При какой температуре вылетают самолеты

Абсолютно нелетная погода с точки зрения пассажира может быть лишь незначительным неудобством для летчика, в то же время вполне сносная погода в традиционном понимании может быть нелетной. Конечно, в последнем случае задержки и отмены рейсов вызывают вполне объяснимый гнев со стороны пассажира. На самом деле безопасному выполнению рейса могут препятствовать целый ряд метеорологических явлений. Часто бывает так, что рейсы одних авиакомпаний вылетают и садятся, а другие часами ждут погоды или вообще отменены. Мы уже затрагивали тему метеоусловий в статье о задержках, в этой статье мы более подробно поговорим от том, какая погода и как оказывает влияние на деятельность авиации, что такое метеорологический минимум и как экипаж принимает решение на вылет.

Итак, начнем с того, что прежде чем пытаться определить, летная погода или нет, нужно установить соответствующий критерий. Этот критерий называется метеорологический минимум, минимумы для взлета и посадки применяются в отношении скорости и направления ветра, видимости, нижней границы облачности, состояния ВПП.

Как таковых минимумов для полета по маршруту нет, но нельзя забывать, что существует ряд метеорологических условий, которые априори опасны для авиации, речь идет в первую очередь о грозах и сопутствующих явлениях, таких как град, молния, сильное обледенение, сильная турбулентность. Конечно, большинство гроз можно обойти, но если речь идет о фронтальных грозах, которые сплошной стеной тянутся на сотни километров, часто их обход не представляется возможным.

Как правило, когда говорят о минимумах, речь идет о минимальной видимости на взлетно-посадочной полосе и высоте принятия решения (ВПР). Высота принятия решения – это высота, на которой пилот обязан выполнить уход на второй круг если не видит ВПП.

Существует три вида минимумов:

• Минимум воздушного судна.

  Это минимум, установленный производителем самолета, то есть перечень допустимых метеоусловий, при которых производитель гарантирует безопасную эксплуатацию самолета.

• Минимум аэродрома.

  Это минимум установленный в данном аэропорту для каждой конкретной взлетно-посадочной полосы. Он зависит от установленного на аэродроме наземного радио-навигационного, свето-технического оборудования и окружающей аэропорт местности (в основном речь идет о рельефе и искусственных препятствиях).

• Минимум экипажа.

  Минимум экипажа, это персональный допуск каждого пилота к выполнению полета в определенных метеоусловиях. Минимумы пилотов достигаются прохождением специальной программы тренировок и подтверждаются летными проверками.

Основное правило применения метеорологических минимумов состоит в том, что применяется наихудший минимум из трех: самолета, аэропорта и экипажа.

Приведем пример. Производитель самолета установил минимальную видимость на полосе при выполнении посадки для данного воздушного судна 200 метров, экипаж в результате проверок подтвердил свою квалификацию и имеет допуск к выполнению посадки при горизонтальной видимости 200 метров, однако для аэродрома, на который выполняется полет установлен минимум 800 метров. Как уже было сказано выше, выбирается самый худший минимум, то есть в данном случае будет применяться минимум 800 метров. Все предельно логично, в данном случае, несмотря на прекрасное оборудование воздушного судна и высокую квалификацию летчиков, аэропорт имеет менее продвинутое оборудование, которое не позволит выполнить заход на посадку с такой высокой точностью, поэтому итоговый минимум будет соответствовать минимуму аэродрома.

Поговорим подробнее о метеоявлениях, которые ограничивают деятельность авиации.

Видимость.

Наверное самая частая причина задержек по метеоусловиям – это ограниченная видимость. К этой группе мы отнесем такие метеоявления как туман, дождь, снег, пыль, дым, в общем, все, что так или иначе понижает видимость. С точки зрения авиации, не особо важно из-за чего ограничена видимость, основным параметром определяющим возможность выполнения взлета и посадки является дальность видимости на ВПП, или RVR (Runway visual range). Вторым параметром минимума для посадки является высота принятия решения. Например, 60х550, где 60 метров – высота принятия решения, а 550 метров – дальность видимости на ВПП. Иногда добавляется третий параметр – высота нижней границы облачности.

