Hvorfor er det ingen tilfeller av fly som hensynsløst forbikjører eller kaprer?

Det er strengt forbudt i luftfartsindustrien å fly som flyr utover tekniske standarder eller sikkerhetsgrenser, og det kan ha katastrofale konsekvenser.

14. mai gikk en video som viste tre fly som dukket opp samtidig på himmelen viralt på sosiale medier. Videoen ble lagt ut på Douyin av en passasjer på et Spring Airlines-fly.

I beskrivelsen oppga personen at flyet nedenfor tilhørte Chengdu Airlines, mens flyet som forbikjørte det lavt tilhørte Shandong Airlines, et flyselskap kjent for kallenavnene «Lightning Airlines» eller «Shandong Speed».

Fenomenet kjent som «Shandong Express» for dette flyselskapet stammer imidlertid ikke fra fart. På grunn av strenge luftfartsregler er det nesten umulig for piloter å fly raskere enn fartsgrensen.

Aerodynamisk grunnlag

Den absolutte grunnen til at et kommersielt fly ikke vilkårlig øker hastigheten i luften, stammer fra lovene om væskedynamikk, spesielt oppførselen til luftstrøm som nærmer seg lydens hastighet i store høyder.

En video som viser tre fly som dukker opp samtidig på himmelen, der Shandong Airlines forbikjører Chengdu Airlines, har gått viralt på sosiale medier. Foto: Douyin.

Moderne kommersielle fly, fra kompakte smalkroppsfly til vidkroppsgiganter, opererer vanligvis i subsonisk modus, med et optimalt resirkuleringshastighetsområde fra Mach 0,78 til Mach 0,85 (78–85 % av lydhastigheten i luft).

Den faktiske hastigheten til et fly måles i Mach-tall, som er definert som forholdet mellom objektets hastighet og lydhastigheten i det samme omgivende fluidmediet.

Selv om flyet i seg selv beveger seg med en hastighet lavere enn lydhastigheten (under Mach 1), tvinger den buede utformingen av vingens øvre overflate luftstrømmen over den til å akselerere lokalt, noe som genererer løft i henhold til Bernoullis prinsipp.

Hvis en pilot med vilje trykker på gassen for å akselerere flyet utover dets maksimale Mach-tall, med sikte på å forbikjøre eller "kappe" med et annet fly, vil ekstreme fysiske fenomener oppstå.

På det tidspunktet vil sjokkbølger, den usynlige grensen mellom økende trykk og temperatur, dannes og skape en alvorlig forstyrrelse i luftstrømmen. Den direkte konsekvensen er grensedelaminering, der luftstrømmen ikke lenger fester seg tett til den aerodynamiske overflaten av vingen, men rives fra hverandre bak den, noe som skaper turbulente virvler.

I tillegg til begrensningene fra luftmotstand, står kommersielle fly som opererer i store høyder også overfor et ekstremt trangt operasjonsrom, som romfartsforskere kaller kistehjørnet.

Kistevinkelen oppstår når flyet beveger seg raskt nok og høyt nok til at trykket begynner å utjevnes mellom undersiden og toppen av vingen, noe som fører til at løftet gradvis forsvinner.

Når et fly øker i høyden, blir luften tynnere, med færre luftmolekyler, mens vingearealet forblir uendret. Dette tvinger flyet til å fly raskere for å generere nok løft til vingene.

Hvis et fly beveger seg for sakte, vil det krasje fordi det ikke lenger har nok løftekraft til å motvirke kreftene som virker på det, som for eksempel jordens gravitasjonskraft eller sentripetalkraft. Når løftekraften er mindre enn tyngdekraften, opplever flyet stalling – den usynlige dreperen i luften.

Illustrasjonen viser konseptet med et kistehjørne. Foto: PilotMall.

