Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета
Высотный самолет отличается от стандартного тем, что перемещение на больших высотах не вредит его системам. Это зависит от материала корпуса, формы крыльев, грузоподъемности и множества других факторов, заданных при конструировании летательного аппарата с определенной целью. Основные факторы, которыми определяется максимальная высота полета самолета:
- модель и назначение судна;
- грузоподъемность и фактическая загруженность на момент полета;
- максимально допустимая скорость;
- загруженность воздушного коридора, по которому проходит маршрут;
- допустимый расход топлива;
- степень разреженности атмосферы в конкретной высотной точке.
Обычно самолеты движутся на уровне больше 9000 м от земли. Это связано с тем, что здесь двигателям не требуется дополнительного охлаждения (за бортом достаточно холодно), на такой высоте нет птиц (их попадание в турбины опасно для летательного средства), судно следует выше уровня облаков (а значит, видимость хорошая и погодные условия практически не влияют). Помимо прочего, чем выше летит самолет, тем больше времени у экипажа для решения непредвиденных ситуаций.
Ощущения пассажиров при разгерметизации салона
Давление на столь большой высоте принимает намного более низкие значения, чем над ее поверхностью, как и температурные показатели. Недостаток кислорода препятствует нормальной работе организма.
Современный кинематограф значительно повлиял на общественное сознание, показав, что даже незначительная дырочка на поверхности обшивки приводит к гибели всего пассажирского состава.
На самом деле, все наоборот. Конечно, повреждение обшивки ненормально, но это не говорит о катастрофическом масштабе проблемы.
Основная проблема при разгерметизации салона – недостаток кислорода. Если каждый «путешественник» пристегнут по правилам инструкции, никаких серьезных осложнений возникнуть не должно.
Более того, самолет призван сохранять целостную конструкцию и способен завершить начатый рейс. Главное, чтобы экипаж смог своевременно заметить падение давления и тот факт, что снизился уровень кислорода.
При разгерметизации необходимо надеть маски с кислородом!
Топ 10 самых больших самолетов
- Stratolaunch. Данная модель создана для запуска космических ракет. В воздух не поднимался. Самолет представлен в 2017 году. Масса составила 250 тонн, размах крыльев — 117 метров.
- Ан-255 «Мрия». Самый большой российский самолет — разработанный в СССР, длина которого составляет 85 метров, размах крыла более 88 метров. Взлетная масса 640 тонн и максимальная дальность полета более 15 000 километров.
Дополнительная информация! Впервые в небо модель поднялась в 1988 году. Собрана была в одном экземпляре. Сначала планировалось использовать как транспортировщик космического корабля «Буран», но после распада Советского Союза необходимость исчезла. На данный момент находится в Украине и используется авиакомпанией «Антонов» для перевозки грузов.
- Аэробус А380. Самый большой по количеству перевозимых пассажиров серийный самолет среди существующих.
- Боинг 747-8. Самый длинный самолет, долгое время находился в лидерах по пассажировместимости.
- Ан-124 «Руслан». Российский грузовой самолет, созданный в 1982 году. Размах крыльев более 73 метров, длина 69 метров, а высота 21 метр. Взлетная масса 392 тонны. До того, как появился Аэробус А380 был самым большим серийным самолетом в мире. Занимает первую строчку среди самых больших военных самолетов по грузоподъемности.
- Ан-22. Является самым большим самолетом среди турбовинтовых. Создан в 1965 году, используется в наше время некоторыми транспортными перевозчиками.
- Boeing 747 LCF (Dreamlifter). Грузовой самолет с самым большим по вместимости фюзеляжем.
- Dornier Do X. Это летающая лодка и грузовой лайнер. Рекордсмен по грузоподъемности среди самолетов-амфибий. Выпускался с 1929 по 1942 годы.
- Boeing B-52 Stratofortress. Стратегический ракетоносец-бомбардировщик, крупнейший в своем классе. Выпущен был в 1952 году и используется ВВС США до сих пор.
