Почему высокая температура затрудняет взлет самолетов?

Повышение температуры по всему миру затрудняет вылет самолетов из некоторых аэропортов, что создает еще одну проблему для отрасли гражданской авиации.

По данным CNN , по мере того, как жаркая погода становится более частой, проблема сложных взлетов может обостриться из-за увеличения количества рейсов, что вынудит авиакомпании задерживать или отменять рейсы.

«Основная проблема, с которой сталкивается любой самолёт при взлёте, заключается в том, что он очень тяжёлый, и гравитация прижимает его к земле», — объясняет Пол Уильямс, профессор атмосферных наук в Университете Рединга в Великобритании. «Чтобы преодолеть гравитацию, самолёту необходимо создавать подъёмную силу. То есть, он использует воздух, чтобы поднимать самолёт вверх. Подъёмная сила зависит от ряда факторов, но одним из самых важных является температура воздуха. По мере нагревания воздух расширяется, и остаётся всё меньше молекул, способных поднять самолёт».

По словам Уильямса, при каждом повышении температуры на 3 градуса Цельсия самолёт теряет 1% подъёмной силы. «Вот почему экстремальные температуры затрудняют взлёт самолётов. В некоторых действительно экстремальных условиях самолёты вообще не могут взлететь», — говорит Уильямс.

Проблема особенно остро стоит на больших высотах, где воздух естественно разрежен. Короткие взлётно-посадочные полосы оставляют самолётам меньше места для разгона. Если самолёту требуется полоса длиной 6200 футов (1900 м) при угле наклона 20 градусов, это расстояние увеличивается до 8500 футов (2400 м) при угле наклона 40 градусов, говорит Уильямс.

Уильямс и его коллеги изучили исторические данные по 10 аэропортам Греции, все из которых характеризуются высокими летними температурами и короткими взлётно-посадочными полосами. Они обнаружили, что с 1970-х годов температура повышалась на 0,75 градуса Цельсия за десятилетие. Они также обнаружили, что встречный ветер вдоль взлётно-посадочных полос уменьшился на 4,3 километра в час за десятилетие. Уильямс отметил, что встречный ветер благоприятен для взлётов. Некоторые данные свидетельствуют о том, что изменение климата приводит к глобальному замедлению, из-за чего кажется, что ветры замедляются.

Затем команда ввела данные о температуре и боковом ветре в машину, которая рассчитала взлётные характеристики различных самолётов, включая Airbus A320, один из самых популярных в мире . «Мы обнаружили, что максимальный взлётный вес снижался на 127 кг в год, что эквивалентно весу пассажира с багажом, то есть самолёт перевозил на одного пассажира меньше в год», — сказал Уильямс.

С момента его введения в эксплуатацию в 1988 году по 2017 год максимальный взлетный вес A320 снизился более чем на 3628 кг в Национальном аэропорту острова Хиос, главном аэропорту в исследовании, длина взлетно-посадочной полосы которого составляет менее 1500 м. Аэропорт Лондон-Сити в Великобритании также имеет взлетно-посадочную полосу длиной менее 1500 м. Во время аномальной жары 2018 года более десятка рейсов были вынуждены высадить пассажиров для безопасного взлета. Один рейс даже пришлось оставить 20 человек. В 2017 году десятки рейсов были отменены в течение нескольких дней в международном аэропорту Скай-Харбор в Финиксе, когда температура достигла 48,8 градусов по Цельсию, что превысило максимальную рабочую температуру для многих пассажирских самолетов.

Исследование Колумбийского университета прогнозирует, что к 2050 году типичному узкофюзеляжному самолету, такому как Boeing 737, придется увеличить предельную массу на 50–200% в летние месяцы в четырех крупных аэропортах США: Ла-Гуардиа, Рейган Нэшнл, Денвер Интернешнл и Скай-Харбор.

«Есть несколько решений этой проблемы», — сказал Уильямс. «Одно из них — планировать вылеты вдали от самого жаркого времени суток, уделяя больше внимания раннему утру и позднему вечеру. Эта тактика уже применялась в жарких регионах, например, на Ближнем Востоке».

Более лёгкие самолёты также менее подвержены подобным проблемам, что может стимулировать использование композитных материалов, таких как углеродное волокно, в планёрах. Тем временем, такие производители, как Boeing, предлагают модифицированную версию для некоторых самолётов, если они не планируют эксплуатировать их в высокогорных аэропортах с более жарким климатом. Эта опция обеспечит большую тягу и большую аэродинамическую поверхность, чтобы компенсировать уменьшение подъёмной силы без ущерба для дальности полёта или пассажировместимости.

Конечно, более эффективным решением было бы удлинение взлётно-посадочной полосы, хотя это может быть возможно не во всех аэропортах. В некоторых случаях, когда ни одно из этих решений не подходит, пассажирам придётся опаздывать на свои рейсы. По словам Уильямса, люди редко опаздывают на рейсы из-за экстремальной жары. Большинство самолётов никогда не достигают максимальной взлётной массы. Пропущенные рейсы чаще всего случаются в аэропортах с короткими взлётно-посадочными полосами, на больших высотах и в летнее время, сказал Уильямс.

Ан Кханг (по данным Yahoo )

Ссылка на источник