Как уже говорилось, минимум аэродрома зависит в числе прочего от радио-навигационного оборудования ВПП, чаще всего от категории курсо-глиссадной посадочной системы ИЛС. Большинство российских аэропортов имеют базовую систему ИЛС первой категории, которая обеспечивает минимум 60х550, часто аэродром вообще не оборудован ИЛС, тогда заход на посадку выполняется по так называемым неточным системам и минимум аэродрома значительно выше. Оборудование ИЛС второй категории на сегодняшний день установлено в нескольких аэропортах РФ таких как Уфа, Внуково, Новосибирск, Красноярск, минимум составляет 30х300 метров. И лишь три аэропорта имеют оборудование ИЛС категории IIIA, минимум для которых составляет 15х200 метров, это Шереметьево, Домодедово и Пулково.

Особый случай – горные аэродромы, здесь минимумы могут быть значительно выше несмотря на установленное наземное оборудование.

Если говорить о минимумах воздушных судов, то большинство самолетов иностранного производства, коих сегодня большинство, имеют допуск к выполнению полетов по категории IIIB и IIIC, то есть могут выполнять посадку в автоматическом режиме при видимости близкой к нулевой, однако в России пока ни один аэропорт не имеет соответствующего оборудования, что неудивительно из-за его огромной стоимости. Что касается летчиков, большинство из них имеет допуск к посадке по минимуму 15х200, реже можно встретить экипажи с допуском 60х550, как правило это те, кто лишь недавно выполняет самостоятельные полеты.

Минимумы аэропорта для взлета зависят в основном от характеристик свето-технического оборудования ВПП и препятствий вокруг ВПП и составляют как правило около 150-250 метров.

Ветер.

Обычно, ограничения по ветру – это ограничения установленные производителем самолета, очень редко правила аэропорта требуют корректировать эти значения в сторону увеличения. Скорость ветра раскладывается на две составляющие – боковую и продольную. Самолеты выполняют взлет и посадку против ветра, либо с небольшой попутной составляющей. Причина этому — безопасность, т.к. взлет и посадка против ветра позволяют значительно уменьшить скорости посадки и отрыва, а значит сократить дистанции разбега и пробега. Для большинства современных гражданских самолетов максимальная попутная составляющая ветра на взлете и посадке составляет 5 метров в секунду, а боковая около 17-18 метров секунду.

Скорость ветра 11 м/с раскладывается на две составляющие: боковую и попутнуя.

Боковой ветер представляет опасность, так как чтобы его компенсировать, необходимо немного развернуть самолет против ветра, на так называемый угол сноса, чем сильнее ветер, тем больше это угол. Пока самолет летит, снос проблем не вызывает, но в момент касания ВПП самолет приобретает сцепление с ее поверхностью и стремится двигаться в направлении параллельном своей оси, в это момент летчику необходимо резко изменить направление движения, что не всегда легко. Особую опасность представляет порывистый ветер, который может «поддуть» в самый неподходящий момент, создав большой крен, что в условиях близости земли очень опасно.

Посадка с сильным боковым ветром.

Напомним, что речь идет именно о составляющих ветра, разложенных для конкретного направления ВПП, само значение скорости ветра может быть значительно выше.

Ветер, который бы дул строго перпендикулярно ВПП со скоростью около 20 метров в секунду – явление нечастое, обычно такой сильный ветер связан с прохождением мощных циклонов. Что же касается ветра попутного, для абсолютного большинства аэропортов эта проблема решается элементарной сменой рабочего порога ВПП, однако есть ряд аэропортов, где такой возможности нет. Например, Сочи и Геленджик. Эти аэродромы расположены в непосредственной близости от гор, что исключает возможность взлета в сторону гор и посадки со стороны гор, то есть взлетать нужно на море. Если же ветер дует в сторону моря, часто попутная составляющая исключает возможность безопасного выполнения взлета. То есть, по сути, сесть можно, а вот взлететь уже нет.

