Meteorologie a lety

Níže je uveden krátký FAQ o tom, co je a není pro letadlo nebezpečné a co potřebujete vědět o počasí.

Cestující zpravidla velmi přeceňují nebezpečí různých jevů, jako jsou turbulence nebo údery blesku do křídla letadla. Nevědí ale nic o nebezpečí výboje (jako statického výboje), ke kterému dochází v důsledku tření částic vzduchu o povrch letadla. Nebo o nebezpečí nashromáždění pár tun ledu na trupu během přistání a přistání o něco rychleji, než bylo plánováno.

Protinámrazová úprava letadla před odletem

Pojďme si tedy povídat o počasí, milí paranoici.

Proč letadla létají ve velkých výškách a ne třeba 800 metrů nad zemí?

Protože čím výš jdete, tím je vzduch méně hustý. A čím nižší je hustota vzduchu, tím nižší je jeho odpor, a proto je vyžadován menší tah motoru, což přináší značné úspory. To znamená, že úkolem je vypočítat optimum, které umožní spotřebovat co nejmenší množství paliva, přičemž je třeba vzít v úvahu tři faktory:

• Aby kluzák mohl létat, stále potřebuje prostředí, na které se může spolehnout.
• Pro motory je potřeba kyslík.
• Sestup a výstup do potřebné výšky by přitom neměly být dražší než případná úspora paliva.

Díky tomu máme aktuální letové podmínky. 75 % hmoty atmosféry je pod vrstvami obsazenými osobními letadly na trase Moskva-Petrohrad, tedy přibližně 10 kilometrů. O 20 kilometrů níže bude přítomno 95 % hmoty a ve výšce 100 kilometrů 99,9 %. Ve výšce přibližně 400 kilometrů už je vidět ISS.

Co je to „kinetická teplota“

Atmosféra není jednotná a podmínky v místě, kde se letadlo nachází, přímo ovlivňují jeho let. Například kinetická teplota je charakteristika, která určuje účinek částic vzdušného plynu na nádobu v důsledku výskytu třecí síly. Délka rozjezdu, povolená výška letu a spotřeba paliva jsou velmi závislé na aktuální kinetické teplotě.

V dnešní době se k měření teploty v blízkosti země používají především bimetalové desky (kovové odporové teploměry). Pro rádiovou sondáž se používají polovodičové teploměry.

Na letišti dochází k periodickým změnám teploty (v noci chladněji než ve dne) – to je dáno výměnou tepla ve vertikální atmosféře. Neperiodické jsou spojeny s advekcí (horizontální pohyb vzdušných hmot). Obvykle je nejchladnější čas v denním rytmu před úsvitem a nejteplejší čas je kolem 15:XNUMX. V závislosti na typu povrchu se mění amplituda denních teplotních změn: například v dutinách, jako u přírodních tepelných akumulátorů, je vyšší a v horách nižší. Země se ochlazuje a ohřívá rychleji než voda. Na severu jsou důležité i odrazové vlastnosti povrchů (například led).

Obecně platí, že čím výše jdete, tím je chladněji. Jsou ale vrstvy (až 2–3 kilometry), kde vlivem atmosférických procesů teplota s rostoucí nadmořskou výškou stoupá: jedná se o takzvané inverzní zóny. Na hranici inverzní zóny může teplotní rozdíl dosáhnout 10 stupňů. Podle toho se prudce mění hustota vzduchu. Tyto vrstvy zpožďují pohyb vzduchu a pod nimi se koncentruje vodní pára a různé částice.

Co dalšího potřebujete vědět pro vzdělávací účely?

Vlhkost určuje vlhkoměr. Je to stará dobrá biotechnologie: čím více vlhkosti ve vzduchu, tím delší jsou lidské vlasy. Alternativou je psychrometr: měření teploty suchým a vlhkým teploměrem s přihlédnutím k rozdílu. Hustota vlhkého vzduchu je menší než hustota suchého vzduchu.

Vítr může být způsobeno Coriolisovou silou, tepelnými účinky. Vítr v letectví má datum expirace: otázkou je, kde bylo měření provedeno a jak dlouho lze očekávat jeho platnost. Čím silnější je vítr, tím větší je šance na změnu jeho rychlosti a menší šance na změnu směru. Na určené místo doletíte za 5-6 hodin a bude tam stále dobrý, vhodný vítr.

Cloud – shluk částic páry a ledových krystalů (sněhová vločka je velký ledový krystal). Nejčastěji začínají srážky padat z oblačnosti s teplotami od -10 do -40 stupňů. Při vyšších teplotách mrholí, při nižších bez srážek.

