Высота и показатели воздуха
Высота и давление
Известно, что на большой высоте воздух разряженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Чем выше, тем слабее ощущается земное тяготение, тем более разряженным оказывается воздух. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.
Он нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий.
Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца. Каждый человек замечал, что в воде не удается быть таким быстрым и ловким, как на суше. Это происходит по причине более высокой плотности водной среды по сравнению с воздушной.
Подобная же разница, не столь выраженная для человека, но весьма ощутимая для самолета, который движется со скоростью в несколько сотен километров в час, наблюдается и между воздушными массами на разной высоте. Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разряженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.
На высоте, рекомендованной для гражданских самолетов, они могут свободно летать с нормальной для них скоростью в 800-950 км в час, не испытывая топливных затрат, получая достаточно кислорода.
Служба авиадиспетчеров
В наше время в небе осуществляют перелеты очень много самолетов. За слежением и высчитыванием идеальной высоты следят авиадиспетчерские службы. Используя свое оборудование, они обрабатывают и отвечают на запросы пилотов, следят за погодой, зонами турбулентности, и за тем, что бы самолеты летали каждый по своему маршруту во избежание столкновений.
При создании маршрута учитывается прогноз погоды, атмосферное давление, возможные стихийные бедствия, политические ситуации на территории государств. Существует некий диапазон высот, в пределах которых обычно пролетает лайнер, и на изменение высоты выше или ниже требуется разрешение диспетчера – этот диапазон именуют эшелоном. Кроме того, есть еще боковое эшелонирование; это когда расстояние между двумя бортами составляет более 10000 метров, и удерживается во избежание завихрений воздуха.
Главные факторы, влияющие на высоту полета
Показатель высоты полета бывает разных типов:
- истинным называют значение, фактически отделяющее воздушное судно от поверхности земли или воды;
- относительный показатель определяет, насколько самолет поднялся над точкой, принятой для условного отсчета (взлетно-посадочной полосой);
- абсолютная высота означает расстояние от лайнера до уровня моря.
Высота, на которую поднимается авиатранспорт, обусловлена законами физики: чем дальше от поверхности Земли, тем разреженнее становится воздух. В результате воздушное судно, поднявшееся на 10 000 м, быстро двигается и тратит мало топлива. С этой особенностью связан термин «идеальная высота» — он означает, что лайнер находится на уровне, где обеспечивается лучшее соотношение скорости и расхода горючего.
Но почему самолеты не поднимаются выше? Роль играют технические моменты. Ведь излишняя разреженность атмосферы не полезна: воздушные потоки поддерживают самолет, как вода в океане — корабль. Если подняться выше 12 000 м, лайнер утратит устойчивость, поскольку его крылья окажутся бесполезны.
Правда, правило распространяется только на пассажирский авиатранспорт. Военные самолеты способны подниматься выше, но все рекорды бьют модели, построенные по разработкам NASA. Судно-беспилотник, названное «Гелиос», совершает перелеты на высоте 30 км.
Дуг Моррис, пилот на линиях Air Canada, объясняет: «Чем выше, тем лучше, ведь разреженность воздуха означает меньшее трение».
Правила расчета идеальной высоты лайнера
Пассажирские самолеты летают на высоте 9-12 тысяч метров. Эти параметры неслучайны. Они получены методом физико-математических расчетов и способствуют достижению наименьшего расхода топлива при лучшей скорости, которую может набрать авиалайнер.
Факторы, которые влияют на выбор подходящей высоты судна:
- Модель самолета;
- Скорость движения борта;
- Расход авиационного топлива;
- Количество кислорода в воздухе или уровень его разреженности.
Обратите внимание! Аэродинамическая конструкция лайнера предполагает взаимодействие с воздушными потоками при движении. Их количество должно быть оптимальным для скорости судна и расхода топлива
Именно поэтому каждый самолет имеет свой эффективный коридор, где достигается лучшее соотношение сопротивления воздуха и сжигания авиакеросина.
Физические вычисления
Курс простейшей физики учит, что чем выше подняться в воздух, тем разреженнее он станет. Высоко в горах профессиональные альпинисты надевают кислородные маски и используют специальные баллоны со сжатым воздухом. Воздушные корабли обладают герметичной конструкцией, внутри которой людям комфортно дышать. Находиться так высоко в атмосфере без соответствующего снаряжения человек не сможет. Зачем же воздушным судам летать так высоко?
Та же физика показывает, что в разреженном воздухе снижается сопротивление воздушных масс, а значит, самолету легче лететь и достигать наибольшей скорости. Этот же параметр влияет и на расход топлива, ведь чем меньше напрягается механизм двигателя, тем меньше он питается горючим. Таким образом, не испытывая сильного лобового сопротивления воздуха машина летит быстрее и расходует керосин экономнее.
Так почему бы лайнеру не подняться еще дальше вверх? Ведь где-то там наверху в стратосфере кислорода совсем мало. Но воздушные массы необходимы судну, чтобы быть «наплаву». Воздух поддерживает воздушный борт так же, как волны корабль в море. Выше 12 тысяч метров машина начнет заваливаться и потеряет устойчивость, ведь крылья самолета не будут поддерживаться воздушными потоками.
Ответ на вопрос, на какой высоте летают пассажирские самолеты прост: на той, которая финансово выгоднее для авиакомпании и пассажиров. Чем больше расход авиационного топлива, тем больше стоимость билетов.
