Pagr. nuotrauka: Pixabay.com / huynhkimdaihuu30051999
Tarkime, kad jau įsigijote pigius lėktuvo bilietus ir pilnai pasiruošėte kelionei. Oro uoste visos procedūros atliktos ir štai jūs jau sėdite savo vietoje lėktuve ir klausotės stiuardesių saugumo instruktažo. Dar šiek tiek ir šis didžiulis laineris pajudės iš savo vietos ir pasuks link pakilimo tako. Nepatyrusius keliautojus gali gąsdinti mintis, kaip toks didelis lėktuvas, su visais žmonėmis, lagaminais, maistu ir kitais dalykais per 10-20 minučių pakils virš debesų, o po kelių valandų jau bus už daugiau nei tūkstančio kilometrų nuo išvykimo vietos. O jeigu atvirkščiai? Jeigu jūs žinosite ir suprasite viską, kas vyksta tiek pakilimo, tiek skrydžio, tiek nusileidimo metu? Galbūt nuo to skrydis bus tik įdomesnis? Būtent apie tai mes jums ir norime papasakoti šiame straipsnyje.
Kaip kyla lėktuvas?
Lėktuvo pilotai atliko visas pasiruošimo skrydžiui procedūras, stiuardesės pravedė instruktažą ir pačios prisisegė saugos diržais savo vietose, kol lėktuvas kils. Laineris jau ant pakilimo tako, pilotai pasiruošę, o dispečeris davė leidimą kilti. Pilotas atleidžia stabdžius, pastumia variklių traukos reguliavimo svertus, ir lėktuvas ima greitėdamas judėti pakilimo taku. Lėktuvui bėgėjantis pilotas padidina variklių trauką iki optimalaus dydžio. Lėktuvas rieda tol, kol galiausiai pasiekia greitį, leidžiantį jam atsiplėšti nuo žemės. Kitas pilotas stebi greitimatį ir tuo metu duoda komandą Rotate (angl. „pasuk“, šiame kontekste – kelk lėktuvo nosį). Pakėlus nosį, padidėja taip vadinamas sparno atakos kampas, nuo kurio priklauso keliamoji jėga. Greitį turime (keliamoji jėga priklauso ir nuo greičio, o dar tiksliau – nuo greičio kvadratu), tad, padidėjus atakos kampui, lėktuvas atplyšta nuo tako.
Klausimas: kodėl pakilimo ir nusileidimo metu lėktuvo salone išjungiama šviesa?
Diletanto atsakymas: tai daroma dėl to, nes pakilimas ir nusileidimas yra svarbiausi skrydžio momentai, kurių metu varikliams reikia daugiau elektros energijos. Dėl to elektra taupoma lėktuvo salone, o visos „jėgos“ atiduodamos varikliams.
Specialisto atsakymas: patiems varikliams elektros energijos reikia nedaug. Ji reikalinga tik specialiam kompiuteriui, kuris valdo kuro padavimą varikliui, uždegimo žvakėms ir aukštą įtampą generuojančiai sistemai. Dar yra įvairūs vožtuvai, valdomi paduodant arba nuimant įtampą, tačiau tai mažmožis. Apskritai, variklių valdymo logika yra tokia, jog net ir sugedus visai lėktuvo elektros sistemai (tikimybė praktiškai nulinė), varikliai neišsijungs ir toliau „temps“ lėktuvą į priekį.
Šviesa salone išjungiama dėl to, kad būtų sumažinta iš generatoriaus gaunama elektros srovė. Tokiu atveju varikliui generatorių sukti tampa lengviau ir daugiau energijos lieka traukai sudaryti, kuri itin reikalinga pakilimo metu.
Nusileidimo metu lėktuvo varikliai dirba sumažintu rėžimu, tačiau dėl viso pikto šviesa salone vis tiek išjungiama. Juk būna atvejų, kai lėktuvas nenusileidžia iš pirmo karto ir turi vėl staigiai kilti, kad bandytų nusileisti iš naujo. O tai tas pats, kas pakilimas.
Šiuolaikiniuose lėktuvuose yra kompiuterinė skrydžio valdymo sistema – Flight Management System (FMS). Prieš skrydį į šią sistemą įvedami duomenys apie degalų kiekį lėktuve (tačiau ne visuomet, pavyzdžiui, Airbus A320 tipo lėktuvas informaciją apie degalus ima tiesiogiai iš kuro kiekio matavimo sistemos, tad rankomis to daryti nereikia), bagažo ir keleivių svorį, oro temperatūrą, vėjo greitį ir kryptį, barometrinį oro uosto aukštį, pakilimo-nusileidimo tako ilgį ir t. t. Turėdama visus šiuos duomenis, skrydžio valdymo sistema apskaičiuoja optimalią variklių trauką pakilimui. Jeigu, pavyzdžiui, pakilimo juosta ilga, nėra reikalo „pjauti variklių“ maksimalia trauka, taip taupant jų resursus. Lėktuvas vis tiek spės pasiekti reikiamą greitį ir atsiplėšti nuo pakilimo tako be pavojaus, kad galima neišsitekti pakilimo juostoje.
