Посадка при попутном ветре
Обновлено: 08.07.2024
Рейс Москва — Новосибирск длится в среднем три часа, а Новосибирск — Москва — четыре с лишним. Расстояние между городами не меняется, маршрут один и тот же. Но разница между полётами с запада на восток и наоборот достигает от получаса до нескольких часов.
Направление ветра
Плыть против течения сложнее, чем по нему. Идти, когда ветер дует прямо в лицо, тоже не так-то просто. Так и с самолётами: попутный ветер подгоняет, встречный — тормозит.
Путевая скорость самолёта зависит от направления ветра. Чаще всего он дует с запада на восток, поэтому такие полёты с попутным ветром короче, чем с востока на запад против направления ветра. К такому выводу пришли учёные из Вудсхольского института океанографии и Висконсинского университета в Мэдисоне. Их исследование опубликовано в журнале Nature Climate Change.
Основным фактором, влияющим на продолжительность полёта, является циркуляция верхних слоёв атмосферы.
Воздушные коридоры и время ожидания
Воздушный коридор — своеобразная трасса в воздухе, по которой пролегает маршрут самолёта. Но пути туда и обратно не совпадают, поэтому время отличается.
Также дорога обратно занимает больше времени, потому что взлетает самолёт быстро, а вот при посадке чаще всего задерживается в так называемой очереди из других воздушных судов. Если самолётов в районе аэропорта много, то сесть всем сразу не получится. Приходится ждать: уходить на второй круг или по просьбе диспетчера снижать скорость перед подлётом. Перечисленные факторы задерживают самолёт в пути.
Вращение Земли и сила Кориолиса
Земля — неинерциальная (вращающаяся) система отсчёта. В этой системе действуют особые силы. Одна из них — сила Кориолиса.
Эта сила влияет на все тела, движущиеся с ненулевой скоростью. Она отклоняет поток воздуха в сторону: в Северном полушарии на восток, в Южном — на запад. И из-за неинерциальной силы вес самолёта меняется в зависимости от направления маршрута. При движении с запада на восток самолёт становится легче и тратит меньше тяги на создание подъёмной силы, чем самолёт, летящий в обратном направлении. И чем меньше вес самолёта, тем выше скорость он может развить и быстрее преодолеть расстояние.
Многие задаются вопросом: при какой скорости ветра не летают самолеты? Действительно, есть определенные ограничения по скорости. По сравнению со скоростью движения воздушного судна, которая достигает 250 м/c, даже сильный ветер со скоростью 20 м/c не помешает самолету во время полета. Однако боковой ветер может помешать авиалайнеру, когда тот перемещается с меньшей скоростью, а именно в момент взлета или посадки. Поэтому при таких условиях не взлетают самолеты. Воздушные потоки влияют на скорость воздушного судна, направление движения, а также на длину пробега и разбега. В атмосфере эти потоки присутствуют на всех высотах. Такое движение воздуха по отношению к летящему авиалайнеру представляет собой переносное движение. Если дует сильный ветер, направление движения авиалайнера по отношению к земле не совпадает с продольной осью воздушного судна. Сильные воздушные потоки могут сносить самолет с курса.
Авиалайнеры всегда совершают посадку и взлет против направления ветра. В случае взлета или посадки при попутном ветре длина разбега и пробега значительно увеличивается. При взлете или посадке авиалайнер проникает в нижний слой атмосферы так быстро, что летчик не успевает отреагировать на изменение ветра. Если он не будет знать о резком усилении или, наоборот, ослаблении воздушных потоков в нижних слоях атмосферы, это чревато авиакатастрофой.
Во время взлета, когда авиалайнер набирает высоту, он попадает в зону сильного встречного ветра. С набором высоты увеличивается подъемная сила воздушного судна. Причем увеличение происходит быстрее, чем это может проконтролировать летчик. Траектория полета при этом может оказаться выше расчетной. Если наблюдается резкое усиление ветра, это может стать причиной того, что авиалайнер попадет на закритический угол атаки. Это может привести к срыву воздушного потока и столкновению с поверхностью земли.
