Чому пасажирські літаки літають на висоті 10 км?
Чому пасажирські літаки літають на висоті 10 км?
Вирушаючи в подорож на літаку, залишивши позаду не найкомфортніший момент зльоту, пасажир за лічені хвилини виявляється у захмарних висотах. При чистому небі через вікно літака можна бачити пропливають далеко внизу шматочки землі, в похмуру ж погоду літак виявляється вище хмар, які теж пропливають десь під ним.
На який же висоті літають пасажирські літаки? Після зльоту часто оголошують, що борт знаходиться на висоті в 10 км. У допитливого людини напевно виникає питання – чому польоти виконуються саме на такій висоті, чим вона краще за інших?
На яку висоту піднімаються літаки?
Вид з вікна літака
10 км висоти – це середній показник. Як правило, мова йде про діапазоні в межах 9-12 кілометрів, де прокладаються курси літаків, які перевозять пасажирів. Причому вибирає висоту не пілот. Питання вирішується диспетчером, саме він виробляє розрахунок висоти для кожного окремо взятого рейсу. Пілот же зобов’язаний слухати керівництва диспетчера і точно виконувати їх. В іншому випадку виникає ризик зіткнення з іншими бортами – таке вкрай рідко, але трапляється.
Цікавий факт: літаки можуть підніматися на висоту понад 37 кілометрів. Але мова йде не про громадянські бортах, а про винищувачах-перехоплювачів. У них зовсім інші технічні показники.
Висота і показники повітря
Висота і тиск
Відомо, що на великій висоті повітря розріджене. Це пояснюється простою обставиною. Атмосфера планети утримується її ж силою тяжіння. Ця Сила могутніша за все виявляє себе у поверхні, утримуючи повітряну оболонку планети, забезпечуючи їй максимальну щільність саме в нижніх шарах. Підвищення щільності атмосфери пов’язано з тиском вищерозміщених шарів. Чим вище, тим слабкіше тиск повітря. Тиск зростає ближче до поверхні від ваги верхніх шарів повітря, як в океані тиск зростає з-за верхніх шарів води. Літак і показники його польоту сильно залежать від показників повітря, від його щільності в першу чергу.
Повітря потрібне для забезпечення підйомної сили, для нормальної роботи двигунів. Варто пам’ятати, що без кисню процес горіння не відбувається, двигун глохне. Якщо щільність невелика – це погано, але занадто велика теж не потрібна. Оптимальні для цивільних літаків умови спостерігаються на висоті в 10 км, в повітряному коридорі від 9 до 12 км в залежності від погодних та інших умов.
Занадто велика щільність не потрібна з тієї причини, що вона не дає розвивати необхідну швидкість. Щільні повітряні маси гальмують рух літака точно так само, як вода гальмує руху плавця. Кожна людина помічав, що у воді не вдається бути таким швидким і спритним, як на суші. Це відбувається через більш високої щільності водного середовища порівняно з повітряною.
Така ж різниця, не настільки виражена для людини, але вельми відчутна для літака, який рухається зі швидкістю в кілька сотень кілометрів на годину, спостерігається і між повітряними масами на різній висоті. Крім проблем з розвитком швидкості, політ на малій висоті приносить великі паливні витрати, в той час як при русі в більш розріджених повітряних масах палива витрачається менше. Це взаємопов’язані явища – щоб просуватися в більш щільному просторі, потрібно більше енергії, а отже, більше палива.
На висоті, рекомендованої для цивільних літаків, вони можуть вільно літати з нормальною для них швидкістю в 800-950 км на годину, не відчуваючи паливних витрат, отримуючи достатньо кисню.
Оптимальні показники висоти
Щільність повітря в таких межах залишається достатньою, щоб утримувати на льоту борт, летить з вказаною швидкістю. На великих висотах потрібно розвивати значну швидкість. Так, при польоті на висоті 12-15 км цивільний літак міг б пересуватися тільки на надзвукових швидкостях, в іншому разі повітряні маси не змогли б утримати його на льоту.
Сучасні конструктивні характеристики цивільних літаків роблять для них оптимальною саме цю висоту. Втім, вони цілком можуть літати і на інших висотах, якщо це необхідно, трохи вище або набагато нижче. Але це нераціонально, і може виявитися небезпечним. Пілоти цивільних рейсів відповідають за життя сотень людей, що перебувають на борту, їм немає ніякого сенсу ризикувати, це було б безвідповідально. Тому вони дотримуються задаються їм меж, а диспетчер прагне провести кожен з літаків найбільш безпечним і раціональним для нього шляхом.
Таким чином, висота в 10 км оптимальна для цивільних літаків через щільності повітря та інших показників навколишнього середовища, характерних для таких висот. Це найбільш раціональна, економічна, безпечна, зручна висота, в рамках якої проходить весь основний шлях літака, виключаючи моменти його зльоту і посадки, або позаштатні ситуації, пов’язані із зустрічними рейсами в коридорі, погодними умовами, іншими обставинами, коли пілоти виявляються вимушеними летіти вище або нижче.