- Lockheed C-5 Galaxy. Военно-транспортный самолет ВВС Америки. Выпущен был в 1968 году, до сих пор состоит на вооружении в множестве модификаций. Последняя и самая новая — C-5M Super Galaxy.
За все время существования авиации было создано множество различных моделей самолетов для огромного количества нужд. Самым популярным и массовым направлением в авиации является гражданская. Конечно же она развивается быстрее всего, постоянно создаются и совершенствуются крупнейшие модели, для перевозки наибольшего количества пассажиров и багажа. Благодаря конкуренции на этом рынке выходят такие большие модели как Аэробус А380 и Боинг 747-8.
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 Boeing 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:
Скоростные показатели пассажирских авиалайнеров
Ту-134 является пассажирским лайнером для полетов малой протяженности. Максимальное количество пассажиров на борту – 96 человек. Крейсерская скорость машины составляет 850 км/ч.
Ту-154 разработан для перелетов на средние протяженности. На борту могут находиться до 180 пассажиров. При этом крейсерская скорость машины составляет 950 км/ч.
-
Ту-204 – среднемагистральный лайнер, который может перевозить до 214 пассажиров на борту. Оптимальная скорость полета составляет 850 км/ч.
«Сухой Суперджет-100» эксплуатируется на авиалиниях с малой загрузкой. Салон может разместить 98 человек, а крейсерская скорость имеет показатель в 830 км/ч.
ИЛ-62 обеспечивает перевозку пассажиров на дальние дистанции. Экономвариант салона может разместить 198 человек. Нормальной крейсерской скоростью является скорость в 850 км/ч.
ИЛ-86 – огромный лайнер для перелетов средней дальности. На борту может быть максимальное количество пассажиров в 314 человек. Несмотря на большие размеры, он имеет крейсерскую скорость в 950 км/ч.
ИЛ-96 является самолетом с большой протяженностью полета и рассчитан на перевозку 300 пассажиров в салоне экономкласса. Оптимальной скоростью является 900 км/ч.
Airbus A310 изготовляется в разной комплектации, что позволяет использовать машину на линиях с различной протяженностью. Стандартным для этой машины остается число пассажиров в 183 и показатели скорости в 858 км/ч.
Airbus A320 – эта машина может осуществлять перевозку пассажиров на средних дистанциях полета, с крейсерской скоростью в 853 км/ч. В самолете могут расположиться 149 пассажиров.
Airbus A330 изготовлен для длительных перелетов с максимальным количеством пассажиров на борту до 398 человек. При перелете крейсерская скорость составляет 925 км/ч.
Boeing-747 имеет крейсерскую скорость полета в 917 км/ч. Машина имеет возможность осуществлять дальние перевозки до 298 человек.
Boeing-777 также производит длительные перелеты, но количество пассажиров в экономичном варианте салона достигает всего лишь 148 человек, а оптимальная скорость полета имеет показатель в 891 км/ч.
Все же пассажирские самолеты обладают невысокой крейсерской и максимальной скоростью полета, хотя бывают и исключения из правил. Так, например, самолет «Конкорд» или Ту-144 могут похвастаться высокими скоростными показателями. Совсем недавно корпорация «Боинг» заявила о создании нового высокоскоростного пассажирского аппарата, который предварительно окрещен как Zehst. В планах руководства компании и конструкторов довести скорость данной модели до 5029 км/ч.
Самые высокие скорости полета имеют более новые военные машины, которые достигают сверхзвуковых скоростей.