Важно! Самый большой расход топлива происходит на взлете, ведь чтобы поднять такую «махину» вверх быстро и плавно, требуется колоссальная энергия. Если в этот момент судно попадет в зону турбулентности, пассажиры ощутят очень сильный толчок. Именно поэтому в момент, когда происходит набор высоты всем пассажирам авиалайнера нужно находиться на своих посадочных местах, надежно зафиксировав себя ремнями безопасности
Почему 10 тысяч
Идеальные десять километров лайнер набирает за 20 минут. Если полет не превышает получаса, такой необходимости не возникает. Решение, сохранять коридор или подниматься еще на одну — две тысячи зависит от ситуации. Чем выше поднимается воздушное судно, тем разреженнее становится атмосфера. Она создает меньшее лобовое сопротивление, что снижает количество топлива, сжигаемого на его преодоление. В атмосфере на высоте 10 тысяч сохраняется количество кислорода, необходимое для обеспечения процесса горения керосина. На этой высоте не летают птицы, столкновение с которыми станет причиной аварии.
Решение о высоте полета принимается наземными диспетчерскими службами.
Они дают команду пилотам, основываясь на объективных факторах:
- погоде;
- скорости ветра у поверхности земли;
- вес судна и технических характеристиках;
- времени и расстоянии полета;
- направление: запад или на восток.
Выбранная высота определяется в полетных правилах как эшелон. Воздушное право определяет единые эшелоны полета для воздушного пространства всех стран. Если судно летит на восток, диспетчер вправе выбрать нечетные эшелоны в 35, 37, 39 тысяч фунтов (от 10 до 12 километров). Для самолетов, следующих в обратном направлении, предлагаются четные эшелоны. Это 30, 36, 40 тысяч фунтов над уровнем моря (от 9 до 11 километров). Эта тактика направлена на избежание столкновений. Эшелон рассчитывается еще до вылета транспортного средства.
Влияет на высоту и дальность полета, на небольших маршрутах набор высоты нецелесообразен. Командир судна определяет высоту с помощью, установленного на борту барометра.
В данном видеоматериале рассказано почему самолеты летают:
Максимальная высота
Максимальная высота находится в прямой зависимости от максимальной скорости. При скорости в 950-1000 километров в час высота достигает 10 километров. Для небольших частных самолетов соотношение будет 300 км в час и 2000 тысячи метров.
Не только модель самолета определяет его максимально возможную высоту, но и физические характеристики атмосферы. Технические характеристики самолета различны для пассажирских и военных воздушных транспортных средств.
Максимальная высота определяется:
- техническими характеристиками, это мощность двигателя и подъемная сила крыла;
- маркой и типом судна;
- массой самолета.
Российский ТУ-204 может набрать высоту не более 7200 метров. ИЛ-62 поднимется на 11 километров, столько же наберет Аэробус А310. Новейший Иркут МС-21, впервые поднявшийся в небо 28 мая 2017 года, за счет небольшой массы сможет набрать 11,5 километров. Лидер среди новинок отрасли, Сухой Суперджет SSJ 100SV, поднимается уже на 12 200 метров.
До выхода на рынок разработки Сухого предел в 12 тысяч удавалось превысить только Боингам.
Существуют пределы высоты, связанные с количеством кислорода в атмосфере. Они зависят от типа двигателя. Самолет с турбореактивным двигателем может набрать 32 тысячи метров, для прямоточного воздушно-реактивного самолета предел будет выше, он составит 45 тысяч метров.
Максимальная высота турбореактивного военного судна может превышать 35 тысяч метров, ее удалось набрать российскому МИГ-25.
Смотрите видео о том как Миг 25 поднимается в стратосферу
Служба авиадиспетчеров
Идеальную высоту, на которую поднимется самолет, высчитывает диспетчер. Он находится в специальном штабе перед монитором мощного компьютера, где видит все авиаобъекты в небе, которые находятся рядом с конкретным бортом. Оборудование помещения позволяет контролировать ход всего полета каждого судна. В режиме настоящего времени диспетчеры отслеживают:
- Местоположение самолета;
- Метеорологические условия за бортом;
- Ожидаемую атмосферу впереди;
- Зоны возможной турбулентности на пути;
- Вертикальные и боковые эшелоны следования авиалайнера;
- Исправность работы всех систем в самолете;
- Поступающие запросы пилотов на бортах и дают оперативные ответы.
Работники невидимого фронта – профессия авиадиспетчера
Авиалайнеры в небе летают не бесконтрольно. В облаках постоянно находятся тысячи воздушных кораблей. Чтобы не допустить их столкновения, соблюдаются строгие «правила воздушного движения». Каждый лайнер движется по своей дороге или реактивному маршруту. При прокладке маршрута или коридора следования учитываются погодные условия, природные катаклизмы, вооруженные конфликты на территории стран, над которыми будет проходить полет.
Эшелон движения каждого судна – это диапазон высот, в пределах которых летит лайнер. Без разрешения диспетчера авиалайнеры не поднимаются выше или не опускаются ниже своего эшелона. Существует также понятие бокового эшелонирования. Два борта могут находиться в воздухе на расстоянии не меньше 10 тысяч метров друг от друга, чтобы не допустить столкновения или завихрения воздушных потоков.
Дополнительная информация. Существуют утвержденные правила, по которым высота, на которую поднимается самолет, зависит от направления его движения. Суда, летящие в восточном направлении, занимают четные высоты, например, 30 или 36 тысяч футов. Авиалайнеры, которые движутся на запад, находятся всегда на нечетных высотах, например, 33 или 39 тысяч футов.
Кто определяет высоту в конкретном случае
Кто же устанавливает высоту полета для конкретного пассажирского самолета? Для ответа на вопрос придется вспомнить, что движение осуществляется по проложенным воздушным маршрутам. Лайнеры летят не прямо, а от одной установленной точки к другой. Траектория разрабатывается с учетом затрат топлива, и дальность должна быть минимальной.
