Что опасно для самолета в воздухе
Кто расставил воздушные ямы и чем они грозят самолету
Все мы слышали загадочное слово “турбулентность”, связанное с авиаперелетом. Это сложное явление в народе называют болтанкой или воздушными ямами. Для того чтобы понять насколько они опасны, нужно знать как они образуются и какие против них существуют меры.
На образование турбулентности влияет перепад атмосферного давления, столкновение воздушных масс разной температура, направление ветра и другие факторы, которые создают нестабильность плотности воздуха.
При перегрузках на доли секунд кажется, что самолет будто падает, но тут же возвращается, – такое колебание дает ощущение тряски. В эти минуты пассажиры испытывают особое чувство тревоги и не зря.
Самым опасными и ответственными маневрами пилоты считают взлет и посадку.
Именно с набором высоты или при снижении болтанка усиливается, так как у земли потоки восходящего воздуха создают особую нестабильность атмосферы, которая наблюдается также при прохождении облаков. Такие участки называют “зонами турбулентности”.
Грозовые облака в отличие от обычных представляют серьезную опасность, но в грозу самолет не летит.
Чтобы избежать травм, перед взлетом пассажиров просят убрать ручную кладь в специальные отсеки и пристегнуться.
Когда самолет набрал высоту, где тряски нет и разрешается ходить по салону, иногда может случиться, так называемая, “турбулентность ясного неба”.
Она непредсказуема, поэтому экипаж не успевает предупредить пассажиров занять свои места. Такая внезапная тряска опасна тем, что может привести к серьезным травмам и ранениям пассажиров и членов экипажа.
Турбулентность бывает искусственной, но это не значит, что кто-то по злому умыслу расставил в небе воздушные ямы. Самолет, рассекая воздушные массы, оставляет за собой вихревой след.
Он представляет опасность для других летательных объектов, особенного маломерных. Именно поэтому в аэропортах самолеты взлетают с некоторым интервалом, позволяющим ему рассеяться.
Кстати, большие самолеты более устойчивы к турбулентности по причине своей инертности.
В любом случае воздушные судна имеют гибкое крыло и другие приспособления, для удержания своего стабильного положения при полете.
Сама турбулентность, практически, никогда не приводит к катастрофе. Современные технологии уже предлагают способы предупреждения турбулентности ясного неба.
Поэтому летайте спокойно. Выполняйте все указания капитана корабля. До начала взлета уберите ручную кладь и травмоопасные предметы. Не отстегивайте ремни раньше времени.
Знание о турбулентности вам поможет преодолеть страх, а чувство тревоги во время тряски помогает успокоить глубокое размеренное дыхание. Кроме того, можно чем-нибудь отвлечься.
Психологи утверждают, что когда вы попытаетесь написать что-нибудь той рукой, которой вы обычно не пишите, то активизируется противоположное полушарие, которое помогает воспринимать действительность иначе.
Пять редких природных явлений, угрожающих безопасности авиаперелетов
Представьте: вы летите в самолете, удобно устроившись в кресле. Только что закончился обед. Впереди отдых на солнечном берегу, пальмы, лазурное море. В иллюминаторе плавно проплывают облака. Вдруг пилот объявляет по громкой связи, что самолет вскоре войдет в зону турбулентности, необходимо пристегнуть ремни, сложить столики и сохранять спокойствие. Вскоре самолет как будто подбрасывает вверх, потом резко опускает вниз и вообще начинается неприятная болтанка. Кто-то из пассажиров громко молится, кто-то смеется, кому-то стало плохо, дети плачут. Все напуганы и думают, что конец уже близок.
Так проявляется турбулентность. Дело в том, что атмосфера Земли — не статичная смесь газов. Она все время находится в движении. В ней всегда есть воздушные течения, области с повышенным или пониженным давлением. В полете самолет постоянно обтекается воздушным потоком. В нормальных условиях этот поток относительно стабилен, то есть он гладкий (ламинарный) в передней части планера самолета и несколько возмущенный в его кормовой части (в хвостовой части воздушные потоки с верхней и нижней частей планера встречаются и смешиваются). В этих условиях самолет летит спокойно, без рывков, с равномерным свистом двигателей.