Идеальная высота: суть понятия
Большинство людей считают, что пассажирские воздушные лайнеры летают на высоте в десять тысяч метров. Данное утверждение является верным лишь отчасти. Большинство крупных пассажирских лайнеров летают на высоте от девяти до двенадцати тысяч метров от уровня земли. Этот показатель является «идеальной» высотой для многих пассажирских лайнеров. Выбор данного параметра объясняется особенностью конструкции воздушного транспорта. Достижение нужного уровня высоты позволяет снизить расход топлива и минимизировать сопротивление воздуху
Следует обратить внимание, что плотность воздуха изменяется с каждым набранным километром. Перед полетом пилоты заранее составляют маршрут, рассчитывая соотношения количества воздуха и силы трения
Для того чтобы выбрать оптимальную высоту для полета, пилотам нужно учитывать множество различных факторов. В первую очередь учитываются технические характеристики транспортного средства. На основе этого параметра определяется оптимальное соотношение скорости полета и количества потребляемого топлива.
Основываясь на вышесказанном можно сделать вывод, что большая часть топлива, хранящегося в специальных баках, расходуется в процессе взлета. Главной задачей пилота является быстрый и плавный набор нужной высоты. Как правило, выбор высоты осуществляется с учетом метеорологического прогноза, поступившего от диспетчера. Многие люди, часто интересуются вопросом о том, как узнать, что самолет поднялся на нужную высоту. После того как воздушный лайнер выполнит все рекомендации диспетчера, пилоты отключают специальное табло, запрещающее расстегивание ремней безопасности.
Правила безопасности
Основываясь на вышесказанном можно сделать вывод, что параметр «идеальной высоты» зависит от множества различных факторов. Как правило, величина этого показателя варьируется от девяти до двенадцати тысяч метров над уровнем земли. Данный параметр выбран далеко не случайно, а продиктован правилами техники безопасности. Из данных правил необходимо выделить следующее:
- Достижение «идеального» значения рассматриваемого параметра позволяет запустить процесс естественного охлаждения двигателя. Температура воздуха на данной точке достигает отметки в минус пятьдесят градусов по Цельсию. Полет в данной точке воздушного пространства позволяет минимизировать риск перегрева двигателей, что препятствует возгоранию топлива. Такой подход позволяет исключить воздушную катастрофу.
- После того как лайнер достигнет отметки в восемь тысяч метров над уровнем земли, земная поверхность перестает оказывать на него воздействие. Это означает, что воздушный корабль поднимается над облаками, тучами, туманом и грозовым фронтом. Достижение нужной точки позволяет снизить силу зависимости от погодных явлений и сделать перелет безопасным, несмотря даже на ухудшающиеся погодные условия.
- Еще одной причиной выбора этого параметра является отсутствие насекомых и птиц на данной точке. Идеальный состав воздуха сводит до нуля риск попадания различных объектов в работающий двигатель воздушного судна.
Пассажирские самолеты летают на высоте 9–12 тысяч метров Все вышеперечисленные факторы способствуют минимизации рисков, которые могут спровоцировать возгорание топлива и воздушную аварию. Помимо этого, необходимо учитывать человеческий фактор. «Идеальная» высота полета пассажирского самолета позволяет командиру воздушного лайнера получить драгоценные минуты на раздумья при возникновении нештатных ситуаций. Члены экипажа судна смогут выполнить все действия, необходимые для ликвидации чрезвычайной ситуации, которая может окончиться катастрофой. По мнению специалистов в области авиации, самым опасным этапом полета является посадка воздушного транспорта. Любая неточность в действиях пилотов может привести к фатальным последствиям.
Достигнув нужной точки в воздушном пространстве, пилоты получают полный контроль над всей ситуацией. По словам экспертов, даже такую проблему, как поломка двигателя можно решить во время полета. Основываясь на вышесказанном можно сделать вывод, что понятие идеальной высоты тесно взаимосвязано с правилами безопасности полетов пассажирских лайнеров. Следует отметить, что каждый перевозчик несет ответственность за здоровье и жизнь людей, которые воспользовались его услугами.