Аэропорт Адлер города Сочи.

Состояние ВПП.

Если взлетно-посадочная полоса покрыта слоем льда, как ни крути, а взлетать и садиться нельзя. В авиации применяется такое понятие как коэффициент сцепления, замер которого регулярно осуществляется аэродромной службой, если же его значение падает ниже 0,3, ВПП не пригодна для взлета и посадки. В случае если имеет место боковой ветер, это пороговое значение корректируется в сторону увеличения. Коэффициент сцепления ниже 0,29 означает, что полоса покрыта слоем льда, снега или слякоти и требует очистки. Неблагоприятные погодные условия, такие как интенсивный снегопад или переохлажденные осадки могут сводить всю работу по очистке ВПП на нет, из-за чего аэродром закрывается на многие часы.

Как принимается решение на вылет?

Принятие решение на вылет — это исключительное право командира воздушного судна. Чтобы решить лететь или не лететь в первую очередь необходимо ознакомиться с метеорологической информацией по аэродромам вылета, назначения и запасным. Для этого применяются метеосводки фактической погоды METAR, которые выпускаются для всех аэропортов с периодичностью в 30 минут и прогнозы TAF, периодичность выпуска которых составляет как правило 3 или 6 часов. METAR и TAF в стандартной форме отражают всю метеорологическую информацию так или иначе значимую при полете на данный аэродром.

В качестве примера приведем METAR аэропорта Красноярска:

UNKL 181830Z 00000MPS 4600 BCFG SCT046 BKN240 11/09 Q1012 TEMPO 0500 FG RMK QFE733 29////65

Для непосвященного человека это лишь набор букв и цифр, однако пилоту достаточно одного взгляда, чтобы понять, что погода «не очень». В сводке закодирована следующая информация: на аэродроме Красноярск 18 го числа в 18 часов 30 минут единого времени существовали следующие условия: ветер – штиль, видимость 4600м, местами туман, рассеянная облачность на 1500 метров, разорванная на 800 метров, температура 11 градусов, точка росы 9 градусов, временами туман с видимостью 500 метров, давление 733 миллиметра ртутного столба, коэффициент сцепления на ВПП 0.65.

При принятии решения на вылет все рейсы условно делят на две категории: менее двух часов и более двух часов. Для рейсов менее двух часов разрешается не учитывать прогноз и вылетать в случае если фактическая погода в данный момент выше минимума. Если полет длится более двух часов, наоборот фактическая погода на аэродроме не учитывается, а решение принимается на основании прогноза TAF. К слову, российское законодательство позволяет принять решение на вылет, если погода на аэродроме назначения прогнозируется ниже минимума в том случае если имеются два запасных аэродрома с допустимыми метеоусловиям, однако этой возможностью пользуются редко, что вполне разумно.

Почему одни вылетают и садятся, а другие ждут погоды?

Причин много. Приведем примеры. Допустим, в Самаре прогнозируется туман ниже минимума, фактическая погода пока выше минимума. Рейсы из Москвы вылетают и садятся, а рейсы из Санкт-Петербурга задерживаются. Дело в том, что полет из Москвы длиться менее двух часов, и решение на вылет принимается исходя из фактических условий, а из Санкт-Петербурга лететь более двух часов, это означает, что вылететь можно будет только под прогнозируемое улучшение.

Одни сели, а другие ушли на запасной аэродром, почему? Опять же, разные самолеты, разные экипажи. Возможно, тот рейс, который ушел на запасной, выполнялся экипажем с плохим личным минимумом или самолет не был допущен к посадке в данных условиях. Кстати, даже два внешне одинаковых самолета одного производителя могут иметь разные ограничения, так например часть самолетов А320 допущено к эксплуатации при попутной составляющей ветра 7 метров в секунду, в то время как остальные имеют ограничение 5 метров в секунду.

