запад. Это не значит, что пилоты не знают, куда им лететь, они просто следуют задокументированному плану вылета. В аэропортах есть десятки подобных вылетов по стандартным схемам (standard instrument departures, или SID, как мы их называем). Каждый конкретный маршрут определяется авиадиспетчерской службой в рамках получения разрешения на взлет. Например, если самолет вылетает с полосы 31L аэропорта Кеннеди, то, согласно SID, он всегда должен делать резкий левый поворот на юг – независимо от места назначения. Это делается, чтобы безопасно упорядочить, устранить любые препятствия и согласовать воздушное движение с соседними аэропортами. В конце концов самолет наберет высоту и отправится в нужном направлении, при этом выполнит ряд поворотов, постепенных ступенчатых наборов высоты и изменений скорости в первые несколько минут полета. Так же все происходит в последние несколько минут – при прибытии, только маршруты уже называются STAR (standard terminal arrival – стандартная схема движения воздушного судна в районе аэропорта перед приземлением).
А что если через секунду после взлета заглохнет двигатель?
Каждый авиалайнер сертифицирован для выполнения взлета в ситуации, когда один из его двигателей перестает работать в самый неподходящий момент. С точки зрения пассажира это именно тот момент, когда нос самолета задирается в воздух. С точки зрения пилота это момент V1, или скорость принятия решения[54]54
Наибольшая скорость разбега самолета в данных условиях, при которой в случае отказа двигателя возможно как безопасное прекращение, так и безопасное продолжение взлета. Прим. науч. ред.
[Закрыть], – скорость, при превышении которой прерывание взлета уже невозможно. Для каждого взлета V1 своя – она зависит от массы самолета, длины взлетно-посадочной полосы, ветра, температуры и конфигурации закрылков. Экипажи обучены продолжать взлет, даже если в этот момент или после него происходит серьезная неисправность, так как по действующим нормам самолеты должны быть в состоянии набрать скорость и высоту, даже когда один из двигателей полностью вышел из строя. Эта гарантия распространяется не только на всю территорию аэропорта, но также на окружающие здания, горы, антенны и т. д. Данные по каждому аэропорту, даже по каждой взлетно-посадочной полосе, рассчитываются не только чтобы обеспечить возможность полета, но и избежать любых происшествий за пределами аэропорта.
А что же насчет времени до момента V1? Разве неудавшийся взлет с полной загрузкой не гарантия того, что самолет вылетит за пределы взлетной полосы? Нет. Предварительные расчеты гарантируют две вещи перед тем, как любой гражданский реактивный самолет будет допущен к взлету. Во-первых, как мы уже знаем, лайнер должен быть в состоянии безопасно взлететь после выхода из строя одного из двигателей до достижения скорости принятия решения V1. Во-вторых, и это не менее важно, реактивный самолет должен быть в состоянии безопасно остановиться, если взлет отменяется в любой момент до достижения этой скорости. Представьте, что V1 – это переломный момент. Если случается проблема после V1, экипаж знает, что самолет полетит и ни с чем не столкнется. Если случается проблема до V1, экипаж знает, что успеет затормозить самолет. При этом учтены соответствующие ухудшения его летно-технических характеристик из-за льда, снега и любых других особенностей взлетно-посадочной полосы. Это одна из причин, по которым при использовании коротких взлетных полос на рейсах могут быть ограничения по массе. Дело не в том, что полоса не подходит для взлета, а в том, что она не подходит для случая, если взлет придется прервать.
Не хочу сказать, что ни один самолет никогда не отменял взлет и не уходил после этого юзом с полосы. Такое происходит, но очень редко. Когда сотни тонн двигаются со скоростью в сотни километров в час, ситуация иногда развивается не так, как должна, исходя из расчетов. Помогает то, что современные самолеты оборудованы чрезвычайно качественными системами торможения и управляются очень квалифицированными пилотами.
У более крупных самолетов невероятно мощные двигатели и хитрые приспособления механизации крыла (закрылки, предкрылки и прочее), которые позволяют взлетать и приземляться на сравнительно невысоких скоростях. Гигантский А380, к примеру, обладает теми же посадочными скоростями, что и гораздо менее крупный A320. Следовательно, неверно предполагать, будто более крупному самолету по определению нужен больший разгон для взлета. Это не всегда так. Не полностью загруженному 747-му может понадобиться меньшая взлетно-посадочная полоса, чем забитому до отказа 737-му, в четыре раза уступающему ему в размерах.
Когда самолет только начинает набирать высоту, тяга двигателя внезапно обрывается, и кажется, будто самолет падает. Что происходит на самом деле?