Самые высотные пассажирские самолеты
Самые высотные самолеты среди гражданских строились не для того, чтобы кого-то удивить. Набор высоты позволяет этим самолетам избегать штормов и следовать по воздушным коридорам, недоступным другим моделям. Среди самых высотных моделей выделяют следующие:
- Ту-154. Советский надежный пассажирский авиалайнер. Максимальная высота полета — 11 100 метров;
- Боинг 737. Самый массовый пассажирский борт за всю историю. Максимальная крейсерская высота — 11 300 м;
- А 380. Рекордсмен по максимальной высоте среди пассажирских воздушных судов: 13 115 м.
Таким образом, уровень следования пассажирских судов все равно значительно уступает техническим возможностям военных самолетов.
Самые быстрые самолеты в мире
№ 10. Туполев Ту-144
Туполев это первый сверхзвуковой самолетом в мире. И он открывает этот топ 10. Это самый быстрый самолет, который используется в коммерческих целях и перевозке пассажиров. Первый свой полет самолет совершил еще в далеком 1968 году, на кануне нового года 31 декабря. ТУ-144 еще вошел в историю тем, что 5 июня 1969 года, он стал первым пассажирским авиалайнером в истории, который преодолел звуковой барьер, на высоте 11.000 м. Максимальная скорость Ту-144 2.500 км/ч.
№ 9. F-15 «Игл»
F-15 «Игл» это тактическо-плановый истребитель, который создан с целью обеспечения превосходства в воздухе в воздушных боях. Хорошо вооруженный и оборудованный является гордостью американских военно-воздушных сил. Данный истребитель участвовал в боях в Персидском заливе, Югославии и на Ближнем Востоке. Славится тем, что так и не разу его не смогли сбить противники. Максимальная скорость 2650 км/ч (2,5+ Маха). 9 место и далее в нашем рейтинге только самые быстрые военные самолеты.
№ 8. Aardvark F111
F111 используется как стратегический бомбардировщик, для разведки и радиоэлектронной борьбы. Разработан самолет был в 1960-х годах и уже в 1967 году он поступил поступил на вооружение ВВС США. Скорость у земли: 1475 км/ч на высоте: 2655 км/ч (2,5 Маха). В настоящее время данная модель снята с вооружения.
№ 7. МиГ-31
МиГ-31 это русский сверхзвуковой истребитель-перехватчик с дальним радиусом действия. Он предназначается для перехвата и уничтожения воздушных целей на разных высотах, в любое время суток и любых погодных условиях. Этот быстрый самолет производился с 1975 по 1994 года. Максимальная скорость3000 км/ч (2,82 Маха)
№ 6. МиГ-25
Сверхзвуковой истребитель-перехватчик МиГ-25 это один из шедевров в истории авиации. Стоял на вооружении ВВС СССР и сейчас находится на вооружении ВВС России. Производился с 1969 по 1985 года. Максимальная скорость 3000 км/ч ( 2.83 маха ).
№ 5. XB-70 «Валькирия»
Валькирия стратегический бомбардировщик был построен для ВВС США. Это один из самых быстрых самолетов бомбардировщиков в мире. Он способен нести ядерный арсенал со скоростью 3187 км/ч. Армия США гордится что у них на вооружении стоит такой самолет. Ведь всего их выпущено 2 единицы.
№ 4. Bell X-2 «Starbuster»
Был разработан для исследования летных характеристик и аэродинамического нагрева. Всего выпущено 2 единицы, корпус состоит из нержавеющей стали и медных сплавов никеля для уменьшения трения воздуха. Свой первый полет Bell X-2 совершил еще в 1953 году. Максимальная скорость 3380 км/ч (3 маха), так же самолет смог набрать высоту в 38400 м.
№ 3. Локхид SR-71
Локхид представляет собой особый тип стратегического самолета разведчика с уникальными характеристиками и высокой скоростью. Самолет стоял на вооружении ВВС США с 1964 по 1998 года. Всего было произведено 32 единицы из них не один не был потерян в бою, однако 12 самолетов было разбито из-за несчастных случаев. SR-71 отличается высокой скоростью полета 3,530 км/ч ( 3.3 маха ), ускорением, быстрым набором высоты и основным маневрам уклона от ракет.
