Moja cesta za dopravným lietaním ( 2 )

Autor: Tomas Tahotny | 3.11.2017 o 20:55 | (upravené 3.11.2017 o 21:12) Karma článku: 4,19 | Prečítané:  661x

Nastal čas dvihnúť kotvy  a vydať sa na cestu za ďalším blokom prednášok v czech aviation training centre. Tento krát to bolo veľmi náročné, lebo toľko príkladov koľko som vypočítal za tie 4 dni som nevidel za celú strednú školu.

Dnes sa dozviete ďalšie dôležité atribúty ako to s tými veľkými lietadlami vlastne je, ako je možné, že na tú dovolenku letíte tak rýchlo a pohodlne.  Čo sa vlastne s tým lietadlom pri tom pohybe zemou a vzduchom vlastne deje a prenesiete sa do rôznych fyzikálnych veličín a ja sa vám ich posnažím čo najjednoduchšie popísať a vysvetliť až vlastne postupne zistíte, že sa lietania nemusíte vôbec báť a je to všetko tak krásne jednoduché.

Ale už sa prenesme do CATC centra do virtuálnej učebne do miestnosti číslo 122 kde sa ponoríme do štúdia ďalších dvoch zo štrnástich predmetov.

Tento krát sa rozoberala pre dopravné lietanie veľmi dôležitá problematika a tou sú výkony (performance) a hmotnosť a vyváženie ( mass and balance) . Bez výkonu sa dopravné lietadlo nezaobíde lebo sa nedá do pohybu a pokiaľ bude nesprávne vyvážené do vzduchu sa taktiež nedostane. Ale poďme pekne poporiadku. 

Výkony (performance)

          Výkony sú jedným za ďalších predmetov, ktorý je potrebný na splnenie kvalifikácie dopravného pilota. V prvom rade je si treba uvedomiť čo všetko sa do výkonov radí a aké sily pôsobia na lietadlo pri vzlete, stúpaní, klesaní či horizontálnom lete. Pre začiatok je dôležité vedieť aké sily na lietadlo pôsobia keď sa pohybuje či už po zemi alebo vo vzduchu. Tými silami sú vztlak (lift), odpor (drag), ťah (thrust) a tiaž  (weight), pozor nie váha ako by ste si možno mohli myslieť. Avšak do výkonových charakteristík sa taktiež radí aj dráha (runway), z ktorej lietadlo vzlieta, pretože dráha môže mať rôzny povrch. My keďže sme dopravný piloti ostaneme pri betónovej dráhe. Ale aj tá môže byť suchá (dry) , vlhká (wet), môže na nej byť aj vlhký sneh (slush). To všetko má vplyv na rozbeh lietadla alebo pristátie. O tom neskôr.

           Dopravné lietadlo je komplexný systém rôznych parametrov, ktoré sa musia zosúladiť aby sa dostalo do vzduchu. Hlavnou fyzikálnou veličinou, ktorú musí počas vzletu prekonať je odpor. Odpor vytvára aj vzduch ktorý nabieha na lietadlo, pretože aj vzduch má svoju hmotnosť resp. hustotu           ( density). A na to aby sa lietadlo tento odpor prekonalo potrebuje nejakú silu, ktorá ho bude cez túto hmotu hnať.  Tá sila sa volá ťah a tento vytvárajú prúdové motory. Motory sú asi najdrahšia zložka na lietadle a sú nosným pilierom lietadla. Iba pre zaujímavosť taký prúdový motor, ktorý poháňa Boeing 737 spotrebuje na jeden kilogram paliva asi 70 kilogramov kyslíka. Motory poskytujú lietadlu potrebný ťah na to aby dokázalo vyvinúť rýchlosť. A tu sa dostávame k merítu veci. V letectve sa všetky rýchlosti značia ako rýchlosť V. Ja vám popíšem skoro všetky rýchlosti, ktoré môžete zažiť počas vzletu a samotného letu.

           Pokiaľ sa lietadlo pohybuje po zemi, riadi sa tzv. ground speed teda rýchlosťou ako sa pohybuje po zemi. Až po vstupe na vzletovú a pristávaciu dráhu sa začína ten ozajstný proces letectva. Po vstupe na dráhu pilot lietadla pridáva plyn na vzletový výkon a lietadlo naberá rýchlosť V. Tým, že lietadlo naberá rýchlosť prechádza z riadenia kolesami k riadeniu aerodynamickými silami, pretože pri nižších rýchlostiach sú aerodynamické plochy neúčinné. Tieto rýchlosti sa označujú ako Vmcg (minimum control ground speed) a Vmc ( minimum control speed with one engine inoperative ) to je rýchlosť kde je lietadlo ovládateľné s jedným motorom.  Ďalšou rýchlosťou, ktorá prichádza na rad je rýchlosť V1 alebo tzv. decision speed (rýchlosť rozhodnutia) pri tejto rýchlosti sa pilot rozhodne či bude pokračovať vo vzlete alebo vzlet preruší a lietadlo bezpečne zastane na dráhe. Rýchlosť V1 je presne vypočítaná podľa váhy lietadla a dĺžky letiska. To znamená, že po prekročení V1 musí lietadlo pokračovať vo vzlete, pretože už nedokáže zastaviť na konci dráhy, ale by z nej vybehlo a hrozilo by napríklad poškodenie. Po rýchlosti V1 nasleduje rýchlosť Vr (rotate). Pri tejto rýchlosti sa dvíha predok lietadla a lietadlo sa odlepuje od dráhy a nasleduje vzlet. Táto rýchlosť sa volá Vlof teda ( lift off). V tomto momente je lietadlo vo vzduchu a prechádza do stúpania. Toto všetko musí byť dopravné lietadlo schopné zvládnuť s jedným motorom keby mu jeden vysadil. Iba pre zaujímavosť, pravdepodobnosť, že vysadí prúdový motor je  1:1000000000. Pravdepodobnosť, že vysadia oba je prakticky nulová.