Взглянув на изображение маршрутов, можно решить, что воздушные судна движутся по дуге. Ведь так отображается информация даже на мониторах в салоне! Но причина проста: Земля круглая, а карты или экраны плоские. Искажения при отображении данных не избежать, поэтому кажется, будто самолет движется по большой параболе.
Маршруты не всегда проходят по прямой. Моделям с 2 двигателями при перелетах через океан не разрешается удаляться от аэропортов, где можно совершить экстренную посадку.
Систему управления этим движением осуществляют не пилоты, а диспетчеры. Ведь капитан на борту не всегда видит близость других лайнеров. Даже если он заметит приближающийся «Боинг», до столкновения останется мало времени. Поэтому навигацию осуществляет диспетчерская служба.
Увидев, что к воздушному судну приближается другое, диспетчер дает команду изменить высоту. Также иногда вносятся корректировки в курс и скорость полета. Справиться с задачами помогает радиолокационная система, показывающая реальное расположение самолетов. Когда лайнеры оказываются слишком близко, она подает сигнал; реагирует она и на чрезмерное снижение самолетов. Меры обеспечивают полную безопасность для экипажа и пассажиров, поэтому вы можете спокойно отдыхать или делать фото пейзажей за иллюминатором.
Пилоту разрешается менять высоту, но в рамках выделенного эшелона.
Рекорды высоты, достигаемые пассажирскими самолётами
Самые быстрые самолеты в мире: Топ 10
Мало какое из воздушных судов способно занять высший гражданский эшелон в 12 000 м. Так, например, Аэробус А310 способен набрать максимальную высоту всего в 11 000 м, а что касается Боинга 737-400, то его технические характеристики позволяют достичь 12 000 м. Выше этой отметки, как правило, пассажирские самолёты не поднимаются.
Однако, истории известны случаи, когда практически одновременно в СССР и Франции были выпущены и сданы в эксплуатацию знамениты пассажирские сверхзвуковые авиалайнеры Ту144 различных модификаций и Concorde, развивавшие максимальную скорость на сверхзвуке до 2500 км/ч, и занимавшие воздушный эшелон полётов до 18 000 м, но способны были подняться до 20 000 м с длиной преодолеваемой дистанции свыше 7000 км. Перевозки пассажиров начали осуществляться с 70-х годов прошлого столетия и позволили почти вдвое сократить время в пути до точки прибытия по сравнению с обычными воздушными судами.
Но, ввиду многочисленных инцидентов, повлекших смерти многих людей, а также, повышенные расходы на топливо и сложность в техническом обслуживании быстро выгорающих воздушно-реактивных двигателей, снижающих ресурс эксплуатации воздушного судна, техника была признана ненадёжной, в результате чего, была снята с эксплуатации в начале 2000-х гг. Таким образом, Ту 144 прекратил осуществлять коммерческие перелёты по России и за рубеж ещё во времена перестройки, а Concorde совершил свой последний полёт в 2004 году.
Сверхзвуковой авиалайнер Concorde
На основании приведённых данных можно сделать вывод, что гражданская авиация нашла для себя оптимальный эшелон высоты для коммерческих перевозок, и, несмотря на то, что полёты возможны и на гораздо больших вертикальных пределах, стремление к ним не имеет никакого смысла. Именно рабочий диапазон высот с 9 до 12 км обеспечивает минимальное сопротивление воздуха, максимальную скорость и оптимальный расход горючего, что влияет как на время в пути до пункта назначения, так и на себестоимость полётов, что отражается на цене билетов для пассажиров.
Небесные дороги
Как бы не звучало странно, но дороги в небе тоже существуют. И их прокладывают не только на определенных уровнях от земли, но и по самым удобным местом для перелетов. Иначе их еще называют «реактивными маршрутами».
Все страны выдают разрешение на пользование воздушным пространством, и в случае военных действий либо природных аномалий часть дороги перекрывается. Также эти данные используются при прокладывании маршрутов вместе с метеоинформацией, контролем движения и регулировки их следования.
Диспетчеры авиаперевозчиков работают в специально оборудованных штаб-квартирах
Стоит отметить, что в небе каждую секунду одновременно совершают полеты в разные стороны больше 5 тысяч воздушных судов, и всеми ими управляют диспетчеры. Допустим, если необходимо судну обойти грозу или турбулентность, он может гулять по эшелону, но самостоятельно пилоту коридор менять без согласия диспетчера категорически нельзя.
Стоит также отметить, что движение по коридорам между самолетами тоже имеется, оно должно быть не менее 10 тысяч метров – это так называемое боковое эшелонирование. Если это зона аэропорта – это одни коридоры, если речь ведется о маршрутах дальнего следования – другие.
Следует также знать, что скорость самолета и высота взаимосвязаны друг с другом. Как было ранее сказано, на разных высотах разная плотность воздуха, отсюда и изменение сопротивления.
Так как самолет – конструкция как таковая аэродинамическая, его движение происходит посредством взаимодействия с воздухом. На большой высоте плотность меньше, сопротивление потока ослабевает, а также подъемная сила становится меньше.
Если подключить нехитрые подсчеты, то будет картина более ясной. К примеру, если у самолета оптимальная скорость 900 км/ч, то ему выгодно с точки зрения расхода топлива летать на высоте 9-10 тысяч метров над уровнем земли. Финансовая экономия у компаний на первом месте, ну а безопасность пассажиров и метеоусловия уже второплановые.