Но поскольку атмосфера Земли всегда находится в движении, то во время полета самолет часто попадает в различные воздушные потоки, которые так или иначе на него влияют. Пассажиры могут ощущать их как легкое покачивание или же как сильную тряску. В это время один воздушный поток, в который попал самолет, нарушает другой воздушный поток, обтекающий планер лайнера. Из-за этого подъемная сила на некоторых частях корпуса самолета может уменьшаться или, наоборот, увеличиваться. Зоны, в которых самолет попал в другое воздушное течение, и называются зонами турбулентности.
Они возникают в самых разных местах. Например, на стыке теплых и холодных воздушных потоков (над горами или на стыке моря и суши) или на границе облаков (облака — взвесь капелек воды в воздухе, по своей плотности резко отличающаяся от окружающего воздуха). Если вы летите из Москвы в турецкую Анкару над Черным морем, то скорее всего вас будет трясти там, где море переходит в берег Турции. Довольно часто самолет трясет при взлете и посадке. Тут лайнер либо проходит облачную пелену, если таковая имеется, либо сталкивается с так называемыми термиками — неоднородными восходящими потоками теплого воздуха.
В большинстве случаев зоны турбулентности можно спрогнозировать. Если пилоты видят большое облако по курсу, они его облетят — там скорее всего будет трясти. Погодные радары на борту самолета также могут определять зоны турбулентности. Но есть явление, которое называется турбулентностью ясного неба. Это болтанка в чистом синем небе, в котором нет ни намека на облачко. Предсказать такое явление очень сложно. Причин возникновения турбулентности ясного неба может быть несколько: от пересечения воздушных течений до появления спутных следов других самолетов (вихревых течений за лайнерами).
Пилоты самолетов обычно хорошо подготовлены к встрече с турбулентностью, и даже если она возникает неожиданно, летчики могут быстро выровнять самолет и постараться уйти из зоны болтанки. При этом все современные лайнеры оборудованы множеством вспомогательных систем, которые вовремя предупреждают летчиков о различных опасных явлениях (например, опасном отрыве воздушного потока от крыла). Последний раз катастрофа из-за турбулентности произошла в 2001 году. Тогда вскоре после взлета из аэропорта в Нью-Йорке лайнер A300 попал в спутную струю другого самолета и разбился. Все 260 человек на борту погибли.
Огни святого Эльма
Помимо турбулентности ясного неба пилотам знакомо и другое явление, не менее редкое. Речь идет об огнях святого Эльма, получивших свое название в честь католического покровителя моряков. Впервые с таким названием оно упоминается в морских документах 1886 года, хотя само явление описывалось и прежде. Например, о нем говорится в «Записках об Африканской войне» Гая Юлия Цезаря. Изначально огни святого Эльма наблюдали моряки во время грозы или незадолго до нее. Проявлялось оно так: на острых концах высоких мачтовых конструкций появлялись яркие светящиеся шарики.
Огни — это коронные разряды, возникающие на высоких и острых предметах из-за большой напряженности электрического поля в атмосфере. Чаще всего так бывает перед грозой, но огни святого Эльма можно наблюдать и вблизи извергающего вулкана (из-за трения частичек вулканической пыли в воздухе атмосфера насыщается статическим электричеством). Сегодня в море огни святого Эльма встречаются очень редко — современные корабли лишены мачт и высоких конструкций.
В авиации огни святого Эльма появляются на стыках ветровых стекол и корпуса самолета, законцовках крыльев и статических разрядниках при пролете вблизи от грозового фронта или через него. Огни святого Эльма возникают в любое время суток, но днем они практически не видны, а вот ночью заметны хорошо. В темном небе на кончиках крыла вдруг начинают разгораться как будто бы синие шарики. По поверхности крыла ближе к передней кромке появляется синеватая или беловатая дымка. На ветровых стеклах в кабине экипажа наблюдается такая же светящаяся дымка, которая периодически гаснет и превращается в разряды электричества.