Величины тяги, используемой для взлета, всегда более чем достаточно. Поэтому примерно на высоте 300 метров в зависимости от профиля взлета она уменьшается до значения, называемого тягой набора высоты. Так снижается износ двигателей, а самолет может оставаться в рамках ограничений по скорости на небольших высотах. Он не снижает ни высоту, ни скорость – просто не очень быстро набирает высоту.
Вас это, возможно, удивит, но, несмотря на впечатляющий рев и разгон, авиалайнеры редко взлетают, используя всю возможную мощность. Максимальная тяга нужна тогда, когда того требуют условия (масса, длина полосы, погода). Однако обычно этого не делается, и используются меньшие значения. Такой режим полезнее для двигателей, а мощность по-прежнему доступна на случай, если она понадобится.
С какой скоростью движется самолет, когда он отрывается от земли? А когда приземляется?
Пришло время в очередной раз повторить самую раздражающую и самую важную фразу этой книги: бывает по-разному. Некоторые самолеты летают на более высоких скоростях, и чаще всего на это влияют следующие факторы: масса, конфигурация закрылков, ветер, температура. Иными словами, региональный самолет может взлетать на скорости 240 км/ч и приземляться на скорости 200. У Airbus или Boeing эти скорости примерно на 70 км/ч больше. У 757-го и 767-го, на которых я летаю, скорости отрыва на взлете находятся в диапазоне между 260 и 315 км/ч. Скорости приземления варьируются от 240 до 260 км/ч. Скорость приземления всегда меньше скорости взлета, да и длина полосы для приземления требуется гораздо меньшая.
Наш пилот сообщил, что мы взлетели с полосы 31 в Ла Гуардия. Как в одном аэропорту может уместиться 31 взлетно-посадочная полоса?
Никак. Дело в том, что их номера соответствуют ориентированию полосы по магнитному меридиану (по компасу). Представьте себе круг в 360 градусов, где стороны света (север, юг, восток и запад) находятся на делениях в 360, 180, 90 и 270 градусов соответственно. Чтобы понять, в каком направлении ориентирована полоса, прибавьте к ее номеру ноль. Взлетная полоса 31 ориентирована под углом в 310 градусов, на северо-запад. На противоположном конце того же отрезка будет полоса номер 13, ориентированная под углом в 130 градусов, то есть на юго-восток. Таким образом, одна полоса – это на самом деле две полосы. Если полосы расположены параллельно друг другу, им присваиваются буквенные префиксы L или R – левая (left) или правая (right). (Рулежные дорожки, если вам интересно, используют буквенные или буквенно-цифровые обозначения – A, N, KK, L3 и т. д., – которые соотносятся с авиационным фонетическим алфавитом: Alpha, November, Kilo-Kilo, Lima-3.)
У аэропорта может быть несколько взлетно-посадочных полос, расположенных относительно друг друга в соответствии с самыми разными геометрическими структурами – треугольниками, перпендикулярами, параллелями, пересекающимися линиями – или только одна полоса. Если смотреть сверху, аэропорт О`Хара в Чикаго выглядит как аэрофотоснимок плато Наска[55]55
Плато на юге Перу. Известно своими гигантскими геометрическими и фигурными узорами («линии Наски»), сохранившимися с глубокой древности. Прим. перев.
[Закрыть] – семь обособленных полос земли, на которых расположены 14 огромных взлетно-посадочных полос. Они могут быть нестандартной длины, что так же, как неодинаковые ограждения на бейсбольных стадионах, добавляет обаяния и харизмы некоторым аэропортам. Ла Гуардия и вашингтонский аэропорт Рейгана славятся своими короткими, менее удобными полосами примерно в два километра длиной. Полоса 31L аэропорта Кеннеди более чем в два раза превосходит их по размеру. Длина классической «длинной» взлетной полосы – примерно три километра.
Земляные работы, асфальтирование, установка освещения, оборудование всеми приборами для любых погодных условий при строительстве взлетно-посадочной полосы – это гораздо более серьезная задача, чем просто залить асфальт и нарисовать на нем полоски. Шестая полоса в международном аэропорту Денвера обошлась в 165 миллионов долларов.
Где самые сложные условия для взлета и посадки? Стоит ли путешественникам избегать определенных аэропортов?
Возможно, вам встречались списки «самых страшных приземлений в мире» или «самых опасных аэропортов в мире», на которые можно наткнуться, например, в интернете. К ним нужно относиться со здоровым скепсисом, потому что все гражданские аэропорты безопасны. В противном случае ни одна авиакомпания не станет совершать в них рейсы. Кое-какие аэропорты пилоты называют сложными, но это совсем другое дело. Как и в любой другой профессии, ряд задач – в данном случае некоторые взлеты и посадки – более трудоемки, чем другие, но они вполне посильны для людей, обученных их выполнять.