Кто устанавливает ограничения и какие они?
Как правило, допустимая максимальная сила ветра определяется для каждого самолета индивидуально в зависимости от специфики его конкретных характеристик и технических возможностей. Устанавливает максимальную скорость ветра, при которой можно осуществлять взлет или посадку, производитель авиалайнера. Точнее, производитель устанавливает две максимальные скорости: попутную и боковую. Попутная скорость для большинства современных авиалайнеров одинакова. При взлете и посадке попутная скорость не должна превышать 5 м/с. Что касается боковой скорости, то для каждого авиалайнера она различна:
- для самолетов ТУ-154 – 17 м/с;
- для АН-24 – 12 м/с;
- для ТУ-134 – 20 м/с.
В среднем для авиалайнеров устанавливается максимальная боковая скорость 17 м/с. При большей скорости подавляющее большинство самолетов не взлетают. Если в зоне прилета наблюдается резкое усиление ветра, скорость которого превышает допустимые показатели, самолеты не садятся в этом аэропорту, а совершают аварийную посадку на другой ВПП, где условия позволяют авиалайнеру безопасно приземлиться.
Отвечая на вопрос, при каком ветре не летают самолеты, можно с уверенностью сказать, что при скорости более 20 м/c, если ветер дует перпендикулярно ВПП, взлет не может быть осуществлен. Такой сильный ветер связан с прохождением мощных циклонов. Ниже вы можете посмотреть видео посадки самолета при сильном боковом ветре, чтобы увидеть, насколько это сложно сделать даже профессиональному опытному летчику с большим стажем. Особую опасность в данном случае представляет порывистый ветер в нижних слоях атмосферы. Он может начать дуть в самый неподходящий момент, образовав большой крен, который представляет огромную опасность для самолета.
Что касается проблемы сильного попутного ветра, она легко решается сменой рабочего порога взлетно-посадочной полосы. Однако такая возможность есть не у каждого аэровокзала. Например, Сочи и Геленджик лишены такой возможности. Если сильный ветер дует в сторону моря, посадка может быть осуществлена, а вот взлет при таких условиях небезопасный. То есть посадка самолета при сильном ветре возможна, но далеко не во всех случаях.
Состояние ВПП
Как принимают решение на взлет?
Такое решение должен принимать командир авиалайнера. Для этого прежде всего он должен ознакомиться с метеорологическими данными по аэроузлам вылета, посадки и запасным аэропортам. Для этого используются прогнозы METAR и TAF. Первый прогноз выпускается для всех аэропортов каждые полчаса. Второй предоставляется каждые 3—6 часов. В таких прогнозах отражается вся значимая информация, которая может оказать влияние на решение о взлете или отмене рейса. В частности, в таких прогнозах есть данные о скорости ветра и ее изменениях.
Для принятия решения все рейсы условно делятся на 2-часовые и более продолжительные. Если перелет длится менее двух часов, для взлета достаточно, чтобы фактическая погода была приемлемой (выше установленного минимума). Если полет более продолжительный, обязательно дополнительно учитывается прогноз TAF. Если в пункте назначения погодные условия не позволяют осуществить посадку, в некоторых случаях, решение о взлете может быть положительным. Например, если погодные условия в пункте назначения ниже минимума, однако, в непосредственной близости имеются два аэродрома с оптимальными погодными условиями. Но положительное решение и в этих случаях практически никогда не принимают, учитывая опасность такого полета.
Почему самолеты летают не по прямой, а по дуге? Как сократить маршрут?