Насколько высоко летают пассажирские самолеты
Есть мнение, что пассажирские лайнеры никогда не забираются выше 10 км, но фактически это не так. Крупные самолеты, как правило, летают на высотах от 9 до 12 км, но для каждой модели существует своя высота, которая получила название «идеальной». Просто каждая модель имеет свои технические параметры, исходя из которых на определенной высоте будет расходоваться минимальный объем горючего, а главное, будет наименьшее лобовое сопротивление. В общем, каждый пилот выбирает не ту высоту, которая будет ему по душе, а исходя из технических характеристик машины. Кстати, поскольку пик расхода горючего приходится на участок набора высоты, то существует определенное правило: высота должна набираться одновременно и быстро, и плавно. Как только необходимый уровень будет достигнут, погаснет лампочка ремня безопасности, и можно будет расслабиться. 🙂
Оптимальные показатели высоты
Плотность воздуха в таких пределах остается достаточной, чтобы удерживать на лету борт, летящий с указанной скоростью. На больших высотах требуется развивать более значительную скорость. Так, при полете на высоте в 12-15 км гражданский самолет мог бы передвигаться только на сверхзвуковых скоростях, в противном случае воздушные массы не смогли бы удержать его на лету.
Современные конструктивные характеристики гражданских самолетов делают для них оптимальной именно эту высоту. Впрочем, они вполне могут летать и на других высотах, если это необходимо, несколько выше или гораздо ниже. Но это нерационально, и может оказаться опасным. Пилоты гражданских рейсов отвечают за жизни сотен людей, находящихся на борту, им нет никакого смысла рисковать, это было бы безответственно. Потому они придерживаются задаваемых им пределов, а диспетчер стремится провести каждый из самолетов наиболее безопасным и рациональным для него путем.
Таким образом, высота в 10 км оптимальна для гражданских самолетов по причине плотности воздуха и других показателей окружающей среды, характерных для таких высот. Это наиболее рациональная, экономичная, безопасная, удобная высота, в рамках которой проходит весь основной путь самолета, исключая моменты его взлета и посадки, либо нештатные ситуации, связанные со встречными рейсами в коридоре, погодными условиями, другими обстоятельствами, когда пилоты оказываются вынужденными лететь выше или ниже.
Rate this item:1.002.003.004.005.00Submit Rating
Рейтинг: 4.4/5. Из 129 голосов.
Please wait…
Высота полета современных самолетов
Сегодня большую высоту полета могут позволять себе реактивные самолеты, по сравнению с аппаратами, снабженными пропеллерами, которые зачастую используются в авиации общего назначения. К реактивным самолетам относятся авиалайнеры крупных компаний, грузоперевозчики и даже некоторые частные самолеты. Каждый из них имеет собственную оптимальную высоту полета.
Обычно такие аппараты используют высоту полета между показателями в 7 500 и 11 800 метров. В случае длинных перелетов высота может быть увеличена. В кабинах пилотов и пассажиров поддерживается уровень давления и кислорода, соответствующий высоте около 2 100 метров.
Уровень высоты самолета может изменяться под влиянием таких показателей, как погодные условия, цель полета, инструкции по воздушному движению. Самолеты с пропеллером вынуждены летать гораздо ниже. Их максимальная высота полета находится в районе 4 100 метров.
Средняя крейсерская высота летательного аппарата значительно уступает его «абсолютной высоте», выше которой самолет не может подниматься с эффективной скоростью. Пассажирские лайнеры имеют абсолютную высоту около 12 800 метров, а административные самолеты (бизнес-джеты) – около 15 500 метров. Полет на максимальной высоте может привести к «сваливанию» (резкому падению подъемной силы аппарата) и отказу двигателей.
Небольшие самолеты не могут преодолеть порог высоты, потому что их моторам не хватает мощности. Чем выше расстояние от поверхности, тем более разряженный воздух. Поэтому двигателям аппарата требуется больше мощности, чтобы создавать вокруг его крыльев достаточный воздушный поток.
На какой высоте летают самолеты
Как и любой другой тип транспорта, самолеты бывают разного назначения:
- для пассажирских перевозок;
- для военных целей;
- для перевозки груза.
Скажу сразу, для каждого типа самолета имеется своя оптимальная высота. Количество метров до земли зависит от скорости воздушного судна. Например, высота, на которой совершаются пассажирские рейсы, равна 9-12 тыс. метров. Это значение выбрано не просто так. При его расчете учитывались многие факторы, в том числе скорость, подъемная сила. Кстати, воздушные суда пассажирского типа летают со скоростью 900 км/ч. Представили? Выходит, что самолет летит в 15 раз быстрее, чем автомобиль передвигается по городу (60 км/ч).
Пилоты выбирают самую подходящую высоту полета в зависимости от модели самолета и его технических характеристик. Конечно же, еще учитывается и количество расходуемого топлива. Все должно быть рассчитано таким образом, чтобы израсходовать как можно меньше топлива.
Воздушные суда военного назначения обычно не поднимаются выше 11-12 тыс. метров. В этом случае все зависит от цели полета. Небольшие легкие самолеты летают не очень быстро –всего 300 км/ч, а поэтому и высота их не больше 2 тыс. метров. Самолеты, предназначенные для перевозки грузов, передвигаются на высоте около 9-10 тыс. метров.
Небесные дороги самолеты, летящие по одному маршруту, не столкнутся
Если самолеты летят приблизительно на одной высоте, не может ли судно, следующее рейсом «Москва—Париж» столкнуться с возвращающимся из Франции в столицу РФ? Ведь в воздухе одновременно оказываются 5 000 лайнеров (вы увидите в онлайн-режиме на специальном сайте). Не волнуйтесь: в гражданской авиации предвидены все сложные моменты. Нет причин гадать, сколько сейчас самолетов в воздухе и как им удается разминуться.
Лайнеры летают по определенным трассам, поэтому у каждого есть своя «воздушная дорога». А чтобы избежать лобовых столкновений, службы аэропортов разработали систему эшелонов (трасс по вертикали).