Сложными факторами считаются длина взлетно-посадочной полосы и окружающая местность (они встречаются либо по отдельности, либо вместе). У многих аэропортов в Андах, Гималаях или Скалистых горах сложные условия подлета и вылета из-за расположенных поблизости горных пиков. Из аэропортов, известных своими куцыми взлетно-посадочными полосами, можно назвать нью-йоркский Ла Гуардия, чикагский Мидуэй и Конгоньяс в Сан-Паулу.
Сложные условия в районе взлета и посадки могут затруднить работу пилотов, но это не значит, что их нужно бояться. То же самое относится и к коротким полосам. Как я уже писал, взлетная полоса всегда должна быть достаточно длинной, чтобы обеспечить безопасный взлет. То же самое относится к посадке. Не воображайте, что пилот сначала, глядя на взлетно-посадочную полосу, думает: «Ну, вроде все нормально», а потом наудачу жмет на тормоза. Учитывая полетный вес и погоду (включая ухудшение летно-технических характеристик из-за поверхности, ставшей скользкой вследствие льда, снега или дождя), данные должны подтверждать, что самолет может остановиться, преодолев не больше 85 % от общей длины полосы. Взлеты и посадки – это гораздо более точная наука, чем принято считать. Много говорят о том, что пилоты должны уметь оценивать обстановку и обладать хорошими навыками. Может, и так, однако при выборе момента для посадки или взлета почти нет места субъективной оценке.
Впрочем, никто не будет спорить: короткие взлетно-посадочные полосы почти не оставляют права на ошибку. Истории известны многие случаи выкатывания за пределы взлетно-посадочной полосы, некоторые из них оказались фатальными. При непогоде ситуация может выйти из-под контроля. Плохая видимость, порывистые боковые ветры, скользкая поверхность могут в совокупности привести к тому, что маневр начнет развиваться по незапланированному сценарию. Лучшее средство справиться с неуверенным заходом на посадку (пожалуй, это единственно верный способ) – прервать его. Что подводит нас к следующему вопросу…
Непосредственно перед приземлением двигатели самолета начали работать с большей мощностью, и посадка была отменена. Мы заложили вираж под крутым углом и пошли на второй заход на посадку. Многие пассажиры были напуганы. Насколько часто такое бывает? Почему это происходит?
Итак, вы пристегнули ремень и готовы к посадке. Маневр проходит гладко, погода ясная. Вы спускаетесь, спускаетесь, скоро будете на земле. Высота примерно 150 метров, уже можно разобрать надписи на билбордах, самолет вот-вот приземлится. Но затем без предупреждения начинают реветь двигатели. Самолет резко задирает нос вверх и начинает набирать высоту, издавая стоны и вздрагивая по мере того, как убираются шасси и закрылки. Земля остается внизу, лайнер закладывает резкий вираж. Вы вцепляетесь в подлокотник. Что, черт возьми, происходит? Спустя бесконечно длящееся мгновенье слышится треск громкой связи и командир корабля сообщает: «Как вы поняли, нам пришлось отменить заход на посадку и сделать еще один круг. Мы сделаем новый заход на посадку и приземлимся примерно через десять минут». Если вы летаете часто, то хотя бы раз сталкивались с подобной ситуацией. Этот маневр называется уходом на второй круг, и он занимает особенное место в списке причин для беспокойства у впечатлительных путешественников. Я читаю об этом постоянно. Ситуацию в деталях описывают напуганные пассажиры. Они спрашивают, правда ли, что их жизнь висела на волоске и они чудом избежали гибели.
На самом деле все гораздо прозаичнее: уходы на второй круг случаются часто, и в редких случаях это результат чего-то действительно опасного. Обычно все сводится к небольшим проблемам в воздушном пространстве: диспетчеры не смогли соблюсти требуемые параметры по удалению самолетов друг от друга или лайнер впереди еще не освободил взлетно-посадочную полосу. Да, положение далеко от идеала. Но нужно понимать: это не предаварийная ситуация. Вы идете на второй круг, чтобы предотвратить ее возникновение. Конечно, случаи, когда столкновения удалось избежать лишь чудом, бывают, но очень редко.
Порой выполнение такого маневра вообще не связано с состоянием воздушного движения. В некоторых случаях уход на второй круг, который также называют прерванным заходом на посадку, самолет выполняет в связи с погодными условиями. Если в ходе посадки по приборам видимость падает ниже заданного значения или экипаж не смог установить визуальный контакт со взлетно-посадочной полосой по достижении минимально допустимой высоты, самолету предписано вновь набрать высоту (за этим нередко следует изменение маршрута полета и перелет в другой аэропорт). Уход на второй круг обязательно выполняется, когда заход на посадку отклоняется от расчетного. Отклонение от траектории снижения, слишком высокая скорость снижения, сильный боковой ветер, предупреждение о сдвиге ветра – любой из этих факторов может стать причиной ухода на второй круг.
