То все-таки, на яких висотах літають літаки?

Напевно, кожен з нас хоч раз у житті спрямовував свій погляд у небо, дивився на безтурботно ширяючих птахів і мимоволі заздрив їх можливості дивитися на світ з недосяжною простим смертним висоти. Але людина перевершила природу практично у всьому, і тепер кожен з нас має можливість побачити землю з висоти пташиного польоту. Але наскільки високо ми можемо піднятися? На яких висотах літають літаки?

Найбільш високо ширяючим птахом визнаний африканський сип. Згідно зі спостереженнями зоологів, цей пернатий падальник може піднятися на висоту понад 12 тисяч метрів! Навіть небагато літальних апаратів здатні підніматися так високо вгору. Але людству є чим відповісти на виклик природи.

Золота середина

Але від яких факторів залежить те, на яких висотах літають літаки? Ще зі шкільного курсу фізики нам відомо, що зі збільшенням висоти повітря стає менш щільним, розрідженим. В результаті зниження щільності зменшується і питомий опір повітряних мас руху суден, що дозволяє суттєво знизити кількість палива, що споживається.

Однак є і зворотний бік - для горіння палива необхідна велика кількість кисню, яким розріджене висотне повітря забезпечити не може. Кожен пілот прагне самостійно знайти оптимальну висоту, при якій буде забезпечено нормальну роботу двигунів, і досягнуто найменшого зустрічного опору. Така висота називається ідеальною.

Хто дасть точну відповідь?

Сучасні апарати здатні борознити космічні простори, а отже підніматися на висоту більш ніж 100 км.Але якими висотами літають літаки? Піднятися високо в небо – одна річ, утриматися на ній та забезпечити умови для існування – справа зовсім інша. Саме тому більшість пасажирських авіалайнерів рідко піднімається понад 10-11 тисяч метрів.

На цій висоті пасажирам достатньо кисню для дихання. У той самий час його щільність дозволяє безперебійно працювати реактивним турбінам і створює підвищеного зустрічного опору.

Іншими факторами, що визначають максимальну висоту польоту, є метеорологічні умови та маса повітряного судна. Крім того, істотний вплив має і відстань між кінцевими пунктами. Тож точно відповісти на запитання про те, на якій максимальній висоті літають літаки, зможуть лише авіадиспетчери.

Абсолютний рекорд

Говорячи про граничні висоти, не можна не торкнутися такого терміна, як лінія кишені, який визначає висоту над рівнем моря, де умовно пролягає кордон між атмосферою і космічним простором. Повітря тут настільки розряджене, що закони аеродинаміки перестають працювати. Досягти цієї лінії, а саме піднятися до 100 км, можуть тільки космічні апарати. Серед повітряних засобів із нерухомим крилом найвище піднявся радянський літак МіГ-25. Оснащений турбореактивним двигуном, він зміг підкорити позначку 37650 м на борту з льотчиком А. Федотовим, встановивши тим самим абсолютний світовий рекорд. Але якою висотою літають військові літаки сьогодні?

Як показує практика, середня висота літальних засобів бойового призначення варіюється від 10 до 25 тисяч метрів. Все залежить від цільового призначення та озброєння конкретного повітряного засобу.

Нова межа?

Вище всіх інших літальних засобів зумів піднятися приватний суборбітальний пілотований корабель SpaceShipOne, розроблений приватною компанією зі США для багаторазового використання. Його максимальна висота підйому становила 112 тисяч метрів. Проте назвати SpaceShipOne літаком не можна. Він долає силу земного тяжіння за рахунок аеродинамічних законів, а шляхом досягнення першої космічної швидкості. У зв'язку з усім сказаним вище відповісти на питання, на яких висотах літають літаки, однозначно не можна.

Висота польоту літака

Тим, хто має уявлення про літаки тільки з позиції пасажира або звичайного городянина, який спостерігає літаючі машини з землі, важко сказати, на якій висоті літають літаки. Також загадкою є те, хто ухвалює рішення про прямування на певному рівні над землею, і чим воно буває продиктовано. Проте висота – найважливіший чинник успішності польоту та уникнення аварійних ситуацій у повітрі.

Поняття мінімальної, максимальної та ідеальної висоти польоту повітряного судна

Набір висоти - один із найважливіших етапів для успішного польоту повітряного судна. Нерідко всередині сучасних пасажирських лайнерів встановлені табло, на яких проводиться демонстрація відстані, що відокремлює літак від землі. Чим зумовлена ​​висота польоту пасажирського літака? Як пілот розуміє, на якому віддаленні від землі рухатись?

Усі літаки мають перелік технічних характеристик, що визначається призначенням повітряного судна, його модифікацією та моделлю. Співвідношення характеристик визначає для літака його коридор прямування, тобто рівень повітряного простору, оптимальний для переміщення.

Існують різні висоти польоту:
1.Справжня – від рівня точки безпосередньо під повітряним судном.
2. Відносна – від рівня порога ЗПС, рівня аеродрому, найвищої точки рельєфу.
3. Абсолютна – від рівня моря.

Кордони визначаються такими величинами, як максимальна висота і мінімальна. У цих межах літак може здійснювати переміщення без загрози втрати контролю над керуванням і без пошкодження систем машини.

Якщо максимальна висота польоту пасажирського літака визначається технічними можливостями судна і повинна дотримуватися безпеки польоту, то й інша характеристика — ідеальна — більшою мірою стосується ергономіки переміщення.

Ідеальне значення також розраховується з характеристик конкретного повітряного судна. Це висота, при якій повітряне судно випробовує найменший опір повітря.

Чому пасажирські літаки літають на висоті 10 000 метрів?