Огни святого Эльма обычно не опасны. По верхнему слою металлического корпуса самолета электричество постепенно стекает в атмосферу, как правило не причиняя вреда ни самолету, ни пассажирам. Но неизвестно наверняка, не могут ли коронные разряды повредить лайнеру в каких-нибудь крайне редко встречающихся ситуациях. Считается, например, что огни святого Эльма стали одной из причин авиакатастрофы лайнера Airbus A330, летевшего из Рио-де-Жанейро в Париж. Через 23 минуты после взлета самолет упал в Атлантический океан. Все 228 человек, находившихся на его борту, погибли. Это пока единственный в истории авиации случай, когда огни святого Эльма были названы одной из причин катастрофы.
Нередко самолетам приходится сталкиваться в воздухе непосредственно с грозой. В первую очередь такое столкновение сопровождается той самой болтанкой. Дело в том, что гроза — это всегда множество воздушных течений, пересекающихся и смешивающихся друг с другом. Такие течения вкупе с неоднородной плотностью облаков создают зоны турбулентности, где самолет начинает швырять из стороны в сторону. В этой болтанке пассажиры и без того чувствуют себя, мягко говоря, неуютно. И тут один из них замечает, как в крыло ударила молния. Паника в этом случае гарантирована.
Но на самом деле бояться особо нечего. Молнии для самолета практически не представляют опасности. Вы наверняка видели шоу, в котором человек заходит в металлическую клетку (клетку Фарадея), расположенную между катушками Тесла. Катушки включают, в клетку начинают бить молнии, но с человеком внутри ничего не происходит. В воздухе самолет как раз представляет собой такую клетку. Если в него попадает молния, электрический разряд проходит по корпусу и благополучно стекает в атмосферу. Иногда в местах входа и выхода разряда может произойти незначительное оплавление, да и то оно возможно лишь на стыках, где возникает искра.
Для того чтобы дополнительно защитить самолет от воздействия молний, его оснащают так называемыми электростатическими разрядниками. Обычно они выполняются либо в виде металлических штырьков, частично покрытых изоляцией, либо в виде метелок проволоки. Разрядники устанавливаются в нескольких местах на фюзеляже, а также на задней стороне крыла. В полете самолет трется о воздух, в результате чего на его поверхности накапливается статический заряд. Этот заряд может ухудшать работу систем связи и «притягивать» молнии. Благодаря электростатическим разрядникам лишний заряд стекает в атмосферу.
Кроме того, некоторые современные пассажирские самолеты оснащаются системами нейтрального газа. Они представляют собой сложный фильтр, пройдя через который забортный воздух лишается части кислорода — на выходе из такой системы содержание кислорода в газовой смеси обычно составляет 12–15 процентов. Эта газовая смесь постепенно, по мере убывания топлива, подается в топливные баки. Делается это для того, чтобы при неудачном попадании молнии пары горючего в баках не загорелись.
В целом, каждый из самолетов во всем мире в течение года несколько раз попадает под разряд молнии и при этом ничего страшного не происходит. Тем не менее, на самолетах, лишенных современных систем защиты, молнии могут натворить немало бед. Так, 22 июня 2000 года молния попала в китайский самолет Y-7 (копия советского Ан-24), заходивший на посадку. В результате в топливных баках взорвались пары топлива, самолет развалился на две части и упал. Все 45 человек на борту самолета погибли. Кроме того, жертвами упавших обломков на земле стали еще семь человек.
Наибольшую же опасность в полете для самолета представляет обледенение. На высоте, особенно в условиях облачности, присутствуют пары воды. В полете водяной пар может конденсироваться на поверхности планера самолета, в результате чего сначала образуются капельки переохлажденной воды (на большой высоте очень холодно), которые затем смерзаются в ледяную корку. В ходе полета эта корка может все больше и больше утолщаться и под действием набегающих потоков воздуха принимать самые причудливые формы.