Mraky jsou nebezpečné kvůli snížené viditelnosti (zejména diagonální), bouřkám, hrozbě námrazy, krupobití a střihu větru. Pod mrakem je přechodová vrstva: začíná tam, kde pilot ztratí viditelnost horizontu, a končí tam, kde už není vidět zem pod letadlem. Obvykle je to od 50 do 200 metrů. Výška spodní hranice oblačnosti nad letištěm se může změnit dvakrát za 10 minut. Obvykle se měří detektorem světla.

Viditelnost

Rozlišovací schopnost oka je 1 oblouková minuta. To znamená, že přesně za této podmínky lze od sebe oddělit dva body. U objektů s úhlovými rozměry menšími než 15 minut jsou velmi důležité kontrast a jas. Atmosféra snižuje jas a kontrast se vzdáleností, takže průhlednost vzduchu je důležitá. Rozlišovací schopnost oka je považována za konstantní, ale mění se průhlednost atmosféry a mohou se přidat různé atmosférické jevy (mlha nebo déšť). To je to, co tvoří meteorologickou viditelnost. K dispozici je také indikátor RVR, neboli dráhová dohlednost: jedná se o viditelnost značení dráhy nebo jejích světel. Stejně jako u meteorologické viditelnosti to nezahrnuje věci jako materiál skla kokpitu, únava, směr světla, kapky deště na čelním skle atd.

Viditelnost může být značně snížena takovými jevy, jako je opar (částice prachu, písku a kouře), písečné bouře (písek vystoupá asi do 15 metrů), prachové bouře (zde prach vystoupá do 3 kilometrů), pískové a prachové víry (výjimečně vyšší než 90 metrů), vánice, mlha, opar a tak dále. Mimochodem, mlha může být antropogenní například v důsledku provozu tepelné elektrárny při -20 stupních pod nulou. Pilot musí pochopit vlastnosti každého z těchto jevů a mechanismy jejich vzniku a vývoje.

Pilot musí také rozumět tomu, jak je strukturováno atmosférické proudění: principy vzniku a pohybu cyklón a anticyklón, co se děje na jejich hranicích a tak dále. To vše ovlivňuje proudění vzduchu v různých měřítcích.

Starty a přistání ve srážkách (turbulentní podmínky, s rychlostí větru nad 5 m/s) jsou prováděny s rezervou na to, že se mohou zhoršit letové vlastnosti letadla.

Námrazy

Jedná se o usazování ledu na motorech a aerodynamických částech letadla. Námraza zhoršuje aerodynamiku, vztlak, rychlost, manévrovatelnost, výkon motoru a vytváří rušení pro rádiovou komunikaci. Nejdůležitější je přídavná hmota, která roste s přibývající vrstvou ledu. Pokud se led za letu odlomí z trupu nebo z povrchu křídla, mohou jeho kusy spadnout na rotující lopatky a vážně poškodit motor. Zvlášť pokud je motor vzadu.

Námraza může vzniknout v důsledku zamrznutí vody na povrchu letadla nebo v důsledku sublimace vodní páry ze vzduchu na povrchu. Druhý proces je typičtější pro náhlé změny teplot, například při přechodu inverzí.

Kinetické zahřívání letadla od tření o vzduch zabraňuje tvorbě námrazy. Obvykle se většina případů (90 %) vyskytuje při rychlostech do 600 kilometrů za hodinu. To znamená, že start a přistání jsou nebezpečné. Před vzletem za deště je proto důležité ošetřit letoun kapalinou proti námraze a při přistání se vyvarovat průletu nebezpečnými oblastmi.

Turbulentní zóny

To jsou místa, kde může letadlo zažít turbulence. Zpravidla se tam mění síla větru a teplota. Zjednodušeně řečeno, mechanická nebo orografická turbulence je, když vzduchová hmota zrychluje a naráží na nerovný terén nebo je deformována horami. Dochází také k tepelným turbulencím v důsledku nerovnoměrného zahřívání povrchu – pamatujete, dříve jsme hovořili o reflexních vlastnostech různých věcí, jako je led na povrchu?

Turbulence se mohou objevit i na jasné obloze „jen tak“ – v důsledku tryskových proudů nebo konvekce.

Turbulentní zóny jsou obvykle menší než 100 kilometrů horizontálně a 1 kilometr vertikálně. Silná turbulence v zóně této velikosti je pozorována v „jádru“ měřícím 40 kilometrů a 30 metrů. Tato zóna obvykle existuje do pěti hodin.

