Na jakich wysokościach latają samoloty? Na wstępie należy zaznaczyć, że w lotnictwie stosujemy nieco inne postrzeganie pojęcia wysokości. Podobnie jak prędkość, tak i wysokość określamy bazując na pomiarach ciśnienia. W przeważającej części lotu, samolot tak na prawdę określa swoją wysokość nie względem ziemi (w rozumieniu czysto fizycznym/metrycznym) a względem warstw powietrza o stałym ciśnieniu. Przyrządy do określania wysokości wymagają wprowadzenia punktu odniesienia (jakim jest ciśnienie odniesienia). Zacznijmy od tego co dzieje się wysoko nad głowami: 
Poziom Lotu (Flight Level) - jest to podstawowa miara wysokości lotu samolotów na dużych wysokościach. Punktem odniesienia jest tutaj powierzchnia o stałej wartości ciśnienia (tj. powierzchnia izobaryczna) równego 1013.25 hPa (ciśnienie to określa się symbolem QNE). W warunkach atmosfery wzorcowej (to taki uśredniony model matematyczny atmosfery, określający jak jej parametry zmieniają się z wysokością) poziom lotu FL400 odpowiada wysokości 40'000 ft, a więc nieco ponad 12 km nad poziomem morza. W praktyce więc samolot utrzymujący stały poziom lotu FL400 nie leci nad ziemią na stałej wysokości: jego wysokość metryczna "faluje" podobnie, jak wzdłuż jego trasy "faluje" wartość ciśnienia. 
Jak jednak łatwo się domyślić, im bliżej ziemi, tym bardziej ryzykowne jest używanie takiego punktu odniesienia (ta stała powierzchnia izobaryczna może znaleźć się poniżej rzeczywistego poziomu terenu). Dlatego z obawy o zderzenie z terenem/przeszkodami terenowymi, poniżej określonego poziomu lotu (zwanego poziomem przejściowym) wysokość samolotu określamy w inny sposób. Poziom przejściowy (transition level) jest różny w różnych rejonach, zmienia się nawet w obrębie jednego rejonu w przypadku skrajnych zmian ciśnienia. W Polsce poziomem przejściowym jest zwykle FL80 (sporadycznie FL90). Poniżej poziomu przejściowego, obowiązuje:
Wysokość bezwzględna (altitude) - definicja tej wysokości jest mocno pokrętna, więc łatwiej będzie ją zobrazować na przykładzie. Wyobraźmy sobie lotnisko, wraz z okolicznymi przeszkodami (góry, pagórki, dźwigi, zabudowania). Określamy wszelkie istotne wysokości (wzniesienie lotniska, wysokość bezpieczną procedur, wysokości przeszkód itp.) nad poziomem morza, w warunkach atmosfery standardowej. Tak określone wysokości są stałe, wpisane w dokumentację lotniska, procedur i naniesione na mapach lotniczych. Jak jednak wiadomo, rzeczywiste ciśnienie na lotnisku cały czas się zmienia - tak więc dla otrzymania wiarygodnej wysokości lotu należy uwzględnić takie zmiany ciśnienia. Każde lotnisko na bieżąco mierzy i rozgłasza aktualnie panujące ciśnienie, stosowanie go w nastawie wysokościomierza sprawia, że załoga zawsze jest pewna poprawności wskazań wysokości względem tych opisanych w dokumentacji lotniska. Takie ciśnienie odniesienia określamy symbolem QNH, każde z dużych lotnisk komunikacyjnych mierzy własne QNH, dodatkowo pomiędzy lotniskami stosowane są QNH regionalne (w Polsce w wydzielonych 14 regionach).
Na koniec bardzo krótko o dodatkowych formach określania wysokości oraz parę ciekawostek:
wysokość względna (height) - to wysokość najczęściej stosowana w małym (turystycznym, sportowym) lotnictwie. Punktem odniesienia jest tutaj QFE, tj. ciśnienie panujące w danym punkcie odniesienia (np. na lotnisku aeroklubowym). Samolot z nastawą QFE na wysokościomierzu, stojąc na lotnisku dla którego zmierzono to QFE pokaże wysokość równą 0 ft (gdyby użył nastawy QNH, wysokościomierz pokazałby elewację lotniska).
wysokość geometryczna - w lotnictwie komunikacyjnym, stosowana jest w segmencie podejścia, na niskich wysokościach (często poniżej 2500 ft). Jeżeli oglądaliście filmy z lądowań samolotów liniowych nagrywane z kokpitu, być może często słyszeliście w tle odliczanie komputera pokładowego - czytane przez niego liczby to kolejne odczyty wysokościomierza radiowego, zainstalowanego na spodzie kadłuba.
- być może zastanawiacie się, dlaczego nie mierzymy wysokości samolotu geometrycznie (radiowysokościomierzem bądź GPSem): chodzi o dokładność. Pomiar ciśnienia jest bardzo precyzyjną metodą określania wysokości. Najlepszym dowodem są stosowane przez kontrolę ruchu lotniczego separacje: w poziomie jest to często 5 NM (ponad 9 km), w pionie (uogólniając) to 1000 ft (a więc około 300 metrów). Mówiąc inaczej: systemom pozycjonowania i dozorowania "ufamy" znacznie mniej niż przyrządom do pomiaru ciśnienia. 
- w naszej "cywilizowanej:)" części świata, stosujemy nastawy ciśnienia w hektopaskalach (hPa). Amerykanie powszechnie stosują odmienna jednostkę ciśnienia, tj. milimetry słupa rtęci (mmHg). Często więc samoloty produkcji amerykańskiej są wyposażone w wysokościomierze operujące innymi jednostkami. 
- zmiana ciśnienia o wartość 1 hPa odpowiada różnicy wysokości około 30 ft (10 m). Przykładowo więc, samolot posługując się błędnym o 5 hPa ciśnieniem QNH będzie posiadał ~50m błąd określenia wysokości
- wysokości bezwzględne (przypominając: altitude, wyznaczane względem QNH) są kalkulowane dla określonego przedziału temperatur. W skrajnych warunkach (mrozach) konieczne są poprawki
Na koniec krótka adnotacja: Powyższa wypowiedź ma charakter popularnonaukowy. Świadomie używam sporo skrótów myślowych, uproszczeń i uogólnień: celowo aby wywód nie był zbyt długi, nudny czy niezrozumiały. Klasycznie zachęcam też do zadawania pytań, oraz wskazywania nurtujących Was zagadnień które mógłbym wyjaśnić w odrębnych wpisach. 
#ciekawostki #gruparatowaniapoziomu #lotnictwo #samoloty #technologia
e291d205-a8cf-4bbd-9bbd-327c09e15192
madhouze