I området rundt kistelokket vil imidlertid flyet nå subsonisk Mach hvis det flyr fort. Luftstrømmen over vingene når hastigheter nær eller høyere enn lydhastigheten, mens flyet fortsatt beveger seg under lydhastigheten.

Ved for høye hastigheter har sjokkbølger som dannes av kollisjon av luftstrøm med vingeoverflaten en tendens til å presse flyets nese mot bakken.

Dette gjør at det å fly nær hjørnet av kisten kan sammenlignes med å ha bind for øynene og balansere på line. En liten endring i hastighet eller høyde kan føre til tap av løfteevne eller for høy hastighet, som begge kan være katastrofale.

Økonomisk problem

Selv uten sikkerhetsmessige og fysiske begrensninger, ville "fartskapsløpet" for kommersielle fly fortsatt være begrenset av den grunnleggende strukturen i luftfartsøkonomien.

I 1957 tok den første Boeing 707 av. Den oppnådde en marsjfart på Mach 0,78. I 2009 lanserte Boeing 787 Dreamliner. Dette flyet har en marsjfart på Mach 0,85.

To fly, begge produsert med 52 års mellomrom, er bare 8 % raskere. Med slike bemerkelsesverdige fremskritt innen vitenskap og teknologi, hvorfor kan ikke fly fly noe raskere?

Årsaken er at lufttransportbransjen er en av sektorene med ekstremt lave fortjenestemarginer. Drivstoffkostnader står for den største og mest volatile andelen av et flyselskaps totale direkte driftskostnader.

Concorde er til dags dato det eneste kommersielt opererte flyet som oppnår supersoniske hastigheter. Det kan fly med en hastighet på Mach 2,02, noe som tillater en reise fra New York til London på omtrent 3 timer og 30 minutter.

Dette er et imponerende antall, men bare 14 Concorde-fly ble noen gang satt i drift, og de betjente bare to ruter for to flyselskaper: British Airways og Air France. Concordes første kommersielle flyvning var i 1976, og den siste flyvningen ble avsluttet i 2003.

Til dags dato er Concorde det eneste kommersielt opererte flyet som oppnår supersoniske hastigheter. Foto: CNN.

For å fly supersonisk må et fly være svært aerodynamisk, noe som betyr at det må ha en smal design, noe som begrenser antallet passasjerer. Dette betydde at Concorde bare kunne frakte rundt 100 passasjerer, et beskjedent antall sammenlignet med de 330 passasjerene som Boeing 787-10 kan frakte.

Dessuten var de høye driftskostnadene fordelt på et relativt lite antall passasjerer ikke en levedyktig økonomisk modell. På slutten av 1990-tallet kostet en enveisbillett på Concorde så mye som 6000 dollar , en pris betydelig høyere enn en vanlig flybillett for passasjerer.

I stedet for fart opererer flyselskapene basert på profitten som oppnås ved å operere flyvninger. Derfor fokuserer kommersiell luftfartsteknologi for tiden utelukkende på å øke effektiviteten.

Ta Boeing 707 og Boeing 787 som eksempler. Selv om de har lignende marsjhastigheter, er Boeing 787 et mye mer kostnadseffektivt alternativ.

Mer spesifikt bruker Boeing 787 bare omtrent 5 tonn drivstoff i timen og kan frakte omtrent 140 ekstra passasjerer. Til sammenligning bruker Boeing 707 omtrent 6,8 tonn drivstoff i timen. Moderne fly fokuserer på å få flest mulig passasjerer til destinasjonen med lavest mulig drivstoff- og driftskostnader.

Fly må fly med en hastighet som er høy nok til å oppnå høy effektivitet, men luftmotstand og drivstofforbruk må ikke redusere inntektene. Derfor er flyhastigheten til kommersielle fly i dag i hovedsak den optimale hastigheten mellom effektivitet og inntekter.

Kilde: https://znews.vn/vi-sao-khong-co-chuyen-may-bay-vuot-au-dua-toc-do-post1652089.html