Skrydžio greitis
Tam, kad lėktuvas pakiltų, sparno keliamoji jėga turi viršyti lėktuvo svorį. Sparnas sukuria keliamąją jėgą tada, kuomet yra apipučiamas oro srauto. Tuomet virš sparno susidaro išretėjimas, o po sparnu – padidintas slėgis. Šis slėgių skirtumas ir laiko sparną, o kartu ir visą lėktuvą, ore. Tiesiogiai keliamosios jėgos pilotavimo metu niekas neskaičiuoja, tačiau žinant aerodinamikos dėsnius, ypač tai, kad kėlimo jėgos dydis priklauso nuo skrydžio per oro masę greičio kvadratu, sparno atakos kampo ir užsparnių padėties, galima apskaičiuoti greitį, kurį pasiekus galima ramiai patraukti šturvalą į save ir saugiai atplėšti lėktuvą nuo žemės. Lėktuvas iš pradžių į orą pakels priekinę važiuoklę, o po to ir visas šaus aukštyn.
Atsiplėšimo momentu lainerio greitis, priklausomai nuo jo gabaritų ir modelio, siekia 220-270 kilometrų per valandą. Pavyzdžiui, Boeing 737 lėktuvas nuo žemės atsiplėšia pasiekus 220 kilometrų per valandą greitį, o jo „vyresnysis brolis“ Boeing 747 – 270 kilometrų per valandą.
Jeigu pilotai pabandytų traukti šturvalą esant pernelyg mažam greičiui, lėktuvas nepajėgtų atsiplėšti nuo žemės. Keliamosios jėgos tiesiog neužteks įveikti svorį. Atkakliai stengiantis atplėšti lėktuvą nuo žemės ir keliant jo nosį į viršų, galima uodega brūkštelėti per pakilimo taką. O remontas bus laaabai brangus!
Kas vyksta skrydžio metu?
Vis dėlto, mūsų ekipažas meistriškai pakilo ir štai mes jau ore. Dabar lėktuvui reikia kilti vis aukščiau ir pasiekti retesnio oro sluoksnį. Nuo oro tankio priklauso pasipriešinimo jėga, su kuria skrydžio metu „grumiasi“ variklių sukuriama trauka. Mažesnis oro tankumas – mažesnis traukos poreikis skrendant horizontaliai – mažiau išnaudojama degalų. Taupumas!
Turbosraigtiniai lėktuvai įprastai pakyla į 7-8 kilometrų aukštį, didieji turboreaktyviniai laineriai – į 11-12 kilometrų aukštį, o privatūs verslo klasės lėktuvai – dar pora kilometrų aukščiau. Aukščio karaliais, savaime suprantama, save gali vadinti kariniai lėktuvai.
Po pakilimo pasiekus saugų aukštį, ekipažas įjungia autopilotą, kuris valdys lėktuvą priklausomai nuo jam nustatyto darbo rėžimo. Pavyzdžiui, toliau didins aukštį iki nustatyto, tuo pačiu palaikydamas reikiamą greitį ir skrydžio kursą. Skrendant netoli didžiųjų oro uostų, aplink kuriuos susidaro didelė lėktuvų koncentracija, atsiranda tikimybė, kad dispečeris pareikalaus keisti lėktuvo greitį, kursą, aukštį (tai vadinama vektoriavimu). Visa tai daroma tam, kad lėktuvas saugiai prasilenktų su kitais orlaiviais ir galiausiai ramiai tęstų savo maršrutą atvykimo oro uosto link.
Išskridęs iš apkrautos zonos, ekipažas galiausiai gauna leidimą skristi pagal maršrutą, kuris yra įvestas į navigacijos sistemą ir yra suderintas su antžemine oro transporto valdymo tarnyba. Autopilotas veda lėktuvą pagal maršrutą, kurį sudaro posūkio punktų grandinė. Tarp šių taškų lėktuvas skrenda tik tiesiai.