Это означает, что в направлении «Москва—Париж» лайнер наберет одну высоту, а при возвращении опустится немного ниже. Между судами останется минимум 300 м.
Кажется, что в одном направлении самолет летит быстрее? Это связано с тем, что его маршрут проходит через участок, где преобладает определенный ветер.
Идеальная высота
Определение относится к той же высоте в диапазоне 10-12 тысяч метров, где соблюдается идеальная плотность воздушных потоков. Они достаточно разряжены для того, чтобы снизить трение бортов о воздух и расход топлива. Их плотность при этом остается достаточной для поддержки крыльев самолета. При переходе в стратосферу уровень поддержки падает и воздушное судно начинает «заваливаться».
С учетом этих параметров, пилотами выработано определение «идеального» коридора. Выход из него вниз увеличивает потребление топлива, экономическая эффективность полета снижается вместе с его высотой, поэтому в любой ситуации пилот скорее увеличит высоту, чем снизит ее.
В рамках выделенного эшелона пилот сам принимает решение о высоте, учитывая текущее соотношение трения и поддержки с учетом технических характеристик судна. Часто изменение высоты связано с турбулентностью, но и оно согласовывается с наземными службами. Тучи чаще преодолеваются при подъеме над их уровнем, также причиной изменения высоты может стать закрытие пространства над регионом из-за военных действий или горных пиков.
Запомните. Смена эшелона возможна только при сходе с маршрута на расстоянии в 20 километров и при согласовании с наземными службами.
Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полёта
Какой вагон лучше выбрать в поезде
В пределах установленного воздушного коридора от 9 000 м до 12 000 м пилоты и диспетчеры самостоятельно устанавливают идеальную высоту полёта воздушного судна по следующим критериям:
- Правила направления полёта. На протяжении многих лет развития гражданской авиации в мире среди участников процесса авиаперевозок сложились внегласные правила по выбору оптимальный высоты полёта. Так, принято, что любой авиаперелёт, осуществляющийся в сторону востока, северо-востока и западо-востока, проходит на нечётной высоте 9000 м и 11000 м, а в сторону запада, северо-запада и юго-запада – на чётной 10 000 м и 12 000 м. Это позволяет диспетчерам комфортно расставлять траектории движения самолётов, выполнять поиск нужных судов и наблюдать за радарами при нахождении лайнеров зоне действия юрисдикции той или иной диспетчерской вышки, а в случае необходимости, обеспечить подъём или снижение самолёта на незначительные величины.
- В случае высокого расположения грозового фронта или приближения смешанных потоков восходящего и нисходящего воздуха (зоны турбулентности), самолёт может перемещаться в пределах воздушного коридора для облёта препятствия только с подтверждения диспетчера во избежание возможного пересечения траектории движения с другими воздушными судами. Командир воздушного судна, видя показатели изменения состава воздуха на приборах, расположенных в кабине, делает запрос на ближайшую диспетчерскую вышку, и, дождавшись разрешения, совершает необходимый маневр. Как правило, опытные лётчики анализируют погодные условия на всей траектории полётов ещё до вылета и заранее оповещают диспетчеров о возможном изменении высоты своего судна.
Авиалайнер в грозовом фронте
При опасности пересечения траекторий движения двух воздушных судов, летящих в разном направлении, диспетчер самостоятельно отдаёт команду пилоту как можно скорее изменить крейсерскую высоту. Данная работа требует большой ответственности и внимательности от сотрудников, так как даже малое отклонение от высотного курса может привести к непредсказуемым последствиям.
Диспетчер также всегда видит на радаре малейшие колебания погодных условий на пути следования каждого рейса, и, если экипаж не догадывается о грядущей непогоде, может всегда предупредить о необходимости смены высоты полёта заранее, что позволит пилотам сделать это без резких манёвров.
Обратите внимание! Со стремительным развитием гражданской авиации в мире в последние годы, в среднем в небе одновременно находится до 5000 воздушных судов, двигающихся в разных направлениях, что не исключает возможности пересечения траекторий полётов, поэтому, точность высотного позиционирования авиалайнера для безопасности уточняется вплоть до 10 метров. . Также, в небе часты случаи, когда один самолёт во время полёта попадает в зону турбулентности и экипажу приходится принимать решение о смене эшелона на месте, диспетчер, будучи осведомлённым о проблеме в данной зоне, имеет возможность скорректировать траектории движения других воздушных судов, летящих в том же направлении
Также, в небе часты случаи, когда один самолёт во время полёта попадает в зону турбулентности и экипажу приходится принимать решение о смене эшелона на месте, диспетчер, будучи осведомлённым о проблеме в данной зоне, имеет возможность скорректировать траектории движения других воздушных судов, летящих в том же направлении.
Внешний вид диспетчерской вышки
Особенности полета непассажирских самолетов
По вполне разным причинам пассажирские летательные аппараты имеют очень разную высоту полета. Если гражданский борт оснащен реактивным двигателем, то он будет лететь на расстоянии около 12000 метров от земли. Из числа подобных самолетов достижение подобной высоты принадлежит Boeing 737-400. Характеристики самолета Аэробус А310 позволяют набрать высоту в 11 тысяч метров.
Самолеты, перевозящие грузы, они же грузовые лайнеры, мало чем отличаются от обычных пассажирских самолетов, и обладают тем же принципом экономичности. Самолеты, скорость которых составляет около 300 км/ч, летают на высоте в 2000 метров. Этот параметр так же зависит от модели самолета и его технических параметров.
