Mýtus Našemu letadlu se prohýbají křídla, něco se děje
U dopravních letadel můžete za letu zejména v náročnějších povětrnostních podmínkách pozorovat prohýbání křídel. Labilnějším cestujícím sedícím u okének může tento jev způsobit nepříjemné pocity. To křídlo se strašně kýve, neutrhne se? Neutrhne. Vysvětluje Tereza Šírová, autorka řady článků s leteckou tématikou na Technet.cz.
Vysvětlení:
Křídla jsou záměrně konstruována tak, aby se prohýbala. Navíc prošla přísnými zkouškami. Křídla se během normálního letu mohou prohýbat nahoru a dolů až o sedm stupňů. A proč tomu tak je? Na křídla letadel působí značné síly, které se během letu mění, zejména při průletu turbulencemi.
Testování elasticity křídel v aerodynamickém tunelu NASA (Hampton ve státě Virginia)
Kdyby křídla nepružila, letadlem by to pěkně házelo. „Sedět v letadle s nepružícím křídlem by bylo jako jet v autě bez tlumičů,“ uvádí na svém blogu Captain Jetson.com americký dopravní pilot, který se představuje jako Les.
Pravda Pro start letadla je příliš horko
Na dovolenou neodletíte, protože pro start letadla je podle letecké společnosti moc velké horko. To, co může vypadat jako velmi neobvyklá výmluva, je skutečně pravda. Jeden z příkladů a vysvětlení uvádí ve své knize Zeptejte se pilota Patrick Smith: Jednou jsme odlétali z Phoenixu a venkovní teploty se vyšplhaly až ke čtyřiceti stupňům Celsia. Několik cestujících do letadla nepustili. Letecká společnost nám řekla, že je příliš horko a letadlo proto nemůže letět plně obsazené.
Vysvětlení:
Horký vzduch má nižší hustotu než studený vzduch, což negativně ovlivňuje vztlak i výkon motorů. Za velmi vysokých teplot se prodlužuje vzdálenost potřebná k rozjezdu před vzletem a snižuje se sklon stoupání. V důsledku toho by mohlo dojít k porušení bezpečnostních limitů pro konkrétní ranvej, přesněji se jedná o limity pro gradient stoupání po vzletu a vzdálenost potřebnou k zastavení v případě přerušení vzletu.
Kvůli vedrům rušili lety v USA V roce 2017 rušili v americké Arizoně lety kvůli teplotě 48 stupňů Celsia |
Maximální přípustná hmotnost se určuje pro každý vzlet zvlášť na základě aktuálního počasí a délky vzletové dráhy. U letů na krátké vzdálenosti mívají letouny v nádržích jen omezený objem paliva a většinou nedochází k problémům, avšak plné nádrže nebo těžký náklad mohou limity ohrozit. V takových případech je nutné vyložit část zpoplatněného komerčního nákladu nebo vysadit některé cestující.
V manuálech některých letadel jsou navíc stanoveny maximální provozní teploty. Po překročení určité hranice dochází k nadměrným aerodynamickým ztrátám a přehřívání některých částí stroje. Limity jsou obvykle poměrně vysoké, okolo padesáti stupňů Celsia. Přesto se ale jednou za čas stane, že letadla musejí zůstat na zemi.
Důvodem hmotnostních omezení může být kromě teploty také nadmořská výška. Čím výše letadlo vystoupá, tím je okolní vzduch řidší, což snižuje aerodynamickou účinnost a výkon motorů. Při startu z letišť ve vysokých nadmořských výškách se často nevyhneme omezení hmotnosti zpoplatněného komerčního nákladu. Výborným kandidátem je Mexiko ležící v nadmořské výšce 2 250 metrů a dále pak například Denver, Bogotá, Cuzco a mnohá další města.
Před rozšířením letounů s vyšším výkonem dlouhé roky platilo, že letadla na linkách South African Airways z New Yorku do Johannesburgu a zpět mohla absolvovat tuto trasu bez mezipřistání pouze v jednom směru. Při letu směrem na východ z letiště JFK byla výhodou dlouhá vzletová dráha a minimální nadmořská výška. Na zpáteční cestě však byla nutná omezení kvůli nadmořské výšce letiště v Johannesburgu, která činí 1 680 metrů. Kdyby měl letoun plné nádrže, musel by se snížit počet pasažérů nebo objem nákladu, proto se palivo doplňovalo až během mezipřistání na Kapverdských ostrovech nebo v Dakaru.