@mph może gdzieś pominąłem informację, ale zastanawiam się czy to Twoja pasja, czy sam latasz?

FoxtrotLima

@mph ja bym zagmatwał jeszcze bardziej i dołożył informacje o wysokości przejściowej/transition altitude (dla potomnych - wysokość na jakiej podczas wznoszenia zmieniamy ciśnienie z lokalnego QNH na standardowe QNE) i warstwie przejściowej/transition layer, która leży między TA i TL. Swoją drogą w Polsce jest dość gruba, bo sięga między 6500ft a FL80, co może czasem sprawiać trochę kłopotu w lotnictwie ogólnym.

Piorun dla Ciebie i pisz więcej, bo to quality content jest.

mph

@madhouze nie wdając się w szczegóły: łączę hobby z pracą:)

LM317T

@mph doceniam Twoją robotę, bardzo ładnie wyjaśnione, prostym językiem, dobrze się to czyta.

W temacie polecam ten film Mentour Pilota o tym jak nieporozumienie pomiędzy ATC a pilotami w sprawie wartości QNH doprowadziło niemal do katastrofy https://youtu.be/7LE98jp11js

Man_of_Gx

@mph A jak to jest z wpływem wiatru na wskazanie ciśnienia na poziomie lotniska?


Gx

beczka91

@Man_of_Gx prawdopodobnie ma jakieś osłony od wiatru

mph

@Man_of_Gx jeżeli mowa o sytuacji w której samolot stoi na ziemi zaparkowany, to określanie jego wysokości i prędkości jest mało istotne (a właściwie absurdalne). Współcześnie wysokościomierz jak i prędkościomierz dostarczają surowe dane do komputera, który wyfiltruje takie "absurdy" (jak zmiana prędkości samolotu podczas postoju), a sam prędkościomierz nie jest używany poniżej określonej prędkości (np. 35 kt). W prostych mechanicznych konstrukcjach (jak szybowiec) po prostu wskazania "falowałyby" w przypadku naporu wiatru "z boku".

KonanDestylator

@mph czy ja dobrze rozumiem, skoro liniowy leci na 1013, a cisnienie wokół niego się zmienia (jak to napisałeś, faluje), to znaczy że samolot też faluje, i raz musi dodawać mocy żeby nadrobić różnice a raz odpuścić?


PS. Quality content w hoooy rób to dalej plis

Man_of_Gx

@mph miałem na myśli mierniki lotniskowe, których wskazania są używane przez samoloty jako QFE, o ile wpływ wiatru poziomego zapewne można wyeliminować mając kilka czujników ustawionych w różnych kierunkach a przy wyznaczaniu ciśnienia odrzucać wartości z tych które są akurat ustawione na wiatr albo odpowiednio konstruując czujnik żeby sam kompensował wiatr poziomy to co z ruchem powietrza w pionie, wydaje mi się że taki też się może zdarzać?

A może nie może się zdarzać w stopniu mającym wpływ na samo lądowanie?


Gx

mph

@KonanDestylator Zgadza się:) Nie mniej oczywiście są to bardzo drobne zmiany, dzisiaj np. mamy bardzo duże różnice ciśnienia w Polsce - około 20 hPa pomiędzy Tatrami a Bałtykiem. Tak duża różnica ciśnienia daje wahanie wysokości rzędu raptem 200 m na odległości przeszło 600 km

mph

@Man_of_Gx nie znam szczegółów konstrukcyjnych lotniskowych stacji meteorologicznych. Jednak biorąc pod uwagę skomplikowanie tych systemów i stojący za nim całodobowy sztab ludzi od meteo ufam, że wszelakie tego typu błędy są eliminowane (mogę zgadywać, że tak jak piszesz: redundancja czujników, odpowiednie poprawki, odrzucanie mało wiarygodnych wskazań itp.). Ruchy powietrza w pionie raczej nie stanowią problemu dla pomiarów, szczególnie tak blisko ziemi (czujniki, choć nie wiem czy wszystkie, zlokalizowane są 2 m nad ziemią).


I ostatnia sprawa: podczas końcowego podejścia do lądowania, wyrównania, aż po przyziemienie, wysokość nad drogę startową kontroluje już wzrok pilota i/lub radiowysokościomierz. Tutaj więc wskazania QNH czy QFE są już mniej istotne.

Zaloguj się aby komentować