Что касается негражданских самолетов, то они обладают специально спроектированной конструкцией, которая помогает им брать сверхзвуковые скорости и не быть обнаруженными. Боевые летательные аппараты преимущественно летают на высотах превышающих 15 тысяч метров. Некоторые из них, благодаря своей специфической конструкции и вовсе способны брать высоту в 25 километров.
В свое время МиГ-21 являлся наиболее распространенным боевым летательным аппаратом в мире, в СССР его выпускали в разных модификациях в период с 1959 по 1985 год. Летательный аппарат отлично себя показал в период военных действий во Вьетнаме; благодаря своей поразительной маневренности он умел уклоняться от летящих в него ракет и более чем благополучно сражаться с американским F-4 Phantom. В свое время он поставил несколько рекордов по высоте полета.
МиГ-25 – король неба
Однако рекорд высоты на самолете сейчас уже принадлежит легендарному МиГ-25, который набрал высоту на тестовых испытаниях в 37650 метров. Несмотря на свое не очень привлекательное название, вселяющий страх вид и хорошие технические показатели, он действительно обладает одной из наиболее высоких возможных высот среди самолетов своего класса. Этот аппарат был разработан СССР специально для борьбы с американскими сверхзвуковыми бомбардировщиками, которые так и не были созданы.
У самолета очень высокая скорость полета, и он способен нести на борту существенный бомбовой груз. Из расчета своих технических параметров истребитель мог бы прекрасно справляться с обороной воздушного пространства от проникновения американцев. Однако надежды, которые полагались на него, так и не оправдались.
Несмотря на свои превосходные технические данные, он все же имел недостатки в собственной конструкции, к тому же, исчез главный аспект, с целью которого он создавался. Все эти факторы означали, что его конкурентоспособность значительно ослабла сравнительно с лучшими истребителями того времени, к тому же содержание МиГ-21 обходилось дешевле. Поэтому самолет вскоре перестал присутствовать в мировых военных арсеналах, за исключением некоторых возможных отдельных единиц.
МиГ-25 обладает поистине поражающими воображение способностями. Его скорость в обычном режиме составляет Мах 2,5, однако это не предел — самолет способен развить Мах 3, но этого никто не делает, так как появляется вероятность разрушения двигателя. Воздушный аппарат предназначался для ведения воздушной разведки, оснащался мощными ракетами Р-40 типа воздух-воздух с радиусом действия 80 километров, обладал продвинутым фотографическим и электронным спецоборудованием.
Одним из главных недостатков МиГ-25 стал большой вес, значительно больший, нежели у его западных конкурентов. Его маневренность и управление сильно страдали на высоких скоростях и небольших высотах; в обстоятельствах обычного воздушного боя его радар обладал довольно ограниченными способностями по сравнению с другими вражескими истребителями, а трудности пилотирования на небольших высотах означали, что быть эффективным в подобных операциях он попросту не сможет. Подобные несовершенства самолета могли быть прощены, если бы его использовали хотя бы один раз в операции перехвата на большой высоте, однако намного чаще его использовали для других целей.
Почти все эти самолеты были сняты с вооружения стран после развала СССР. Он послужил базой для создания одного из лучших истребителей – МиГ-31. Тем не менее рекорд максимальной высоты полета самолета по сей день принадлежит ему.
На какую высоту поднимаются самолеты
Вид из окна самолета
10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса. Пилот же обязан слушать все руководства диспетчера и в точности выполнять их. В противном случае возникает риск столкновения с другими бортами – такое крайне редко, но случается.
Интересный факт: самолеты могут подниматься на высоту более 37 километров. Но речь идет не о гражданских бортах, а об истребителях-перехватчиках. У них совершенно другие технические показатели.
Транспортные и пассажирские авиалайнеры
У этих самолетов другая сфера применения, поэтому и требования к высоте и скорости их полета другие. Были единичные разработки пассажирских авиалайнеров, использующих сверхзвуковые скорости (типа «Конкорд»), но от них отказались из-за непрактичности применения в этой сфере. Однако скорость полета реактивных транспортных и пассажирских самолетов довольно внушительная.
Например, всем известный военно-транспортный самолет Ил-76 имеет крейсерскую скорость в 750-800 км/ч. Значит, максимальная скорость очень близка к сверхзвуковой. А практический потолок достигает 12 000 метров над уровнем моря. Расчетная высота для этого типа самолета – 8-9 км. Большинство современных крупных самолетов, предназначенных для перевозки грузов и пассажиров на большие расстояния, имеют подобные или близкие к ним летные характеристики.
Однако привычная нам система измерения скорости для самолетов, летающих на больших высотах, не всегда будет достаточно информативной. скорость самолета на высоте часто измеряется числом «М», соответствующим скорости звука. Для большой высоты полета этот показатель имеет большое значение, потому что на большой высоте уменьшается, а значит, уменьшается и скорость звука, выраженная в км/ч или в м/с. Поэтому при одной и той же скорости, выраженной в километрах в час, с изменением высоты будет изменяться скорость, выраженная в числе «М». Для обычного человека это кажется непринципиальным. Но для преодоления скорости звука потребуется существенное увеличение прочности конструкции, следовательно, и массы самолета, а также специфические формы крыла.
Для примера. Самолет, летящий у поверхности земли со скоростью звука, за один час преодолеет расстояние приблизительно в 1220 километров. Самолет на высоте 10 км, летящий со скоростью звука, за час преодолеет только 1076 километров. Чисто из практических соображений не будет смысла разгонять невоенный самолет до скорости звука и существенно увеличивать высоту его полета.
Что еще влияет на высоту полетов
То, на какой высоте летит самолет, определяется следующими нюансами:
- моделью воздушного судна;
- грузоподъемностью;
- скоростью;
- загруженностью воздушных коридоров;
- допустимым расходом топлива;
- количеством кислорода и разреженностью атмосферы.