Po vzletu může být letoun zpočátku příliš těžký na to, aby mohl vystoupat rovnou do vyšší letové hladiny, v níž je let nejekonomičtější. Proto stoupá postupně v několika fázích a do příslušné výšky vstupuje, až se jeho hmotnost sníží o část spotřebovaného paliva. Konkrétní letová hladina, v níž můžete v daném okamžiku letět, nezávisí jen na fyzické schopnosti letounu vystoupat do určité nadmořské výšky, ale také na dodržení příslušných limitů přetažení stroje v dané výšce.
Mýtus Letadlo zamíří z vašeho letiště přímo do cíle
Mýtus vyvolaný u mnoha cestujících pocitem, že nebe barvy nápoje Curacao se táhne do nekonečna a létání na rozdíl od svodidel, kolejí na zemi a podobné matérie, nemůže nic omezovat. Při pohledu na bezchybně přímý, kondenzační sled táhnoucí se za letadlem to navíc může vypadat, že letadla létají toliko po přímkách. Vysvětluje Miroslav Jindra, řídící letového provozu a autor řady článků o letectví na Technet.cz
Vysvětlení:
Kdyby tomu bylo skutečně tak, jak je uvedeno výše, nesměla by existovat omezení v podobě dočasně vyhlašovaných vojenských prostorů a omezení v podobě vstupních bodů do okolních řídících oblastí, které si kladou určité vstupní podmínky zasahující do vertikálního profilu letu.
Například všechny lety, které přes naše území směřují na letiště ve Frankfurtu, musí být na výstupním bodě RAPET, virtuální bod severně od Chebu, bezpodmínečně v letové hladině 300 (FL300 - Flight Level, 9 150 m), tedy pokud letí výše. Na letové cesty v horním vzdušném prostoru, nad letovou hladinou 245, navazuje síť cest v prostoru dolním, ze kterých pak odbočují předepsané přibližovací obrazce, vice versa i odletové, propojené s dráhovým systémem daného letiště.
VFR (Visual Flight Chart) mapa zachycující New York a Philadelphii
Systém oblastí bez letových cest funguje v Evropě jen částečně, například v Maďarsku, Slovinsku, nebo horním vzdušném prostoru Slovenska, ale i zde pro plánování letů a dodržování podmínek letového plánu existují stejně závazná pravidla. Nebe nad Českou republikou však dál opřádá neviditelná geometrická síť letových cest.
Letový plán podaný na let z Prahy do Barcelony může laikovi připadat jako změť alfanumerických znaků, čekajících, až je letový kryptolog prožene šifrovacím strojem Enigma dříve, než letadlu nad cílovým letištěm dojde palivo. Naštěstí zde existuje automatický způsob přenosu těchto informací prostřednictvím sítě AFTN.
Do určení tratě a z toho vyplývající doby trvání letu také promlouvá počasí. Těžko se chápe, když si za slunného dne vysedáváte v letištní hale své zpoždění a přitom víte, že ani tam, kam míříte, špatné počasí není. Jenže aby se váš let vůbec na oblohu vešel, musí se vzít do úvahy dalších 35 000 letů, které se ten den nad Evropou odehrávají, a na těch neviditelných křižovatkách jim připravit stejně bezpečná a efektivní časová okna jako zrovna pro ten váš.
Při silné bouřkové činnosti se v nejvíce zasažené oblasti, která se může táhnout až stovky kilometrů, regulují hodinové počty letadel, které dispečeři mohou zvládnout. Za bouřek jsou na jejich práci kladeny extrémní nároky, čelí přitom výzvě v podobě oblétávání, častých změn letových hladin způsobených turbulencí, ale i vstupy dalších, neplánových letadel z okolních, také zasažených oblastí, které se snaží dostat na místo určení co nejbezpečnější cestou. TA ovšem málokdy bývá nejkratší.
Mýtus? Turbulence mohou poslat letadlo k zemi
Turbulence. Jev, který alespoň trošku děsí každého, i zkušeného cestovatele. Představa kalhot politých colou nebo snad i úrazu způsobeného pádem příručního zavazadla z úložného prostoru (mimochodem, i proto mají aerolinky váhové limity), není nijak příjemná. Nicméně o život v těchto případech nejde.
Patrick Smith se v již zmiňované knize ptá: Mám důvod k obavám? Turbulence rozlévají kávu, házejí zavazadly, plní sáčky na zvracení a hrají na nervy. Ale mohou způsobit pád letadla?
Vysvětlení pro odpověď ANO, turbulence může způsobit nehodu:
Turbulence je v souvislosti s létání asi nejčastěji uváděnou obavou. A ano, za určitých velmi zřídka nastávajících okolností skutečně může způsobit pád letadla. I proto se o výskytu turbulencí samozřejmě podrobně informují i piloti. Pokud se jev objeví, zjišťují přes řídícího (řídící letového provozu), jaké zkušenosti mají letouny na stejné trase před nimi, atd.
Co dokážou turbulence, popisuje Miroslav Jindra. V letectví se z hlediska intenzity rozlišují čtyři základní typy turbulencí: lehká (light), střední (moderate), těžká (severe) a extrémní (extreme). Podle okolností, a bezpochyby v případě oznámení těžké a extrémní turbulence, informuje řízení letového provozu o jejím výskytu odpovědnou meteorologickou služebnu, popřípadě nejbližší okolní poskytovatele letových provozních služeb. Je to typ informace, kterou je třeba sdílet a neprodleně na ni vydat varování.
Nejhorší ze všeho je takzvaná Clear Air Turbulence neboli CAT – „turbulence čistého nebe.“ Nebezpečný jev denně ohrožující leteckou dopravu. Ve výškách, které jsou pro její vznik typické, mezi šesti až 15 000 metry, ji nelze detekovat, ani časově předvídat. Mezi laickou veřejností se CAT hovorově nazývá „vzdušnou kapsou“. Standardní palubní radary ji nedokážou detekovat, neboť její existence není spojena s výskytem mraků dokazujícím nepředvídatelný pohyb vzduchu. Pravděpodobnost jejího vzniku ovlivňuje několik faktorů, které najdete v tomto článku.
Jsou známy případy, a mohli jste si o nich již přečíst tady na Technetu, kdy turbulence (CAT) nebo na ni navazující střih větru způsobily tragédii. Ukázkový je případ letounu Boeing 707 společnosti BOAC, který kvůli řetězci chyb vletěl přímo do „neviditelného pekla“. Na východní závětrné straně Fudži osudného dne vznikalo velmi nebezpečné rotorové proudění a to jak vertikální, tak horizontální. Neviditelná turbulence. Byl slunný, bezoblačný, i když větrný den.
Fotografie odpadávajícího motoru z letounu Boeing 707 společnosti BOAC letu BA 702.
Jak popsal pilot amerického Skyhawku A-4 C, který do té samé turbulence také vlétl: „Bylo to jako náraz do cihlové zdi.“ Skyhawk se v turbulenci vzepjal jako divoký Mustang. Kyslíková maska se z obličeje pilota uvolnila a hlava mu několikrát prudce narazila do opěrky vystřelovacího sedadla. Pilot nedokázal přečíst údaje na přístrojích, ale ani udržet ruce na řízení. Vypadalo to, jako by jej neviditelná síla chtěla z letounu vyrazit. Zatímco vojenský stroj prolétl, plně obsazený Boeing 707 neměl šanci. Už ve vzduchu jej obrovské síly doslova rozložily na kusy. Podrobně si můžete o této havárii přečíst v článku: „Rozpadající se letoun pozorovaly stovky lidí. Vletěl do neviditelného pekla“. Pokračování příběhu a podrobný popis dalších haváriích způsobených fenoménem CAT najdete v pokračování: „Smrtící okamžiky zachytila kamera. Ze svatební cesty se už nevrátili“.
Vysvětlení pro odpověď NE, většinou nemůže způsobit ...
Patrick Smith ve své knize popisuje turbulence z pohledu, který bude znát naprostá většina létajících cestujících. Mohou být otravné i nepříjemné, ale nehodu nezpůsobí.
Turbulence jsou pro každého, včetně posádky, obtěžující přítěží, ovšem jsou normální. Lepší výraz zkrátka neexistuje. Z pohledu pilota jsou turbulence problémem kvůli omezení komfortu, nikoli kvůli omezení bezpečnosti. Když pilot mění výšku letu a snaží se najít příznivější podmínky, dělá to především v zájmu pohodlí cestujících. Piloti nemají strach, že by letounu upadla křídla, jen se snaží, aby se zákazníci cítili uvolněně a příjemně a aby káva zůstala tam, kde má.
Obálka knihy Zeptejte se pilota. Autor Patrick Smith, vydavatelství Grada.
Letadla jsou konstruována tak, aby odolala obrovskému náporu. Musejí splňovat přísné limity stanovené pro kladné i záporné přetížení. S turbulencí, která by byla tak silná, že by dokázala utrhnout motor nebo ohnout nosník křídla, se za celý život nesetká ani člověk, který cestuje opravdu velmi často – tedy ani pilot.
Výška, náklon a sklon letadla se během turbulence mění jen mírně – v pilotní kabině vidíme jen téměř neznatelné zakolísání na výškoměru – a dopravní letouny mají navíc zabudovanou funkci, kterou piloti znají pod názvem „pozitivní stabilita“. Pokud se letoun vychýlí ze své původní polohy, přirozeně se do ní sám vrátí.
Vzpomínám si, jak jsme jednou v noci během letu do Evropy přibližně v půli cesty nad Atlantikem vletěli do oblasti s nezvykle drsnými podmínkami. Byl tam přesně ten typ turbulencí, o jakých lidé vyprávějí svým přátelům. Objevily se nečekaně, trvaly několik minut a byly tak zlé, že se v uličkách převrátily vozíky s občerstvením. Když byla situace nejhorší a až do kokpitu jsme slyšeli řinčení padajících talířů, vzpomněl jsem si na e-mail od jednoho čtenáře. Ptal se mě, k jak velké změně výšky dochází v podobných situacích.
O kolik stop či metrů se ve skutečnosti letadlo propadne, vystoupá nebo vychýlí do stran? Pozorně jsem sledoval výškoměr. A viděl jsem, že vychýlení v žádném směru nepřesáhlo čtyřicet stop (dvanáct metrů). Po většinu času to bylo deset, maximálně dvacet stop (tři, maximálně šest metrů). Změna kurzu – tedy směru, kam mířila špička letadla – byla neznatelná. Dokážu si představit, že někteří cestující to viděli jinak a drsné podmínky výrazně zveličovali. „Za dvě sekundy jsme se propadli skoro o tři tisíce stop!“ (900 metrů).
V podobných situacích piloti zpomalí na stanovenou „rychlost vletu do turbulence“, čímž se zaručí ochrana proti vibracím a třepání ve vysokých rychlostech (víc se neptejte) a předejde se riziku poškození rámu letadla. Předepsaná rychlost se však blíží běžné cestovní rychlosti, takže cestující ze svého sedadla pravděpodobně snížení rychlosti ani nezaznamenají.
Piloti také mohou požádat o přechod do nižší nebo vyšší letové hladiny, případně o změnu trasy. Možná si živě představujete, jak se piloti v takové situaci zapotí: kapitán rozdává úsečné rozkazy, rukama pevně svírá berany řízení a letadlo se naklání ze strany na stranu. Nic není vzdálenější pravdě. Posádka s problémem tolik nezápasí, spíše se ho snaží bez úhony přestát. Snažit se bojovat se silnou turbulencí je ve skutečnosti to nejhorší, co by mohl pilot udělat. Některé systémy automatického řízení mají pro podobné situace speciální režim. Místo zvyšování počtu korektivních zásahů do řízení dělá přesný opak a snižuje citlivost systému.
Piloti také pustí hlášení pro cestující a signál pro posádku, aby se všichni připoutali. Pokud situace na trase vypadá nebezpečně, piloti často vyžadují, aby se usadil i palubní personál. Předpovědět, kde, kdy a jak silné turbulence nastanou, je spíše umění než věda. Orientujeme se podle předpovědních map, výstupů z radaru a také podle aktuálních informací od posádek ostatních letadel, které bývají nejužitečnější.
Některé meteorologické indikátory jsou spolehlivější než jiné. Například ty vzdouvající se, jako vata načechrané mraky typu kumulus jsou vždy předzvěstí blížících se otřesů – zejména pokud se jejich vrchol rozšiřuje do tvaru kovadliny a provázejí je bouřky.
Signál pro cestující, aby se připoutali, se rozezní také při přeletech nad pohořími a průletech některými frontálními rozhraními, stejně jako při průletu oblastí tryskového proudění (jet stream). Ale tu a tam se turbulence objeví bez varování. Když nás tehdy při noční cestě do Evropy překvapily, měli jsme informace, že nehrozí nic víc než mírné „vlnky“. Oblastí, kde podle původní předpovědi měly být silnější turbulence, jsme o něco později proletěli zcela hladce. Nikdy zkrátka nevíte. Když předáváme informace posádkám jiných letadel, hodnotíme turbulence na stupnici od extrémních po slabé.
Po průletu nejsilnějšími turbulencemi musí po přistání stroj zkontrolovat pracovníci údržby. Pro každý stupeň je stanovena přesná definice, ale v praxi se turbulence hodnotí subjektivně. Extrémní turbulence jsem nikdy nezažil, ale setkávám se s mírnými a příležitostně i se silnými turbulencemi. Silné turbulence mě zastihly například v červenci 1992, kdy jsem jako kapitán pilotoval patnáctimístné turbovrtulové letadlo.
Let na trase z Bostonu do Portlandu ve státě Maine běžně trval jen pětadvacet minut. Celý den bylo horko a v podvečer vytvořily mraky typu kumulus široký pás věží, jež se tyčily jedna vedle druhé napříč celým územím New England. Formace byly krátké, až k vrcholu měřily přibližně 8 000 stop (2 438 metrů), a byl to velmi krásný a zároveň zlověstný pohled. Zapadající slunce vykreslilo na nebi jednu z nejúžasnějších scenérií, jaké jsem kdy viděl. Do všech směrů až k horizontu se rozprostírala zahrada plná korálově růžových sloupů. Byly nádherné, a jak se později ukázalo, také zákeřné – jako malé sopky chrlící k nebi neviditelné proudy horké páry.
Vzápětí přišly mimořádně silné otřesy, až jsem měl pocit, jako bych uvízl hlavou dolů v lavině. Vzpomínám si, že ačkoli jsem měl přes ramena pevně utažený bezpečnostní pás, měl jsem celou dobu vzpaženou ruku, abych se mohl zapřít, protože jsem se bál, že bych mohl hlavou narazit do stropu. O pár minut později jsme bezpečně přistáli v Portlandu. Žádné škody, žádná zranění.
Abyste mě neosočili, že vše vidím přes růžové brýle, uznávám, že silné turbulence mohou občas poškodit letadlo nebo způsobit zranění cestujících. Pokud jde o cestující, pak jsou to obvykle lidé, kteří spadli nebo se uhodili proto, že nebyli připoutaní. Ve Spojených státech se v důsledku turbulencí každoročně zraní přibližně šedesát osob, přičemž dvě třetiny z tohoto počtu jsou letušky nebo stevardi. Zraní se tedy zhruba dvacet cestujících. Dvacet z přibližně osmi set milionů lidí, kteří se v této zemi každoročně vydají na cestu letadlem.
Z neoficiálních důkazů vyplývá, že turbulence jsou jedním z průvodních jevů klimatických změn a jejich výskyt je stále častější. Turbulence vznikají v závislosti na počasí a globální oteplování umocňuje některé meteorologické jevy, je tedy logické, že se s podobnými zkušenostmi, jakou jsem zažil při letu nad Maine, budeme setkávat mnohem častěji.
Vzhledem k tomu, jak nepředvídatelné jsou turbulence, je o mně známo, že na otázku, jak se jim nejlépe vyhnout, nabízím tazatelům jen neuspokojivé, neurčité odpovědi.
- „Je lepší letět v noci než ve dne?“ – „Někdy.“
- „Měl bych se vyhnout trasám přes Rocky Mountains nebo přes Alpy?“ – „Těžko říct.“
- „Jsou velká letadla odolnější než malá?“ – „Jak se to vezme.“
- „Na zítřek hlásí nárazový vítr. Bude to drsné?“ – „Pravděpodobně, ale kdo ví?“
- „Kam si mám sednout, do přední, nebo zadní části letadla?“ – „Hm, tak na tuto otázku konečně mám kloudnou odpověď! Ačkoli rozdíl není nijak velký, nejklidnější místo při turbulencích je nad křídly, co nejblíže k aerodynamickému středu a těžišti letadla. Nejsilněji budete turbulence obvykle pociťovat v zadní části letadla – v posledních řadách nejblíže k ocasu.“
Příště se podíváme na dírku v okně, výpadek motorů a další mýty.
Článek obsahuje redakčně krácené ukázky z knihy Patricka Smitha, Zeptejte se pilota.