Hledají zóny turbulence pomocí radarového a geostacionárního satelitního snímkování a jejich vzhled lze navíc předvídat. Při vstupu do zóny silné turbulence ji musí posádka opustit a může samostatně měnit letovou hladinu a hlásit to dispečerovi.

Bouřka a elektrické jevy

Pokud do letadla udeří blesk, zpravidla se nestane nic hrozného: nemá uzemnění. Vzácně se také vyskytují otvory v konstrukci v místě výboje. Nejnebezpečnější věcí na bouřce jsou však elektrické jevy, včetně těch, které narušují komunikaci.

Blesky udeří rozdílem potenciálů, takže ze země nevidíte vše: může to být mezi mraky, uvnitř mraků nebo z mraků na zem. Někdy i nahoru. Výška blesku může být až 95 kilometrů, v případě „obyčejného“ lineárního blesku až 20 kilometrů o průměru několika desítek centimetrů. Proud takového blesku bude asi 200 tisíc ampér, teplota – asi 20 tisíc stupňů Celsia. Navíc slabý výboj (vedoucí) uvolňuje cestu silnému. Typicky vůdce zasáhne zem z mraku a hlavní výboj se šíří v opačném směru.

V blízkosti bouřkových zón jsou silné proudy, blesky, kroupy, bouře, tornáda a mikrovýbuchy. Navíc jsou zde příznivé podmínky pro námrazu, takže piloti musí létat kolem bouřkových zón, naštěstí je lze celkem snadno odhalit.

I během normálního letu (mimo zónu bouřky) získává letadlo elektrický náboj. Například v krystalických mracích můžete letadlo nabít velmi rychle, protože letadlo má některé vlastnosti velkého kondenzátoru a mrak je „drsný“. Při změně nadmořské výšky se mění síla elektrického pole a mezi letadlem a okolním vzduchem mohou vznikat výboje. Všechny vyčnívající části letadla (například z konců křídel) se mohou vybíjet, takže tam jsou speciální zařízení, která tento efekt snižují.

Samotný výboj připomíná záblesk při elektrickém svařování. Může poškodit komunikační zařízení, radar a může v těle vypálit díru od 1 do 20 centimetrů. Takto silné výboje obvykle způsobí, že vyčnívající části letadla znatelně září.

Elektrifikaci letadla lze předem postřehnout chováním řady zařízení. Obvykle se lze vyhnout akumulaci silného náboje, ale pokud se náhle začne tvořit, pak piloti vypnou jednu radiostanici (aby sloužila jako záloha v případě výboje), zapnuli osvětlení kabiny (aby blesk v noci neoslepil) a opustí nebezpečnou zónu.

Přejeme vám příjemný let!

Většina událostí počasí je buď předpovídána nebo detekována z letadel, letištních senzorů nebo satelitů. Předpokládá se, že technický faktor nebezpečí je snížen na minimum, to znamená, že technologie umožňuje buď předvídat jakoukoli nebezpečnou situaci, nebo se z ní dostat, pokud je její předpověď nemožná. K poslednímu známému velkému meteorologickému incidentu došlo, když se uvnitř motorů roztavil sopečný popel, což způsobilo selhání všech čtyř elektráren letadla. Posádka se s těmito drobnými nepříjemnostmi vypořádala a s letadlem úspěšně přistála. Byla vydána aktualizace lokátoru, objevila se nová pravidla pro létání v blízkosti aktivních sopek. Poslední velká erupce v Evropě proběhla relativně hladce. Za pozornost také stojí nedávná havárie RRJ-95B RA-89098, která má předběžnou zprávu.

V Rusku absolvují piloti a dispečeři povinný kurz meteorologie a mají hluboké profesionální znalosti o tom, co se děje kolem letadla za letu.

Proto, milí paranoici, můžete desetkrát zvýšit bezpečnost své cesty, pokud pojedete na letiště vlakem. Nebo se přesedněte z předního sedadla taxíku vedle řidiče na zadní sedadlo a tam se také připoutejte. Jednoduché hodnocení pravděpodobnosti naznačuje, že hlavní hrozby jsou v této oblasti, spíše než ve vzduchu.

První fotografii příspěvku poskytl Yu.V. Filatov (FBO „A-Group“)

Autorka Marina Mytrová

Turbulence letadla při vstupu do mraku, stejně jako při nabírání výšky, je normální situace. Ale třesení na rovné zemi za skvělého počasí vás zneklidní. Vysvětlíme, proč k tomu dochází a zda byste se měli obávat.