Почему стандартный вариант для гражданской авиации — 10 000 м? На это влияет ряд факторов:
- Реактивным двигателям требуется охлаждение. Если подняться на 10 000 м, температура за бортом составит – 50 ˚C.
- Для нынешних самолетов не станет трагедией выход из строя 1 двигателя, но попадание птиц в турбины нежелательно. По этой причине судно поднимается на уровень, куда не долетают пернатые.
- Если возникнет непредвиденная ситуация, у экипажа и диспетчеров будет больше времени на принятие решений.
- На этом уровне лайнер оказывается выше облаков. Непогода будет влиять на него меньше.
Разработки компаний Airbus и позволяют лайнерам подниматься выше — на 13 000 м, поскольку их двигатели мощнее, чем у ТУ-154. Для последних предельно допустимая высота —12 100 м.
Пояснения также дает Джон Кокс — бывший капитан U. S. Airways, который вышел на пенсию и основал консалтинговую компанию в сфере безопасности авиалиний. В интервью для USA Today он ответил на ряд вопросов:
- На сколько может подняться самолет, не получив повреждений? У каждой модели есть сертифицированная максимальная высота. Она определяется во время тестовых полетов, но затем значение немного снижают. Это необходимо, чтобы обеспечить безопасность экипажу и пассажирам.
- Есть ли высота, где не существует турбулентности? Неприятное явление, которого боятся пассажиры, отсутствует там, где мало воздуха. Если подняться над уровнем моря на 15—16 км, турбулентности не возникнет. Но на обычных авиарейсах лайнеры летают ниже.
- Что произойдет, если судно поднимется выше, чем разрешено сертификацией? Двигатели не смогут производить достаточно энергии для полета. Но разгерметизации салона или кабины не случится.
Определение высоты полета основано на комплексе данных, поэтому устанавливается индивидуально. Если хотите узнать точный показатель, прислушивайтесь к объявлениям, которые делает пилот.
Первый самолет, сконструированный братьями Райт, поднимался над землей всего лишь на 3 м. Когда конструкторам удалось достичь уровня верхушки Эйфелевой башни, они произвели сенсацию. А узнать подробнее, на какой высоте и как летают нынешние самолеты, вы сможете из видео:
В каких условиях проходит полет
Оптимальные высоты для пассажирской авиации давно рассчитаны и находятся в диапазоне от 9 до 12 километров. Для сравнения, высота величайшей вершины мира горы Эверест 8848 метров. Эти цифры обусловлены состоянием атмосферы: на таких высотах она достаточно разрежена и сопротивление воздуху минимальное. Так высоко не поднимаются птицы, а значит, нет вероятности столкновения с ними.
Вопреки расхожему мнению, птицы очень редко становятся причиной нарушений в двигателях воздушного средства, гораздо чаще в столкновениях они становятся жертвами от удара в корпус.
Планку высоты в 12 километров гражданские суда никогда не пересекают. Выше этой отметки атмосфера становится еще более разреженной, что грозит быстрой потерей высоты из-за острой нехватки кислорода для сгорания топлива.
Высота положения самолета над землей измеряется высотомером – прибором, который высчитывает величину в зависимости от атмосферного давления, и, по сути, является барометроманероидом. В России высота измеряется в единицах СИ – метрах, в некоторых других странах вычисляют величину в футах.
Набирают высоту пассажирские самолеты очень медленно, в это время двигатели работают на полную мощность и расход топлива максимален. Одновременно плавный подъем позволяет пассажирам легче перенести перепад давления, от которого закладывает уши. Чтобы облегчить состояние, рекомендуется несколько раз зевнуть, тогда неприятные симптомы быстро проходят.
Температура за бортом на высоте 10000 метров держится на отметке -50 °С. Такие условия способствуют эффективному охлаждению двигателей.
Рекорды полетов
Какой же мировой рекорд высоты полета самолета? Он был поставлен в 1977 г., когда Александр Федотов и его сверхзвуковой МиГ-31 поднялись на 37 000 м. Достижение осталось рекордным для самолетов, которые поднимаются в воздух самостоятельно. Существуют также модели, доставляемые на других судах к определенной высоте и стартующие оттуда.
Пилоты же гражданской авиации управляют лайнерами на высоте максимум 13 000 м. Их задача — обеспечить безопасность пассажиров и максимально сэкономить топливо, а не стать рекордсменами. На текущий момент лучших показателей достигли модели и Airbus.
Как строятся дороги в небе
Дороги в небе пролегают от точки к точке и строятся с учетом других аппаратов в небе, закрытых для перелетов зон и прочих факторов
Если открыть тот же и проследить за маршрутами полетов, становится ясно, что из пункта А в пункт Б самолеты добираются по ломаным линиям. Это не ошибка диспетчера или пилота, а построение дороги от точки к точке. Обозначить путь огнями или другими ограничителями в воздухе невозможно. Летательные аппараты направляются по цепочке радиовышек и маркированных принятыми шифрами объектов. Маршрут буквально выглядит, как набор буквенно-числовых кодов.
Лететь по прямой тоже можно и даже целесообразно. Кратчайший путь удешевляет стоимость. Но для этого лайнер должен иметь современное оборудование, способное построить подобный путь. А еще создать идеально прямой маршрут не всегда получается – в пути может не оказаться аэродромов и радионавигации, зато найдутся закрытые для полетов зоны.
Выбор трассы зависит от множества факторов и нюансов. Вот лишь 2 из существующих.
1. В первую очередь, влияет на это цель использования. Воздушное пространство поделено на зоны, маркированные буквами. Мощные пассажирские авиалайнеры передвигаются в секторе А, который находится как раз на высоте 9-12 тыс. метров.