№ 2. X-15
Это первый самолет с ракетными двигателями, экспериментальная модель ВВС США. И на сегодня единственный пилотируемый гиперзвуковой летательный самолет в истории, который способен совершать cуборбитальные пилотируемые космические полёты, а также самый быстрый пилотируемый самолет в мире. Первый полет X-15 совершил в 1959 году и использовался до 1970 года. Максимальную скорость которые развили военные США составила 7272.63 км/ч (6,70 маха )
№ 1. X-43A
Самый быстрый самолет в мире, это еще одна экспериментальная гиперзвуковая модель самолета. В нем используется прямоточный реактивный двигатель. Первый полет X-43A совершил в 2001 году, но он оказался неудачным, самолет был разрушен после 11 секунд полета. Вторая попытка была более удачливая. И вот в своем третьем полете 16 ноября 2004 года, доработанный X-43A установил мировой рекорд скорости 11 200 км/ч ( 9.6 маха )
Кто определяет идеальную высоту?
Помимо того, что высота полета во многом определяется возможностями конкретной модели самолета, крейсерская высота для конкретного места задается такими факторами, как занятость воздушного коридора и погодные условия. Эти условия заблаговременно определяются диспетчерами.
Однако когда самолет набирает высоту и выходит в горизонтальный полет, ситуация может измениться. Если погода резко меняется или на пути следования судна встает грозовой фронт, пилот должен сообщить диспетчеру о смене условий. Также при возникновении технических неполадок и других непредвиденных ситуаций пилот также может менять уровень движения, руководствуясь безопасностью пассажиров.
Таким образом, идеальная высота следования определяется авиаконструкторами, диспетчером и пилотом.
На какой высоте летают самолеты: максимум и минимум
Высота также определяется в зависимости от типа судна: в гражданской авиации погоня за показателем не нужна, а истребителям раньше приходилось подниматься повыше. Но для нынешних военных самолетов важнее скорость, с которой они выполнят задание и вернутся на базу. Причиной этого стало развитие технологий, поскольку ракеты класса «воздух-воздух» сбивают истребители на любой высоте.
Но способность самолетов военной авиации подниматься выше, чем обычные, сохраняется. Некоторые модели знаменитого U-2 достигают показателя 27 км! В этом случае давление столь невысоко, что пилотам приходится надевать специальные костюмы. Разреженный воздух играет на руку разработчикам реактивных моделей: те развивают скорость.
Минимальная же высота полета у «кукурузников», выполняющих сельскохозяйственные работы. Они не поднимаются выше 5 км.
Какие факторы влияют на высоту полета
Как уже было сказано выше, маршрут каждого пассажирского самолета рассчитывается диспетчером. При определении оптимального расстояния над землей учитываются параметры, позволяющие обеспечить идеальную подъемную силу для конкретной модели воздушного транспорта. Составление подобных расчетов позволяет добиться высокой скорости передвижения в небе при минимальном потреблении топливной смеси.
Еще одним важным параметром является уровень температуры за бортом. Для обеспечения нормальной работы двигателей нужна температура в минус пятьдесят градусов. Естественное охлаждение позволяет предупредить перегрев и появление неисправностей.
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.
Существует ли минимальный порог
С максимальной высотой полета пассажирского самолета все предельно ясно. Но существует ли минимальный допустимый порог?
Ограничения действительно были установлены международным законодательством. Наименьшая безопасная высота обозначается аббревиатурой LSALT. Чаще всего она применяется к частным самолетам, но правил должны придерживаться и авиакомпании.
Законы запрещают опускаться ниже, чем на 1000 футов (305 м) над жилыми постройками и на 50 футов (152,4 м) над человеком или транспортным средством. Ограничения связаны с рядом факторов, в числе которых шум и безопасность. Правила не распространяются на случаи, когда самолет идет на посадку или взлетает на международном воздушном коридоре.
