Z jakimi prędkościami latają samoloty? Podróżując samolotem, często słyszymy, że poruszamy się z prędkością rzędu 800-1000 km/h. Gdy jednak zajrzymy do kokpitu, na przyrządach pokładowych zobaczymy odczyt np. 250 kt (węzłów), a więc około 460 km/h. Skąd więc bierze się ta ogromna prędkość względem ziemi? Aby to zrozumieć, musimy omówić znaczenie podstawowych rodzajów prędkości stosowanych w lotnictwie.
Prędkość IAS (Indicated Air Speed), to najważniejsza i najczęściej stosowana w lotnictwie prędkość - zarówno przez pilotów jak i kontrolerów ruchu lotniczego. Prędkość ta jest niczym innym jak miarą ciśnienia dynamicznego powietrza: w miarę wzrostu prędkości rośnie ciśnienie dynamiczne, mechanizm ten łatwo poczuć wystawiając otwartą dłoń przez okno samochodu przy różnych prędkościach. Mierząc więc ciśnienie dynamiczne odpowiednio skalibrowanym przyrządem, możemy precyzyjnie określić prędkość samolotu.
Takim przyrządem jest rurka Pitota, zlokalizowana zwykle w miejscu z możliwie najmniej zaburzonym przepływem powietrza. Do takiej rurki trafia ciśnienie całkowite, po odjęciu od niego ciśnienia statycznego (pobieranego z portów ciśnienia statycznego) otrzymamy ciśnienie dynamiczne, a więc prędkość samolotu. W znanym wszystkim Boeingu 737 znajdziemy 4 niezależne rurki Pitota (na nosie kadłuba) oraz 6 portów ciśnienia statycznego (na bokach kadłuba).
Podsumowując więc: prędkość IAS jest niczym innym jak miarą ciśnienia, z jakim powietrze oddziałuje na samolot. To najbardziej miarodajna prędkość, gdyż jest bezpośrednio związana z siłami działającymi na samolot i jego powierzchnie sterowe. Względem tej prędkości można więc określać ograniczenia eksploatacyjne samolotu w różnych konfiguracjach (np. z wysuniętym podwoziem czy klapami) lub warunkach (np. w powietrzu turbulentnym).
Prędkość TAS (True Air Speed), to drugi interesujący rodzaj prędkości - jak sama nazwa wskazuje, jest to rzeczywista prędkość względem powietrza. A więc przyjmując odwrotny punkt odniesienia: to prędkość z jaką cząsteczka powietrza opływa samolot. O ile (w warunkach standardowych) na poziomie morza, prędkość IAS jest równa TAS, o tyle sytuacja zmienia się wraz ze wzrostem wysokości lotu. Jak wiemy, wraz z rosnącą wysokością zmienia się również (maleje) gęstość powietrza.
Wznosząc się więc ze stałą prędkością IAS (a więc utrzymując stały napór ciśnienia), samolot ze wzrostem wysokości lotu napotyka coraz mniejszą ilość cząsteczek powietrza. Aby więc uzyskać to samo ciśnienie dynamiczne przy pomocy mniejszej ilości powietrza, musimy poruszać się względem niego z większą prędkością (dużo cząsteczek powietrza * mała prędkość = mało cząsteczek powietrza * duża prędkość). W efekcie tego, wraz ze wzrostem wysokości rzeczywista prędkość cząsteczek powietrza względem samolotu znacznie wzrasta.
Przykładowo: wznosząc się ze stałą prędkością IAS równą 250 kt (460 km/h) na poziom przelotowy (przyjmijmy przykładowo FL380 = 38000 stóp = 11,5 km), osiągniemy prędkość TAS rzędu 440 kt (815 km/h). Ale to wcale jeszcze nie jest precyzyjna odpowiedź, ponieważ...:
- rzeczywista prędkość względem ziemi, zależy również od wiatru, którego adekwatną składową należy uwzględnić aby obliczyć tzw. Ground Speed. Tak więc lecąc się ze stałą prędkością IAS równą 250 kt, ze sprzyjającym wiatrem "w ogon" o prędkości 100 kt, będziemy podróżować względem ziemi z prędkością 540 kt (a więc 1000 km/h).
- na dużych wysokościach lotu, porzucamy wskazania prędkości IAS i skupiamy się na liczbie Macha (to względem niej wyznacza się ograniczenia eksploatacyjne na dużej wysokości). To temat na osobny, długi wpis, dlatego więcej tutaj nie będę zanudzał:)
*) na obrazku kolejny przykład: Samolot na poziomie FL340 (34000 ft, wskazanie widoczne na prawo od sztucznego horyzontu), z prędkością IAS równą 270 kt (wskazanie na lewo od horyzontu). Liczba Macha wynosi .78 (lewy górny róg prawego wyświetlacza), prędkość względem ziemi 433 kt, prędkość TAS 463 kt (lewy górny róg lewego wyświetlacza).
Zapraszam do lektury starych i nadchodzących postów, zadawania pytań, oraz podrzucania nowych, nurtujących Was zagadnień z dziedziny współczesnego lotnictwa.
#lotnictwo #samoloty #ciekawostki #gruparatowaniapoziomu