Лететь в зоне класса А можно только по приборам и подсказкам диспетчера. Обстановка за бортом пилотов не интересует – об опасном сближении с другими аппаратами предупреждают с земли. Именно здесь машины обязательно разводят по эшелонам, чтобы неограниченные по скорости передвижения объекты не столкнулись.
В целях той же безопасности перед перелетом по зоне А необходимо получить разрешение. В заявке прописываются характеристики рейса и маршрут со всеми поворотными точками.
Небольшие суда довольствуются зоной С, которая начинается от земли. Здесь можно летать и с помощью приборов, и с визуальной оценкой обстановки за бортом. Ограничения на скорость в зоне накладываются только для тех, кто доверяет глазам, а не приборам. Неизменным остаются 2 вещи: требуемое разрешение и наличие радиосвязи.
Легкой авиации, парашютистам и парапланеристам остается область класса G. Пилоты здесь ориентируются на приборы и визуальную оценку обстановки. Постоянную связь с диспетчерами не поддерживают, информацию получают по запросу. Разрешение на передвижение получать не требуется, зато ограничения по скорости действуют для всех.
2. Вторым фактором, влияющим на выбор пути, является наличие закрытых зон на маршруте. К областям с постоянным запретом на перелеты относят природные заповедники и некоторые части городов. Так, в Москве запрещено влетать в пределы МКАДа. Ко временным причисляют зоны боевых действий, природных катаклизмов и техногенных катастроф.
Причины, по которым воздушное пространство закрывают над океанами, еще интереснее. Самолетам могут запретить мешать размножению китов или передвигаться в местах, где космические агентства затапливают отработавшие объекты.
Как и на земле, движение на воздушных дорогах регулируется правилами. Так, для обгона небольшие машины уходят вправо. Если нужно «разъехаться» на перекрестке – аппараты меняют высоту. Крупные суда во всем полагаются на диспетчера.
Приоритетную очередность на посадку имеют лайнеры, подающие сигнал SOS. Следом идут машины с пассажирами и те, что уже летят ниже других.
Чтобы пилоты не запутались и не заблудились, балом правит Единая система организации воздушного движения. Именно это общество разрабатывает одинаковые для всего мира правила и требования. Выпускаемая информация объединяется в постоянно обновляемые сборники. В них можно найти все, что нужно для авианавигации: от изменения статуса аэропорта до временного закрытия взлетно-посадочных полос.
Если с обновлениями сборника пилот не знаком, прямо на подлете к аэропорту судно отправляют на новый круг. Сесть разрешат, когда экипаж прослушает данные об изменениях. Возятся только с теми, кто подает сигнал бедствия. В этом случае диспетчер переключается на конкретное судно и ведет пилотов за руку.
Почему самолеты летают на большой высоте
Во первых самолёт летит на такой большой высоте прежде всего потому, что на высоте 9-11 км воздух сильно разряжен,и двигатели не встречают такого сопротивления воздуха. По этой причине сгорает в разы меньше топлива. Ну а о других причинах полёта на большой высоте можно догадаться и самому. Во вторых-почему они летают, и каким образом поднимаются в воздух, они же железные? Глупый вопрос человека,который не знаком с простейшими законами физики и аэродинамики крыла самолёта.Изучайте, что такое подъёмная сила, что создаёт подъёмную силу? Что такое движущая сила и неизменная масса объекта? В инете хорошо об этом рассказано. аэродинамика крыла самолёта. Если бы кто то хотя бы это прочёл, то не задавал бы глупых вопросов. Масса самолёта не имеет никакого значения. Или он маленький одноместный, или это А-380, вмещающий до 600 человек, и весящий не одну сотню тонн. Крылья создают так называемую воздушную подушку. По всему крылу располагаются мельчайшие ворсинки, если можно так назвать,воздуха. Они окутывают крыло равномерно и по всей площади. Это называется.Самолёт поэтому никогда не упадёт,если работают двигатели.Двигатели создают движущую силу, площадь крыла создаёт подъёмную силу. Поэтому не задолго до посадки с помощью закрылков площадь крыла увеличивается, так как скорость уменьшается. Увеличив площадь крыла, самолёт относительно при невысокой скорости более устойчив в воздухе. И так же закрылки убираются через несколько минут после взлёта, что бы уменьшить тормозящий эффект при наборе скорости и высоты. Несоблюдение этих манипуляций может окончится печально, что в истории авиации бывало. Неправильное управление закрылками, и предкрылками.
Это интересно
Король Артур и меч Экскалибур
После коронования Артура прошел месяц и вот, в образе мальчика, ко двору явился Мерлин. Волшебник поведал Артуру, что …
Гномы Бретони: горики
В Бретани верят в карликов, или гномов, которых в различных частях страны называют крионами, курилами или гориками. Последнее …
Интернет-зависимость
Есть множество признаков для выявления интернет-зависимости у человека. В разных странах выделяют свои признаки, так в …
Нейтринный телескоп
В принципе это просто детектор нейтрино, в некоторых случаях способный измерять направление, откуда это нейтрино прилетело. …
Русь и Золотая Орда
Александр Невский выбрал курс на сотрудничество с Ордой, так как: а) хотел предотвратить нашествия на Русь, восстановить силы …
Гигант Агрий
На остров Кос послал к Гераклу отец Зевс свою любимую дочь Афину-Палладу призвать великого героя на помощь в …
Реформы Сервия Туллия
Растущее богатство и мощь верхушки родовой знати, конфликт между патрициями и плебеями обусловили проведение предпоследним римским …
Немецкие асы Первой мировой войны