Pasiekęs nustatytą aukštį, autopilotas išveda lėktuvą į horizontalų skrydį. Variklių trauka sumažėja, tačiau palaiko optimalų greitį horizontaliam skridimui (tai daroma rankiniu arba automatiniu būdu). Taip lėktuvas skris visą kelią iki kol pasieks tam tikrą atstumą, likusį iki oro uosto, kuriame leisitės.
Lėktuvo įgula pati priima sprendimą, kuriame kelionės taške pradėti žemėti. Paprašęs dispečerio leidimo mažinti aukštį, pilotas gauna nurodymą, iki kokio aukščio galima nusileisti. Surinkęs šią aukščio reikšmę autopiloto valdymo pulte, pilotas pradeda nusileidimą. Autopilotas palaiko įvestą vertikalų greitį, o traukos automatas sumažina degalų padavimą varikliams tam, kad nedidėtų greitis – juk lėktuvas dabar „rieda nuo kalniuko“.
Tuo metu lakūnai ruošiasi tūpimui: patikrina oro sąlygas nusileidimo vietoje, lėktuvui priskirtos nusileidimo juostos numerį ir kitus svarbius dalykus. Priklausomai nuo paskirto juostos numerio, pilotai turi pasitikslinti paskutinę skrydžio maršruto atkarpą.
Kaip tupdomas lėktuvas?
Kas tai yra nusileidimo juostos numeris ir kokią įtaką jis turi tūpimo maršrutui?
Įsivaizduokite, kad oro uosto pakilimo-nusileidimo takas žemėlapyje pavaizduotas horizontaliai, t.y., iš vakarų į rytus. Jeigu leisitės iš vakarų pusės, tuomet lėktuvas skris kursu į rytus, t.y., 90° kursu. Tokiu atveju tūpimo juostos numeris bus 09 (nuo 90-ies laipsnių nuimamas nulis, tačiau kadangi skaičius turi būti dviženklis, todėl nulis perkeliamas į priekį). Jeigu lėktuvas leidžiasi iš priešingos pusės, tuomet tai reiškia kad jis skris kursu 270°. „Nuimame“ nulį ir gauname nusileidimo juostos numerį – 27. Taigi žinant vien tik nusileidimo tako numerį, jau galima įsivaizduoti, kaip nusileidimo takas išsidėstęs pagal azimutą ir iš kurios pusės lėktuvas turės ant jo leistis. Dideliuose oro uostuose gali būti du lygiagretūs tūpimo takai. Tam, kad juos būtų galima atskirti, pridedamos lotyniškos raidės L (Left – kairė) ir R (Right – dešinė). Jeigu dispečeris leidžia tūpti ant tako 27R, vadinasi lėktuvas prieš tūpimą turės skristi kursu 270° ir taikytis nusileisti į tą taką, kuris yra dešinėje.
Lėktuvas toliau leidžiasi, dispečeris perduoda naujus aukščių duomenis, iki kurių lėktuvui leidžiama leistis. Šiuos duomenis pilotai iš karto įveda į autopiloto sistemą.
Pilotai tikrai nebandys išlaikyti lėktuvo nosies nukreiptos tiesiai į priskirto nusileidimo tako pradžią. Artintis prie tako reikia taip, kad iš pradžių lėktuvas atsidurtų taške, kuris yra ant tako ašies ir nutolęs nuo tako pradžios per kelias dešimtis kilometrų. Kuo didesnis lėktuvas, tuo iš toliau jis turi pradėti artėti prie tako palei jo ašį tūpimo kursu. Gyvenimui palengvinti navigacijos duomenų bazėje yra pagalbiniai taškai, kuriuos pilotai gali operatyviai įtraukti į savo skrydžio maršrutą, o autopilotas nukreips lėktuvą pagal nustatytą trajektorija. Neatmestinas ir vektoriavimo variantas, kada dispečeris diktuos įgulai kurso reikšmes tol, kol lėktuvas atsidurs tam tikru atstumu nuo tako pradžios, atsuktas nosimi į taką, t.y. tūpimo tiesėje.
Oro uostai yra aprūpinti antžemine įranga prietaisiniam lėktuvų tupdymui. Ją sudaro du radijo švyturiai: kurso ir glisados. Kurso švyturys skleidžia signalą, kad tūpimo tiesėje būtų skrendama griežtai pagal tako ašį. Glisados (tūptinės) švyturys – kad lėktuvas žemėtų maždaug 3° kampu į žemės paviršių ir jį paliestų tako pradžioje. Lėktuve yra imtuvai, kurių priėmimo dažniai nustatomi pagal konkretų oro uostą. Gavę kurso bei glisados signalus, imtuvai perduoda informaciją į prietaisus, kad lakūnas matytų nukrypimus nuo teisingos trajektorijos ir juos kiek įmanoma mažintų. Jei veikia autopilotas, tuo rūpinasi jis.