Из-за ледяной корки самолет становится тяжелее, но опасность заключается не в этом. Лед, налипший на поверхность планера самолета, нарушает нормальное обтекание его воздушным потоком. Из-за этого крыло самолета, например, может перестать создавать достаточную для нормального полета подъемную силу. Кроме того, ледяная корка может заблокировать некоторые подвижные элементы крыла, из-за чего самолет потеряет управление. Обледенение чаще всего происходит в зоне облаков или при быстром снижении.
Сегодня перед отправкой самолета в рейс его планер обрабатывают специальным антиобледенительным составом — жидкостью, которая мешает капелькам воды прилипать к поверхности лайнера. Кроме того, современные лайнеры оснащаются системами раннего предупреждения об обледенении и различными противообледенительными системами. В частности, под обшивкой современных самолетов могут устанавливаться специальные пластины, которые при подаче на них напряжения нагреваются и растапливают лед. Лайнеры могут быть оснащены и пневматическими системами — небольшими подушками на обшивке, которые накачиваются воздухом и крошат лед.
Но опаснее всего в воздухе — обледенение двигателей. У них есть холодные зоны: воздухозаборник, вентилятор и несколько первых ступеней компрессора. Образующийся на их лопатках лед может мешать сжатию воздуха, тем самым ухудшая общую работу силовой установки. Кроме того, от ледяной корки могут откалываться крупные куски, способные повредить внутренние элементы двигателя. Систем, позволяющих обнаруживать начало обледенения двигателя, сегодня не существует, поэтому пилоты стараются облетать зоны высокой облачности, чтобы избежать неприятностей.
Надежного алгоритма, позволяющего спрогнозировать обледенение в двигателе, тоже пока не существует. Дело в том, что воздух, поступающий в силовую установку, претерпевает сильные температурные колебания, нагреваясь из-за торможения и сжатия на входе воздухозаборника и резко остывая из-за расширения в камере за входом или в зоне после вентилятора. Из-за этого обледенение в двигателе может происходить при температуре окружающего воздуха в плюс 5–10 градусов Цельсия. По оценке NASA, в десяти процентах авиакатастроф одной из причин (или основной причиной) происшествия является как раз обледенение.
Помимо турбулентности, молний и обледенения, некоторую опасность представляет и радиация, причем не для самого самолета, а для его пассажиров. Дело в том, что на высоте радиационный фон выше, чем на поверхности Земли. Обычно уровень излучения увеличивается в два раза через каждые два километра высоты. Поэтому длительный перелет на самолете сопоставим с полноценным рентгеновским исследованием. Например, по количеству полученной радиации перелет продолжительностью 12,5 часа на высоте 11 тысяч метров сопоставим с рентгеновским исследованием органов грудной клетки.
В периоды повышенной солнечной активности радиационный фон на высоте может существенно превышать нормальные показатели. Обычно уровень излучения на одной и той же высоте больше у полюсов и меньше на экваторе. Тем не менее, для здорового взрослого человека частые перелеты не опасны, хотя радиация может представлять угрозу маленьким детям. По этой причине от перелетов рекомендуют воздерживаться детям и беременным женщинам. В феврале текущего года выяснилось, что в атмосфере существуют и целые «облака радиации».
«Облака радиации» — название, которое явлению дали специалисты NASA. Они представляют собой зоны, в которых радиационный фон значительно повышен по сравнению с соседними областями, причем в некоторых случаях излучение может быть опасным. «Облака радиации» были обнаружены во время исследования по программе ARMAS (Automated Radiation Measurements for Aerospace Safety, автоматическое измерение излучения для аэрокосмической безопасности).
Всего самолеты NASA, оборудованные системами измерения излучения в режиме реального времени, выполнили 213 полетов в 2013–2016 годах. В подавляющем большинстве полетов уровень радиации по мере набора высота увеличивался в пределах нормы. Однако в шести случаях самолеты NASA зафиксировали значительное увеличение излучения, иногда вдвое превышавшее нормальный для этой высоты фон. По данным исследователей, эти всплески радиоактивности совпали с геомагнитными бурями. Подобное повышение радиоактивного фона исследователи склонны связывать с высвобождением электронов из радиационного пояса Земли, происходящим во время геомагнитных бурь.
Какие-либо конкретные выводы исследователи NASA пока еще не сделали. В ближайшее время американцы планируют провести дополнительные исследования, чтобы собрать больше информации об «облаках радиации». Если будет доказана опасность таких зон для людей, в будущем диспетчерские службы могут начать уведомлять пилотов не только об областях турбулентности, но и об участках с повышенной радиацией. Пока же никаких рекомендаций в связи с «облаками радиации» пилотам не выдают.
Сегодня самолеты считаются самым безопасным видом транспорта, но, несмотря на это, они относятся к видам транспорта повышенной опасности. Мы привыкли ходить по земле, чувствуем себя здесь в безопасности, хотя все равно не избавлены от неожиданностей. В воздухе же опасностей гораздо больше чем на земле, но, к счастью, многие из них можно спрогнозировать.
Авиаперелеты и их опасности — ответы на самые частые вопросы
Пилот British Airways Стив с говорящей фамилией Олрайт отвечает на частые вопросы пассажиров о безопасности полетов.
Зона турбулентности — опасна ли она?
Несмотря на неудобства, она абсолютно безопасна, на наших курсах Fly With Confidence мы стараемся максимально доходчиво это объяснить. Те самолеты, на которых осуществляются пассажирские авиаперевозки, могут выдержать огромную турбулентность, значительно большую той, что вы, скорее всего, испытывали.
Проблема зон турбулентности в том, что их невозможно обнаружить заранее. Правда, пилоты, пролетевшие сквозь эти зоны, рапортуют об этом факте — эта информация доходит до тех пилотов, кто летит вслед за ними. Подчас из этой зоны можно выйти, если поменять высоту полета (взлететь выше или снизиться), но это не всегда помогает. Влияет это исключительно на ощущения пассажиров, но никак не на безопасность полета.
Wind shear, или сдвиг ветра. Что это? Опасно?
Сдвиг ветра — опасное явление при посадке и взлете. Это резкое изменение скорости или направления ветра в тот момент, когда самолет наращивает или снижает скорость. Если ветер повлияет на скорость таким образом, что она упадет ниже минимально допустимой, то велика вероятность падения самолета. Все пилоты проходят многочасовые тренировки, а самолеты и некоторые аэродромы оснащены системами оповещения о потенциальном сдвиге. Подробнее почитать об этом и о том, как с этим справляются пилоты, можно в ЖЖ пилота S7.
Стоит ли волноваться, если полет проходит при плохих погодных условиях (снег, дождь)?
Нет. Пилоты очень хорошо разбираются в погодных условиях, всегда изучают текущие прогнозы в аэропортах вылета и прилета, а также погоду в аэропортах по маршруту. Что касается запасов топлива, то у нас всегда залито большее количество, если по прогнозу в аэропорту прилета ожидаются проблемы — в такие моменты может потребоваться повременить с посадкой и уйти на второй круг.
Является ли слишком ветреная погода препятствием к посадке?
В сети существует множество видео, когда самолет заходит на посадку под углом, это безопасно?
У каждого типа воздушного судна есть предел, который пилоты не будут нарушать при боковом ветре. Зачастую в небольших аэропортах нет полосы «в ветер», так что да, ветер в очень небольшом количестве случаев может быть препятствием при посадке. Но скорость и направление ветра анализируются заранее, в редких случаях рейс может быть отменен или перенесен в близлежащий аэропорт по этой причине.
Что касается видео, то они выглядят пугающими, но для посадки при сильном боковом ветре существует специальная техника управления, все это безопасно и отработано пилотами.
Как пилоты осуществляют посадку самолетов в густом тумане?
С помощью программы Autoland. Это сложная система, использующая ILS — Instrument Landing System — сочетание наземных лучей, которые направят самолет на посадочную полосу. Пилоты в таком случае могут не увидеть полосу до момента соприкосновения шасси с землей. Так может быть, скажем, в аэропорту Хитроу, где стоит современная система ILS. Пилоты сажают самолеты вручную в 98% случаев, но тренировки по системе Autoland проводятся в British Airways каждые полгода на протяжении всей карьеры пилота.
Ничего, все коммерческие самолеты сконструированы так, чтобы попадание молнии никак не влияло на работоспособность. На самолеты устанавливают электростатические разрядники, которые обычно находятся на концах крыльев. Если молния все-таки попадает в самолет, то они отводят электричество в воздух. После любого подобного происшествия (а это также большая редкость) самолет инспектируют на предмет повреждений обшивки.
Что будет, если лопнет шина?
На низких скоростях взлета это может стать причиной, по которой взлет может быть отменен, а вот на высоких скоростях полет не будет прерываться. Сесть самолет может с любым количеством лопнувших шин
Стоит ли бояться столкновения с птицами?
Конечно нет, такие вещи происходят крайне редко. Если это случается, то ущерб для самолета минимален или его не будет вовсе, а все двигатели проходят испытания, чтобы выдержать столкновение с птицей.
Столкновение в воздухе — какие на это шансы?
Есть три вещи, которые вы должны знать об этом. Первое — диспетчеры аэропортов проходят жесткий отбор, обучение и лицензирование. Их задача состоит в том, чтобы создать так называемый защитный пузырь (protective bubble), который увеличивается в размерах с увеличением высоты и скорости самолета. Второе — пилот — профессионал своего дела, он проходит огромное количество тестов, отборов и проверок. Третье — все самолеты оборудованы электронными системами, которые позволяют пилотам осуществлять переговоры между собой.
Если авиакомпания — лоукост-перевозчик, то летать ею опаснее? Экономят же.
Не могу отвечать за другие компании, но для всех авиакомпаний-членов ICAO (Международной ассоциации гражданской авиации) есть минимальный уровень подготовки и тестов. И уровень этот на самом деле очень высок.
В небольших самолетах опаснее летать?
Нет, у них те же стандарты оборудования и безопасности, просто турбулентность в небольших авиасудах ощущается сильнее. Поэтому большинству пассажиров может казаться, что полет на таком самолете опаснее.
Какая самая опасная часть полета? Считается, что это взлет или посадка.
Поверьте, ваша поездка на такси в аэропорт по статистике намного опаснее, чем любая часть полета на самолете.
Вскоре после взлета я ощущаю падение самолета, что это?
Это всего лишь особенности нашего вестибулярного аппарата, который привык к нахождению на земле. Что касается самолета, то пилот лишь снизил скорость набора высоты.
На крейсерской высоте я иногда могу услышать внезапный громкий гул из двигателей, как будто сила работы турбин увеличивается?
Это стандартный прием step climb (шаг-подъем), он проводится с целью повышения эффективности двигателей, когда самолет становится легче (вырабатывается часть топлива).
Как понять, что самолету хватает топлива?
Уровень топлива — это то, что пилот контролирует всегда. По закону самолет должен нести запас топлива для непредвиденных случаев.
Могут ли телефоны повлиять на работу самолета?
Спят ли пилоты на борту?
На дальнемагистральных перелетах (более девяти часов) с нами всегда летит третий пилот. Пилоты по очереди отдыхают в зоне для персонала. В некоторых случаях на борту может быть сразу четыре пилота.
Что будет, если один из двух пилотов потеряет способность управлять самолетом? А если оба?
Один пилот вполне способен управлять самолетом — это стандартная тренировка на симуляторе. В мире ни разу не было случаев, чтобы отключались сразу два пилота, это выдумки из кинофильмов. Как было сказано выше, часто в состав экипажа входят три или даже четыре пилота.
Опасно ли летать ночью?
Нет, так как техника и все инструменты используются точно так же, как и днем.