          Teraz prejdime k výkonom motorov a ako to funguje. Ťah motora napríklad Boeingu 737 je zhruba  120KN teda kilo newtonov. V ľudskej reči motor má ťah 12 ton. To znamená že dva motory dokopy majú ťah zhruba 25 ton a keď lietadlo váži povedzme 60 ton tak motory  musia lietadlu udeliť takú rýchlosť aby na nosné plochy lietadla ( krídla) pôsobila sila väčšia ako 60 ton. To spôsobí, že lietadlo začne vzduch vysávať do vzduchu. Teda lietadlo nie je ako keby nesené na spodnej ploche krídel, ale je vysávané silou, teda vztlakom, ktorá pôsobí na hornú plochu. Preto dokáže napríklad náš Mig 29 stúpať prakticky kolmo, pretože motory majú ťah každý po 85KN ( teda 8,5 tony) a lietadlo váži 11 ton. To znamená, že pri plnom výkone má 5 ton ťahu prebytok. Je to úžasné že?

           I keď prúdový motor je navrhnutý na to, aby najlepšie pracoval vo veľkej výške taktiež jeho efektivita s pribúdajúcou výškou klesá. Je to spôsobené klesajúcou hustotou vzduchu. Teda čím je lietadlo vyššie potrebuje motor nedostatok vzduchu resp. kyslíka kompenzovať pridaním plynu. Preto je prúdový motor účinnejší než vrtuľový, pretože je uzavretý a všetok kyslík si sťahuje ako keby pre seba. Predstavte si ventilátor, ktorý keď sa točí ide z neho prúd vzduchu aj do okolia. Avšak prúdový motor tým, že je uzavretý koncentruje sa všetka energia do jedného miesta a to je celý motorový priestor. Ako keby všetko čo je vo mne je moje a nič nevyjde nazmar. Ten obrovský ventilátor vpredu nasáva vzduch a zároveň vytvára asi 80 percent ťahu. Ostatok ťahu vytvára turbína. Mimochodom teplota motora v spaľovacej komore turbíny je asi 800 stupňov celzia. Čiže žiadne chemtrails nehrozia, pretože pri takej teplote zhorí naozaj všetko a výsledok je para plus nejaké zbytkové plyny.

        Čo sa týka samotnej dráhy tá je tak isto dôležitá, pretože jej dĺžka, sklon a povrch veľmi ovplyvňujú výkon lietadla a samotného prevedenia vzletu či pristátia. Pred vzletom sa všetky hodnoty ako V1, Vr presne prepočítajú aj vo vzťahu s dĺžkou či sklonom dráhy. Voľným okom si to človek všimnúť nemusí, ale dráha môže mať sklon (uphill, downhill) aj niekoľko stupňov. Pre uphill teda vzlet  do kopca bude potrebný dlhší čas kým lietadlo dosiahne V1  a preto bude vzlet trvať dlhšie. Keď bude vzlet z dráhy, ktorá bude downhill teda dole kopcom lietadlo dosiahne V1 skôr. Ďalšou dôležitou zložkou je aktuálny povrch dráhy. Tá môže byť napríklad mokrá alebo vlhká. To má taktiež vplyv na výkon lietadla, ale najväčší vplyv má povrch dráhy pri pristátí. Keď je dráha mokrá aplikujú sa na ňu tzv. brzdné účinky lietadla. Z toho vyplýva, že aj lietadlo môže dostať tzv. aquaplannig tak isto ako auto. Preto aj samotné pristátie má predpísané postupy v prípade mokrej dráhy. Pilot musí vykonať positive landing teda niečo také ako keby pribiť lietadlo na dráhu a pomaly začať brzdiť. Brzdy sú ďalším atribútom, ktorý je veľmi dôležitý a preto sú navrhnuté tak aby boli schopné brzdiť bez zníženia účinku v rozpätí teplôt -50 až 300 stupňov celzia. Štandardne sú brzdy na dopravnom lietadle vyrobené z karbónu.