Часто от пассажиров, ожидающих вылета рейса, задержанного по метеоусловиям, можно услышать высказывания вроде «я только что звонил своей тетке, она сказала, что никакого тумана нет и не было! Нас обманывают!». Спешим заверить, что никто никого не обманывает. Почему то многие граждане думают, что если в Шереметьево туман, то и вся Москва ровно по ее границе должна быть закрыта туманом. Отнюдь. Многие метеоявления носят очень локальный характер. Бывает так, что видимость на параллельных ВПП различается на несколько километров.

В зависимости от температуры воздуха самолету легче или тяжелее взлететь. Иногда пассажиры сталкиваются с отменой рейсов авиакомпаний из-за температуры воздуха. Когда пассажирскому самолету легче взлетать и садиться: в жару или холод? Почему отменяют рейсы?

Для ответа на эти вопросы следует обратиться к данным по Авиационной метеорологии. При изменении температуры воздуха, его плотность тоже изменяется. Чем более низкая температуре воздуха, тем выше его плотность, и наоборот, чем выше температура воздуха, тем плотность становится меньше.

Объясним это на наглядном бытовом примере и сравним воздух с маслом на горячей сковороде. Когда мы наливаем масло на холодную сковородку — оно остается все еще вязким, но как только разогреется, вязкость уменьшится и оно станет как вода. Т.е. его плотность уменьшается, густота теряется. Точно также при увеличении температуры меняется и «густота» воздуха на земле.

Теперь давайте попробуем понять, как плотность воздуха может влиять на летательные аппараты.

Все мы видели, хотя бы в книжках или фильмах, воздушные шары, на которых летают. Их полет основан на том, что воздух в шаре подогревается. Поскольку горячий воздух — более легкий, чем холодный, его плотность меньше, а объем больше воздушный шар поднимается и парит по небу.

Перейдем к пассажирским самолетам

Самолет взлетает под напором воздуха, который «ударяется» об крыло. И если воздух «густой» (более плотный), то самолет испытывает большее сопротивление и может взлететь на меньших скоростях, а также ему и длина взлетной полосы понадобится меньшая.

При повышенных температурах, воздух становится более «жидким» — менее плотным, и самолету необходимо сильнее разгоняться. Т.е. требуется большая скорость для взлета, следовательно, больше времени на разгон и более длинная взлетно-посадочная полоса (ВПП).

Также температура воздуха влияет еще и на тягу двигателей. Двигатели вырабатывают тяги меньше (подъемная сила самолета ниже) при высокой температуре воздуха, чем в холодную погоду. Конечно, пилоты могут решить эту проблему, ускорив самолет на земле, но если взлетная полоса недостаточно длинная, ничего не получится. 

Почему отменяют рейсы

Говоря самым простым языком, пассажирские самолеты бывают большие и маленькие, они имеют разную подъемную силу, им требуется разной длины ВПП и для каждого установлен свой оптимальный температурный режим. Некоторые модели авиалайнеров просто не в состоянии взлететь, если температура воздуха превышает определенный предел. Например, Bombardier CRJ физически не могут оторваться от земли, если температура воздуха превышает 47 градусов Цельсия. Например Boeing и Airbus могут работать при температуре воздуха, которая не превышает 53 градуса Цельсия. Но и ВВП для них должна быть гораздо большей, чем для Bombardier CRJ и АН.

При разных температурах воздуха, изменяется траектория посадки воздушного судна и «потребная» для взлета и посадки длина, поэтому производится их строгий расчет по данным температуры на аэродроме, представленным аэродромными метеорологами. Если полученные величины не соответствуют техническим требованиям воздушного судна и аэродрома, рейсы отменяют или изменяют расписание до момента улучшения погодных условий для конкретного воздушного судна.

Также на больших самолетах некоторые аэропорты (например, в Лондоне) проблему решают путем снижения и повышения массы самолета. Например, снизив/увеличив объем топлива, в пределах возможного, и сократив/увеличив число посадочных мест. Снижение массы самолета не будет слишком значительным, речь идет о 0,5%-4%, не более того. Для Boeing 737-800 это означает пересадку 3-4 пассажиров с одного рейса на другой. Для авиалайнеров, рассчитанных на 160 человек, это уже 12-13 пассажиров.