Ведь все же знают: против течения плыть сложнее, а уж когда зимой холодный воздух дует прямо в лицо, идти совершенно невозможно… В авиации все наоборот. Полоса и направление взлета и посадки выбираются всегда так, чтобы максимально избежать попутного ветра. Пусть он дует сбоку или спереди, но только, пожалуйста, не сзади. Почему так? Все просто. Самолет двигается относительно воздуха, и если ветер дует ниже спины, то для достижения нужной скорости для появления подъемной силы придется слишком сильно разогнаться относительно земли. То же самое и при посадке — и в том, и в другом случае пробег по земле будет больше, сильнее будут изнашиваться шины, а если скорость окажется слишком велика, то можно и с полосы выкатиться: вам просто не хватит ее длины.
Попробовать поучаствовать в таком аттракционе можно в Сочи, Тивате и ряде других аэропортов, где взлетать и садиться можно только с одной стороны (с другой мешают горы): там часто приходится делать это при попутном ветре, а если он слишком сильный, то есть шанс прокатиться до запасного аэродрома.
В каждом аэропорту есть своя схема захода и выхода, причем для каждого из взлетных и посадочных курсов она своя. Как правило, погода и рабочая полоса известны уже перед вылетом, поэтому пилоты знают, к какой точке нужно подойти для правильного захода.
Именно с полушариями связан и эффект дуги: когда вы в самолете на экране монитора видите маршрут полета, он кажется дугообразным потому, что земля круглая, а проекция карты — плоская: ведь на самом деле ближе к полюсам меридианы сходятся, в то время как на карте это не так. Если вы полетите где-то в районе Экватора, там искажения будут минимальны и линия окажется прямой.
В авиации посадка при боковом ветре - это набор маневров, выполняемых на этапе посадки, когда направление ветра на уровне земли отличается от направления осевой линии взлетно-посадочной полосы. Величина бокового ветра равна составляющей ветра, перпендикулярной оси взлетно-посадочной полосы .
В общем случае самолет должен иметь возможность приземлиться с составляющей ветра, перпендикулярной взлетно-посадочной полосе, значение которой равно 0,2 × V сваливания для получения сертификата.
Скорость захода на посадку должна быть увеличена, чтобы ограничить влияние порывов на траекторию (увеличение количества движения самолета) и уменьшить риск разрушения подъемной силы из-за внезапных колебаний составляющей встречного ветра.
Резюме
Природа проблемы
Техническое решение состоит в том, чтобы сделать шасси ориентируемым, как на Blériot XI или, в последнее время, на B-52, но это тяжелое и дорогое решение, которое не имеет широкого распространения.
Геометрическим решением было бы выполнить заход на посадку по траектории, не совпадающей с осью взлетно-посадочной полосы. Он мог развиваться, по крайней мере, для наиболее эффективных самолетов, с развитием систем помощи при посадке.
Наиболее часто используемое решение - увеличить количество дорожек. Основная взлетно-посадочная полоса ориентирована в направлении преобладающих ветров, и к ней добавляются одна или две взлетно-посадочные полосы, образуя углы между ними 90 ° или 60 °. Обратите внимание, что максимально допустимый боковой ветер, допустимый для сертификации, зависит от скорости сваливания. В результате для транспортных самолетов, посадочная скорость которых составляет порядка 250 км / ч, может быть допущена перпендикулярная составляющая порядка 40 км / ч , когда легкий самолет, совершающий посадку со скоростью порядка 80 км / ч не может допускать компоненты, превышающие 15 км / ч . Поэтому крупные аэропорты, которые принимают только коммерческий трафик, часто будут иметь взлетно-посадочные полосы с одной ориентацией (число зависит от плотности движения, а не от риска бокового ветра), тогда как старые аэропорты и аэродромы, которые получили или используют более медленные устройства, будут иметь несколько -ориентация треков.
Методы
Компания Boeing рекомендует следующие приемы посадки при боковом ветре. Эти методы предполагают, что ветер постоянный (без порывов). Эти ветры измеряются на высоте 10 метров для взлетно-посадочной полосы шириной 45 метров. Обычно для выполнения приземления при боковом ветре используются три техники: устранение краба, краб и боковое скольжение.
Читайте также: