Proč nemohou letadla létat v extrémních vedrech?

Když je venku příliš chladno, letadla často nabírají zpoždění a v extrémních případech se lety i ruší. Když napadne silné sněžení, viditelnost je značně snížena a pro letadla není bezpečné pohybovat se po zemi nebo vzlétnout. Během sněhové bouře může řídící instruovat letadlo, aby zůstalo na zemi a počkalo, až se počasí zlepší. Dalším důvodem je námraza na ranveji: podvozek letadla je jako kola auta, jen nemohou být opatřeny hroty, aby letadlo nesklouzlo. Ale i kdyby to bylo možné, pro úspěšný vzlet by letadlo muselo dosáhnout vyšší rychlosti než na normální silnici. Pokud je dráha pokryta ledem, letadlo může sjet z dráhy.

Podobné situace se již staly: například v lednu 2014 bylo letiště Johna F. Kennedyho v New Yorku uzavřeno poté, co letadlo sjelo z dráhy a zapadlo do sněhu. Naštěstí nebyl nikdo zraněn, ale zaměstnanci letiště museli loď vykopat a požádat o pomoc místní policii. Stejný problém s přistáním, kterého je v mrazu obtížnější, protože letadlo je v mnohem méně kontrolovaném prostředí a pohybuje se ještě větší rychlostí. Navíc, pokud letadlo, které se chystá vzlétnout a začne smyk, narazí na otevřenou plochu, zastaví se tam, ale dopravní letadlo, které se chystá přistát, může skončit nárazem do budovy letiště. Je to velmi nebezpečné.

Samotné letadlo se může vlivem mrazu pokrýt námrazou nebo dokonce ledem. Konstrukce letadla je pečlivě navržena a jakýkoli zásah způsobí obrovské problémy. Piloti říkají, že i lehký povlak ledu na křídlech letadla může poškodit jejich jemnou strukturu a zničit vztlak. Námraze se ale dá předejít: letištní personál ošetří křídla speciálním roztokem, který zabrání hromadění ledu na kůži. Zpátky na dráhu – pokud je pokrytá ledem, moc se toho dělat nedá. Pokud nesvítí slunce, šance na bezpečné odstranění ledu jsou prakticky nulové.

Existuje možnost poškození povrchu vozovky a vytváření výmolů, což povede k problémům při startu i přistání. Představte si, že jedete autem plnou rychlostí a spadnete do díry – je to nepříjemný pocit. Nyní je vynásobte tisíci, protože letadlo je mnohem těžší než auto a nezapomeňte, že podvozek není k řízení. Letecké palivo a palivové vybavení mohou také zamrznout, pokud je teplota příliš nízká. Palivo zamrzá při minus čtyřiceti stupních, ale to se může stát pouze na zemi před startem. V cestovní výšce může teplota klesnout až k mínus padesáti sedmi, ale jelikož je kapalina uvnitř letadla a neustále se spaluje, je tam mnohem tepleji. Na zemi však může palivo zamrznout. A pokud se tak stane, let bude zrušen.

ČTĚTE VÍCE

Jak se jmenují prvky na hřišti?

Totéž platí pro čerpací zařízení: i když je palivo stále kapalné, čerpadlo může zamrznout. V nejhorším případě se porouchá, což bude mít za následek velké opravy letadla a dlouhé zpoždění letu. A konečně, před vzletem nebo přistáním musí členové pozemní posádky strávit dlouhou dobu v mrazu. Tento problém se vyřeší rozdělením týmu do dvojic: jedna skupina vyrazí na místo dělat práci, zatímco druhá na ně čeká v krytu. O dvacet minut později se první skupina jde rozcvičit a druhá pokračuje v práci. Jedná se o efektivní metodu, která však věci stále zpomaluje, takže v důsledku toho mohou být lety zpožděny.

Ale přes všechny problémy, které může mráz způsobit, je pro letadlo zdravější než teplo. Studený vzduch je hustší než horký, takže dopravní letadla získají větší vztlak a lépe se udrží ve vzduchu. Za letu se také snáze ovládají. Molekuly vzduchu se pohybují pomaleji a blíže k sobě a vytvářejí konstantní proudění vzduchu kolem křídel a kabiny. Ve vyšších nadmořských výškách se vzduch přirozeně ztenčuje, protože se jeho molekuly rozptylují a zmenšují. To je důvod, proč letadla nemohou dosáhnout horních vrstev atmosféry: prostě tam není dostatek vzduchu k vytvoření dostatečného vztlaku.

Totéž se děje, když je země příliš horká. Molekuly se zrychlují a oddělují, což znamená, že křídla letadla nemají dostatek vzduchu k přechodu do letového režimu. V extrémním horku se letadlo musí pohybovat mnohem rychleji, aby vzlétlo a vytvořilo dostatečný odpor vzduchu a vztlak. K tomu ale musí motory pracovat lépe a ve velmi horkém počasí to není možné. Jak je vzduch řidší, množství kyslíku klesá. A proudové motory využívají ke spalování kyslík v atmosféře. Když chybí, motory nedokážou přeměnit dostatek energie na tah, což znamená pomalé zrychlení a horší výdej energie.

Problém je tedy v tom, že dráha musí být dlouhá, aby letadlo nabralo dostatečnou rychlost a vzlétlo, ale to nejde, protože motory neběží na plný výkon. To obvykle nezpůsobuje problémy, ale pouze do určitého bodu. Když teploty na úrovni země dosáhnou kolem čtyřiceti devíti stupňů, některé lety mohou být zrušeny, protože pokus o vzlétnutí by mohl být nebezpečný. Jiná letadla jsou tepelně odolnější a výkonnější, ale také na ně působí teplo. Někteří lidé musí v extrémních vedrech snížit váhu tím, že odstraní nějaké palivo, náklad nebo dokonce cestující. Mírné zatížení znamená lepší zrychlení před vzletem a pomáhá vyhnout se zrušení letu, ale také to znamená, že letadla nefungují na plnou kapacitu.

ČTĚTE VÍCE

Je možné zalévat sazenice pepře monodraselným fosfátem?

Průměrná cestovní výška je jedenáct kilometrů. Letadlo technicky tuto výšku nepotřebuje, ale dává mu lepší rychlost a efektivitu. Na bоVe vyšších nadmořských výškách je vzduch řidší, což znamená menší odpor větru, ale také menší vztlak. Pro většinu letadel je optimální pásmo mezi devíti a dvanácti kilometry, tyto dva faktory jsou zde vyváženy. Pravděpodobně už nepoužíváte notebook z roku 1999, ale nelétá rychlostí zvuku. Naštěstí mají letadla mnohem delší životnost. Některá letadla z počátku sedmdesátých let létají dodnes. Možná nejsou tak rychlá a spotřebují více paliva, ale starší letadla jsou stejně bezpečná jako jejich moderní protějšky.

Bílé kondenzační stopy, které za sebou letadla ve velkých výškách často zanechávají, lze snadno zaměnit za výfukové plyny, ale jsou to jen vodní páry. Během letu se v motorech hromadí vlhkost, která pak vychází ven s výfukem. Horký, vlhký vzduch z motorů se ve vysoké nadmořské výšce mísí se studeným suchým vzduchem a vytváří dlouhé řady páry. Vlhkost řídí tvorbu a viditelnost kondenzačních stop. Všimli jste si někdy čísel na konci dráhy? Používají se k tomu, aby pilotovi ukázali, kterým směrem je letadlo otočeno. Například číslo třicet šest je zkratka pro směr tři sta šedesát stupňů nebo přímo na sever. Spolu s čísly označují písmena R a L, zda je nejbližší dráha vpravo nebo vlevo.

Pokud by někdo dokázal otevřít dveře během letu, byl by náhlou změnou atmosférického tlaku okamžitě vymrštěn z kabiny. Mohlo by také způsobit vážné poškození letadla a dokonce způsobit jeho havárii. Naštěstí je to téměř nemožné. Dveře letadla se otevírají dovnitř a tlak v kabině je vytlačuje zevnitř ven. Kvůli rozdílu vnitřního a vnějšího tlaku není možné dveře otevřít. Světla na koncích křídel letadla se nazývají obrysová nebo navigační světla a používají se v podmínkách omezené viditelnosti.

Pomáhají letadlům vidět se ve tmě a také říkají pilotům, kterým směrem letadlo míří. Červené světlo je na konci levého křídla a zelené na konci pravého. Třetí světlo je bílé a nachází se na ocasu nebo v jeho blízkosti. Může se zdát divné, že posádka kontroluje, zda jsou okenní rolety nahoře nebo dole. To se děje tak, aby si oči cestujících zvykly na vnější světlo. To zahrnuje rychlé nastupování a vystupování, ale v případě nouze by lidé neměli zastavovat před opuštěním letadla.

ČTĚTE VÍCE

Co se stane s masem, když je znovu zmraženo?

Příchod léta do některých horkých koutů naší planety s sebou přináší nejen úmorná vedra, ale také zpoždění letů na letištích. Například ve Phoenixu v Arizoně nedávno teplota vzduchu dosáhla +48 °C a letecké společnosti byly nuceny zrušit nebo přeplánovat více než 40 letů. Jaký je důvod? Nelétají letadla, když je horko? Létají, ale ne při jakékoliv teplotě. Podle zpráv z médií představuje teplo problém zejména pro letadla Bombardier CRJ, která mají maximální provozní teplotu při vzletu +47,5 °C. Ve stejný čas, velká letadla od Airbusu a Boeingu mohou létat při teplotách až +52°C stupňů nebo tak. Pojďme zjistit, co způsobuje tato omezení.

Princip výtahu

Před vysvětlením, proč ne každé letadlo dokáže vzlétnout při vysokých teplotách vzduchu, je nutné pochopit samotný princip toho, jak letadla létají. Všichni si samozřejmě pamatují odpověď ze školy: “Je to všechno o zdvihu křídla.” Ano, to je pravda, ale nepříliš přesvědčivá. Abyste skutečně pochopili fyzikální zákony, které jsou zde obsaženy, musíte věnovat pozornost zákon hybnosti. V klasické mechanice je hybnost tělesa rovna součinu hmotnosti m tohoto tělesa a jeho rychlosti v, směr hybnosti se shoduje se směrem vektoru rychlosti.

V tuto chvíli si možná myslíte, že mluvíme o změně hybnosti letadla. Ne, místo toho zvažte změnu hybnosti vzduchu, dopadající na rovinu křídla. Představte si, že každá molekula vzduchu je malá kulička, která zasáhne letadlo. Níže je schéma, které ukazuje tento proces.

Princip vztlaku: křídlo napadá molekuly vzduchu a tlačí je dolů. Oni zase tlačí křídlo nahoru. Vektor pohybu křídla v diagramu: zprava doleva

Pohybující se křídlo se srazí s balónky (tedy molekulami vzduchu). Kuličky mění svou hybnost, což vyžaduje použití síly. Protože akce se rovná reakci, síla, kterou křídlo působí na vzduchové pelety, je stejné velikosti jako síla, kterou na křídlo působí samotné pelety. To vede ke dvěma výsledkům. Nejprve je zajištěna zvedací síla křídla. Za druhé se objeví zpětná síla – tah. Bez trakce nedosáhnete zvedání..

Pro generování vztlaku se letadlo musí pohybovat a ke zvýšení jeho rychlosti potřebujete větší tah. Přesněji řečeno, potřebujete tak akorát tah, abyste vyrovnali sílu odporu vzduchu – pak letíte rychlostí, kterou chcete. Typicky tento tah zajišťuje proudový motor nebo vrtule. S největší pravděpodobností byste mohli použít i raketový motor, ale v každém případě potřebujete generátor tahu.

ČTĚTE VÍCE

Jak poznáte, že se nakládané houby pokazily?

Co s tím má společného teplota?

Pokud křídlo zasáhne pouze jednu vzduchovou kouli (tj. molekulu), nevyvolá velký vztlak. Ke zvýšení vztlaku potřebujete hodně srážek s molekulami vzduchu. Toho lze dosáhnout dvěma způsoby:

hýbej se rychleji, zvýšení počtu molekul, které přijdou do kontaktu s křídlem za jednotku času;
designová křídla s větší povrch, protože v tomto případě se křídlo srazí s velkým množstvím molekul;
Dalším způsobem, jak zvětšit kontaktní plochu, je použití větší úhel náběhu díky sklonu křídel;
konečně je možné dosáhnout většího počtu srážek mezi křídlem a molekulami vzduchu, pokud hustota samotného vzduchu je vyšší, to znamená, že počet samotných molekul na jednotku objemu je větší. Jinými slovy, rostoucí hustota vzduchu zvyšuje vztlak.

Tento závěr nás přivádí k teplotě vzduchu. co je vzduch? Jedná se o mnoho mikročástic, molekul, které se pohybují přímo kolem nás různými směry a různou rychlostí. A tyto částice na sebe narážejí. S rostoucí teplotou se zvyšuje i průměrná rychlost molekul. Zvýšení teploty vede k expanzi plynu a zároveň – ke snížení hustoty vzduchu. Pamatujte, že ohřátý vzduch je lehčí než studený, na tomto jevu je založen princip horkovzdušné balónové aeronautiky.

Pro větší vztlak tedy potřebujete buď vyšší rychlost, nebo větší plochu křídla, nebo větší úhel náběhu molekul na křídlo. Další podmínka: čím vyšší hustota vzduchu, tím větší zvedací síla. Ale platí to i naopak: čím nižší hustota vzduchu, tím nižší vztlak. A to platí pro horké části planety. Kvůli vysokým teplotám je hustota vzduchu pro některá letadla příliš nízká, nestačí jim vzlétnout.

Pokles hustoty vzduchu můžete samozřejmě kompenzovat zvýšením rychlosti. Ale jak to lze udělat ve skutečnosti? V tomto případě je nutné do letadla instalovat výkonnější motory, případně zvětšit délku dráhy. Pro aerolinky je proto mnohem jednodušší některé lety jednoduše zrušit. Nebo jej alespoň přesuňte na večer nebo brzy ráno, kdy je okolní teplota pod maximální přípustnou hranicí.