Šio etapo metu automatinė trauka rūpinasi pastoviu skrydžio greičiu, mažindama ir didindama trauką. Išskleidžiami užsparniai didina pasipriešinimą – trauką reikia padidinti. Iki tūpimo likus maždaug 5-iems kilometrams išleidžiama važiuoklė – tuomet trauką reikia dar labiau padidinti. Jei traukos automato nėra, pilotas „gazą“ reguliuoja rankiniu būdu, remdamasis greičio parodymais.
Kad būtų paprasčiau sekti skrydžio greitį ir nepadaryti klaidų (leidžiantis tai būtų itin pavojinga!), greičio matuokliuose yra taip vadinami „vabaliukai“ (bugs). Juos ranka galima stumdyti po skalės lanką ir palikti ties reikiamo greičio vieta. Moderniuose lėktuvuose su ekranais vietoje atskirų prietaisų, charakteringi greičiai lengvai įvedami į skrydžio valdymo sistemą ir po to pilotams suprantamais simboliais atvaizduojami greičio skalėje.
Ruošiantis tūpimui, įgula iš anksto nustato lėktuvo tūpimo svorį ir pagal svorio/greičių lentelę išdėsto greitimačio skalėje spalvotus „vabaliukus“. Tuomet nebereikės nei skaičiuoti mintyse, nei skaityti greičio reikšmes ir kažką analizuoti. Reikės tiesiog laikyti greičio rodyklę ties atitinkamos spalvos „vabaliuku“.
ATR42 charakteringų greičių nustatymo lentelė pagal faktinį lėktuvo svorį.
Greitis aviacijoje matuojamas mazgais, t.y., jūrmylėmis per valandą. 1 jūrmylė = 1,852 km
Greitimatis su keturiais „vabaliukais“ ir geltonu judamu indeksu, valdomu prietaiso rankenėlės pagalba
Klaidos ar būtino greičio praradimo atveju, visuose civiliniuose lėktuvuose yra įrengta šturvalo drebinimo (stick shaker) sistema. Jeigu greitis per mažas, šturvalas tiesiogine ta žodžio prasme pradeda drebėti, įsijungia garsinė ir šviesos signalizacija. Jeigu pilotas ir toliau „žaidžia su likimu“, leisdamas greičiui dar labiau mažėti, lėktuvo šturvalas automatiškai stumiamas į priekį (stick pusher), taip priversdamas lėktuvo nosį nuleisti žemyn ir tuo padidinti greitį. Tačiau jeigu skrendama pernelyg žemai, stick pusher sistemos logika neleis šturvalui pajudėti į priekį, nes lėktuvas gali rėžtis į žemę.
Taigi, užėjimo tūpti pradžioje, kuomet užsparniai dar įtraukti, laikome greičio rodyklę ties pačiu greičiausiu „vabaliuku“. Prieš išleisdami užsparnius nedideliu kampu, mažiname greitį iki kito, lėtesnio, „vabaliuko“. Taip etapais užsparniai išleidžiami vis didesniu kampu, o greitis vis mažinamas. Šiuo atveju keliamosios jėgos praradimas dėl greičio sumažėjimo kompensuojamas jos padidinimu dėl užsparnių išleidimo didesniu kampu.
Pagaliau užsparniai išleisti maksimaliu kampu, važiuoklė išskleista, lėktuvas pagal glisadą artėja prie žemės. Maždaug metro aukštyje pilotas dar labiau pritraukia šturvalą ir praktiškai iki nulio sustabdo žemėjimo greitį – tai vadinama “išlaikymu“. Aukštį jam sufleruoja arba automatinis balso pranešėjas, arba kolega, skaitydamas radijoaukštimačio rodmenis. Šiuo metu variklių trauka sumažinama iki minimumo. Lėktuvas praranda greitį ir nusileidžia ant pagrindinių ratukų. Toliau nusileidžia nosis ir lėktuvas rieda visomis trimis kojomis.
Nors skrydžiui toks greitis jau nepakankamas, tačiau jis vis tiek yra labai didelis ir siekia 180-200 kilometrų per valandą. Šią energiją reikia sugerti, tad iš pradžių lėktuvas stabdomas reversine variklių ar propelerių trauka, o toliau prisideda ir diskiniai pagrindinės važiuoklės ratų stabdžiai.
Viskas, atskridome. Sekite stiuardesių nurodymus ir iki pasimatymo naujuose maloniuose skrydžiuose!