Что касается крутого или неожиданного набора высоты, то именно так выполняется любой уход на второй круг. Мешкать на маленькой высоте нельзя. Самое безопасное направление – вверх, чем быстрее, тем лучше. Резкий переход от плавного снижения к стремительному набору высоты может быть шумным и доставлять дискомфорт, однако это абсолютно естественный маневр для самолета.
Для пилотов уход на второй круг – несложная задача, но она весьма трудоемка. Первый шаг – быстрое увеличение тяги двигателей, перевод закрылков и предкрылков в промежуточное положение, создание необходимого тангажа самолета – нос должен быть поднят примерно под углом 15 градусов. Как только высота набрана, убираются шасси. Затем – закрылки и предкрылки. Далее добавляется тяга двигателей и регулируется тангаж. После выравнивания полета может появиться необходимость перепрограммировать систему управления полетом, проверить настройки автопилота, пролистать перечень контрольных проверок, проверить погодные условия – параллельно принимая инструкции от диспетчеров. Приходится много говорить, при этом выполняя одно задание за другим. Это одна из причин, по которым пилоты в течение нескольких минут могут ничего вам не сообщать.
И когда экипаж наконец к вам обратится, объяснение, скорее всего, будет кратким и, к сожалению, не всегда информативным. Нужно понимать, что пилоты и микрофоны не так уж хорошо друг с другом сочетаются (см. вопрос о информации). Когда мы избегаем использовать технический жаргон и описываем сложные ситуации упрощенно, наша речь нередко звучит и устрашающе, и забавно одновременно. Конечно, пассажирам не стоит читать лекцию о деталях ограничений в воздушном пространстве со стороны службы авиадиспетчеров или о минимальных уровнях видимости при заходе на посадку. Но такие фразы, как «Мы слишком близко подлетели к самолету впереди нас», вводят людей в заблуждение, а подчас и пугают. Вернувшись домой, пассажиры строчат электронные письма своим близким (или мне), в которых рассказывают, что чуть не погибли, в то время как пилоты, вероятнее всего, уже забыли об инциденте.
Как самолет находит посадочную полосу в непогоду? Я всегда нервничал, когда приходилось садиться в тумане
Стандартный порядок выполнения заходов на посадку в плохую погоду, используемый на протяжении десятилетий, называется системой инструментальной посадки (instrumental landing system, ILS)[56]56
В России – система инструментального захода на посадку (или КГС – курсоглиссадная система). Прим. науч. ред.
[Закрыть]. Самолет следует за двумя наводящими радиолучами (одним горизонтальным и одним вертикальным), которые излучаются антеннами на земле. Лучи сходятся, образуя своего рода электронный прицел, и самолет снижается до заданной высоты – как правило, до 60 метров над землей (иногда чуть ниже или выше). В этот момент взлетно-посадочная полоса уже должна быть видна. Технология GPS активно используется для навигации, однако ее возможности при заходе на посадку и при самой посадке пока недостаточно изучены.
Управляя воздушным движением, диспетчеры, как правило, назначают заходы по системе ILS даже в том случае, если погода хорошая. Но для случаев, когда такая посадка действительно нужна, существует три вида ILS: cat I, II и III (на жаргоне пилотов cat – это категория) – с разными требованиями по уровню видимости и оборудованию для каждого. Cat I – это стандартный вариант. Cat II и cat III – более сложные системы, с их помощью можно снижаться при нулевой видимости при условии, что взлетно-посадочная полоса оборудована, самолет и летчики оснащены соответствующими приборами, имеют необходимые допуски (разрешения), а экипаж – требуемую подготовку (такое бывает не всегда).
При вылете все происходит аналогично. Когда видимость падает до определенного уровня, взлетно-посадочная полоса и экипаж должны иметь соответствующие допуски. Для полосы речь в основном идет об освещении и разметке. Что касается экипажа, то все зависит от того, по каким минимумам он допущен к полетам. Мы в Амстердаме, видимость на полосе 36R – 50 метров. Можем вылетать? Лучше достать таблицы и уточнить.
Видимость на взлетно-посадочной полосе описывается при помощи так называемого параметра RVR (runway visual range – дальность видимости на взлетно-посадочной полосе). Этот параметр измеряется рядом светочувствительных приборов, которые выстраиваются вдоль полосы и выдают значения в футах или метрах.
Правообладателям!
Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.Читателям!
Оплатили, но не знаете что делать дальше?