Představte si, že vaše letadlo již nabralo nadmořskou výšku, nápis „zapněte si pásy“ zhasl, kňučící děti dostaly konečně svobodu a přestaly plakat. Sluníčko svítí skrz okénka, nebe je modré – život je krásný. A pak se letadlo začne třást.

Instinktivně se chytnete za paži svého sedadla, když letuška všechny požádá, aby se posadili. Vibrace brzy skončí, vy se uklidníte, ale najednou se letadlo vrhne dolů – až vám žaludek vyskočí na mandle. Nechápete, co se děje a zda byste neměli panikařit.

Padnout bez varování

Tento jev se nazývá turbulence čistého vzduchu. Piloti také říkají „hrbolatost v čistém vzduchu“. Je spojena s letadlem vstupujícím do proudu, jehož rychlost se výrazně liší od rychlosti hlavní hmoty vzduchu. Proud protíná atmosféru, na rozdíl od normální turbulence, a nelze jej vidět ani detekovat pomocí přístrojů. Navíc s obvyklou turbulencí je vše jasné – dochází k tomu v důsledku vertikálních pohybů vzduchu.

Ráno vždy dochází k turbulencím ve spodních vrstvách atmosféry, kdy Slunce začíná ohřívat zemi a teplý vzduch stoupá vzhůru. Tento jev je cítit i na jasné obloze, ale je předvídatelný a příliš se netřese.

Vertikální proudy v mracích jsou silnější, ale to není tak děsivé – letadla mají přece jen bezpečnostní rezervu. Na frontách s bouřkami mohou turbulence dosáhnout nebezpečných úrovní, ale piloti se jim jednoduše vyhýbají. Ale turbulence čistého vzduchu je jiná věc.

Vysokorychlostní trysky

Čistá vzduchová turbulence je nejvýraznější ve vzdušných proudech, které se neustále pohybují nad zemí ve vysokých nadmořských výškách. Letecké společnosti je rády používají ke zvýšení rychlosti a zkrácení doby cestování. Tyto pravidelné nebeské proudy občas protínají proudy vzduchu nečekaně vysokou rychlostí. Na hranicích proudění vznikají nestabilní oblasti a dopravní letadla do nich mohou padat až na desítky metrů. To je bohužel nejen nepříjemné, ale i nebezpečné.

Posledním významným incidentem způsobeným jasnými turbulencemi vzduchu byl Boeing 777 společnosti Aeroflot letící z Moskvy do Bangkoku 1. května 2017. 40 minut před přistáním se letadlo dostalo do vzduchové kapsy, což vedlo ke zranění 27 lidí různého stupně závažnosti. Některé z obětí vyžadovaly operaci.

V prosinci 1997 se Boeing 737 United Airlines letící z Tokia do Honolulu náhle zřítil o 9448 stop ve výšce 30 15 stop. XNUMX lidí bylo zraněno, jeden cestující zemřel.

Čistá turbulence vzduchu je nebezpečná jak pro cestující, kteří nejsou připoutáni bezpečnostními pásy, tak pro letadla, která nejsou určena k řešení takových situací. Vložky se samozřejmě nerozpadnou napůl, ale zkracuje se jejich životnost. Letadla však bývala méně odolná – v 1960. letech došlo k několika haváriím právě kvůli turbulenci čistého vzduchu.

Bude hůř

Turbulence čistého vzduchu jsou v dnešní době stále běžnější. Vědci z University of Reading v Anglii zjistili, že frekvence jevu v severoatlantickém jet streamu se mezi lety 1979 a 2020 zvýšila o 55 %. Je pravda, že podle jejich pozorování je silná turbulence stále poměrně vzácná: projevuje ji pouze 0,1 % atmosféry.

To znamená, že v průměru na každých osm hodin letu může dojít k přibližně 30 sekundám silných turbulencí a vzduchových kapes. V praxi je pravděpodobnější, že na každých 10 osmihodinových letů, které člověk absolvuje, 9 nebude mít žádné výrazné turbulence a jeden bude mít několik minut třes.

Meteorologové nemají pro tento jev žádné přímé vysvětlení. Je ale fakt, že situace ve vyšších vrstvách atmosféry se rok od roku mění. Výrobci letadel budou pravděpodobně muset do svých letadel zabudovat větší bezpečnostní rezervy a cestující budou muset mít během letu zapnuté bezpečnostní pásy, jak se nám obvykle doporučuje.

Toto je také zajímavé:

• Jak se ruší signály GPS a GLONASS a proč to nebrání dronům v přiblížení se k cíli
• Proč se vedra zhoršují a jak se můžete ušetřit
• Proč se mrakodrapy při zemětřesení nezřítí