Mass and Balance (hmotnosť a vyváženie)

           Keďže let lietadla je závislý na stabilite, musí byť každé lietadlo pred samotným letom správne vyvážené, inak by sa buď do vzduchu nedostalo alebo by nesprávne vyváženie malo katastrofálne následky. Vyváženie si predstavte ako húpačku, ktorá je v strede položená na nejakom povedzme bode. Keď si na každý koniec sadne jeden človek tak húpačka sa preváži tam kde bude väčšia váha. Na to aby ste dosiahli rovnováhu musíte na správny koniec či už doložiť hmotnosť alebo odobrať. A presne takto funguje aj vyvažovanie lietadla. Ale na miesto bodu, na ktorom je húpačka si predstavte krídla. V mieste kde sa nachádzajú  krídla teda nosné plochy je aj tzv. centre of gravity (CG). Preto sa váha musí rozpočítať a rozložiť v lietadle tak aby keď lietadlo zavesíte v bode CG tak lietadlo musí byť v jednej rovine a nemôže sa prevažovať ani na predok ani na zadok. Každé lietadlo má svoj load sheet a presne sa vie kde koľko váhy sa môže dať. Jedinou zložkou, ktorá mení svoj objem počas letu je palivo. Preto sa palivo zvykne aj prečerpávať aby bolo lietadlo vyvážené aj počas samotného letu. Samozrejme osobitá kapitola sú cestujúci, a ako iste viete každý človek má inú hmotnosť. Inžinieri to vymysleli tak, že sa berie priemerná váha. Dospelý človek sa pre dopravné lietadlo berie ako 85kg hmotnosť. Je to preto, že na malých rozdieloch hmotnosti pri tak veľkom lietadle už nezáleží.

             Čo sa týka paliva, tak to tvorí dôležitú zložku lietadla pri výpočte samotnej vzletovej hmotnosti. Pri tankovaní sa ráta aj s palivom na samotné rolovanie, pretože sú letiská kde sa roluje a čaká dlhú dobu a boli prípady kedy sa lietadlo muselo otočiť a opätovne dotankovať, pretože by im palivo nevyšlo na samotný let. A koľko toho paliva lietadlo berie? V prvom rade je to už vyššie spomenutý tzv. taxi fuel teda palivo na vyššie spomínané rolovanie. Potom je to take off fuel, pretože dopravné lietadlo má pri vzlete motory často na plný výkon kedy je spotreba enormná. Nasleduje trip fuel teda palivo na samotný let v hladine, ktorého musí byť toľko aby vyšlo aj v prípade letu na alternatívne letisko. Plus sa tankuje aj prípadná rezerva na neočakávané situácie alebo aj kapitánska rezerva. Ďalšou zaujímavou zložkou je takzvané palivo ktoré sa oplatí voziť. Pretože lietadlo vozí tony paliva jedná sa o ekonomické dôvody a pokiaľ je v mieste odletu alebo pristátia palivo lacnejšie berie sa aj do zásoby pokiaľ sa vypočíta, že samotná spotreba lacnejšieho paliva vyjde lacnejšie ako to, že lietadlo bude mať väčšiu hmotnosť a tým aj spotrebu. Dobre, ale čo v prípade keď lietadlo začne mať vo vzduchu povedzme po 20tich minútach letu problémy? Je predsa plné paliva tak čo potom. Dá sa pristáť s tak ťažkým lietadlom? Áno dá a v prípade nemožnosti vypustenia paliva sa to aj robí, ale primárne sa palivo vypúšťa za letu vo vzduchu, aby sa znížila váha lietadla a nedošlo k štrukturálnemu poškodeniu. Rád by som vás upokojil, že vypúšťanie paliva má veľmi prísne pravidlá a presne vymedzené oblasti kde sa môže palivo vypúšťať a hlavne výšku, z ktorej sa môže vypúšťať. Nemusíte sa báť, pretože vypustené palivo ani nedopadne na zem, pretože počas padania na zem sa tak zjemní a je natoľko ľahké, že zmení smer a začne stúpať hore :-)

Toľko dnes k danej problematike. Rád by som uviedol na správu mieru, že danú problematiku som sa snažil ľudom,  ktorí cestujú lietadlom priblížiť veľmi stručne a nemajú predstavu ako to funguje. Preto upozorňujem, že snažil som sa opísať oba predmety veľmi jednoducho, pretože v skutočnosti sú ich obsahom rozsiahle výpočty, vzorce a definície,  z ktorých by bežný pasažier nič nemal. Ale v prípade záujmu rád v komentároch vysvetlím bližšie :-)

Happy landings

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

Matovič zverejnil údajnú komunikáciu Glváča s Kočnerom

Komunikácia mala prebehnúť v období roku 2014 až 2017.

Blog Jozefa Šáteka

Kto, ako a prečo zatajoval Gorilu

Kauza je koncentrovaným obrazom korupčného systému.


Už ste čítali?