Вибір висоти обумовлений тим, що на різних рівнях повітря має різну щільність. здебільшого літають на висоті 10000 метрів: тут повітря набагато рідше, ніж на найближчих до землі.

Але виникає резонне питання: чому літак літає на висоті 10 км, а не ще вище, якщо це дозволяє заощаджувати витрати пального та прискорює рух? Пасажирським літакам важлива стійкість у повітряних потоках. Крила утримують літак у повітрі, ніби спираючись на потоки вітру. При підйомі вище 10 000 м крила стають марними, т.е. до. вони не здатні утримувати тіло повітряного судна за умов розрідженої атмосфери.

З військовими судами справа інакша. Вони здатні переміщатися і в умовах розрідженого простору, щоправда, пілот зазнає при цьому навантаження, аналогічні тим, що зазнає космонавт. Найбільші висоти підкорюють безпілотні апарати: експериментальні моделі NASA здатні літати і на відстані 30 км від землі.

Правила розрахунку ідеальної висоти лайнера

Висота польоту – досить умовне поняття. Фактичний рівень польоту дещо відрізняється від того, що показує табло пілоту та що бачить перед очима диспетчер. Це пов'язано з тим, що для розрахунку фактичного показника потрібно було постійно вводити в розрахунки тиск, а воно в польоті дуже часто змінюється, через що може відбуватися плутанина.

Для спрощення розрахунків запроваджено таке поняття, як ешелон переходу. Це постійна величина тиску, виставлена ​​усім літаках на висотометрі межах одного повітряного простору. Значення ешелону переходу скидається лише за зльоті і за заході посадку, т.к. е. у ситуаціях, коли необхідне знання фактичної висоти. У різних країнах ешелон переходу може відрізнятись: пілот змінює його за погодженням з диспетчером.

Крім того, те, якою висотою літає пасажирський літак, залежить від напрямку його руху.В усіх аеропортах світу діє негласне правило виділення «повітряних доріг» — рівень, на якому має пролітати літак, щоб не перетнутися з іншими повітряними суднами. Для літаків, що вирушають на схід (південний та північний схід), призначається непарна висота (9 км, 11 км). Для літаків, що летять на захід – парна.

Зрозуміло, призначення коридорів відбувається з урахуванням моделі літака, його потенційних можливостей, ваги, потужності та інших характеристик. Наприклад, при необхідності літаком може бути досягнуто максимальної висоти, якщо на його шляху знаходиться небезпечна зона турбулентності або грозовий фронт.

Хто визначає ідеальну висоту?

Крім того, що висота польоту багато в чому визначається можливостями конкретної моделі літака, крейсерська висота для конкретного місця задається такими факторами, як зайнятість повітряного коридору та погодні умови. Ці умови заздалегідь визначаються диспетчерами.

У небі в кожний момент часу може бути в середньому до п'яти тисяч повітряних суден. У небі над великими містами диспетчери змушені планувати кожен рейс таким чином, що часом різниця між одним та іншим літаком у висоті складає лише кілька десятків метрів.

Однак, коли літак набирає висоту і виходить у горизонтальний політ, ситуація може змінитися. Якщо погода різко змінюється або на шляху проходження судна встає грозовий фронт, пілот повинен повідомити диспетчера про зміну умов. Також у разі виникнення технічних неполадок та інших непередбачених ситуацій пілот також може змінювати рівень руху, керуючись безпекою пасажирів.

Таким чином, ідеальна висота прямування визначається авіаконструкторами, диспетчером та пілотом.

Що таке ешелон в авіації?

Ешелонування повітряного простору — це завдання диспетчерів, які планують розосередження літаків таким чином, щоб не допустити їх критичного зближення та виникнення аварійних ситуацій.

Ешелони польоту - це своєрідні схеми, яких дотримується пілот, щоб зберегти безпеку пасажирів і не збитися із заданого курсу. Для початку руху по ешелону використовується ешелон переходу, тобто умовне значення, яким рухаються літаки в певному повітряному просторі (наприклад, над територією аеропорту).

Таблиця ешелонів різниться в різних країнах, залежно від того, яка схема використовується в цивільній авіації на конкретній території.

Чинники безпеки, що впливають на оптимальну висоту польоту

Висотний літак відрізняється від стандартного тим, що переміщення на великих висотах не шкодить його системам. :

• модель та призначення судна;
• вантажопідйомність та фактична завантаженість на момент польоту;
• максимально допустима швидкість;
• завантаженість повітряного коридору, яким проходить маршрут;
• допустима витрата палива;
• ступінь розрідженості атмосфери у конкретній висотній точці.

Зазвичай літаки рухаються лише на рівні понад 9000 м від землі. Це пов'язано з тим, що тут двигунам не потрібно додаткового охолодження (за бортом досить холодно), на такій висоті немає птахів (їх потрапляння в турбіни небезпечне для літального засобу), судно слідує вище за рівень хмар (а значить, видимість хороша і погодні умови практично не впливають). До того ж, чим вище летить літак, тим більше часу в екіпажу для вирішення непередбачених ситуацій.

Людський фактор під час вибору оптимальної висоти польоту

Оптимальний рівень польоту залежить від технічних характеристик. Раніше вже згадувалося, що такі величини, як ешелон переходу, можуть відрізнятися в аеропортах різних країн. Висота польоту може відрізнятися залежно від напрямку руху судна (парної або непарної).

Однак набір висоти також може бути продиктований самим пілотом у разі непередбачених ситуацій (наприклад, зіткненні із зоною сильної турбулентності). Такі ситуації в ідеалі мають бути передбачені диспетчерською службою, проте трапляються природні явища, що розвиваються надто стрімко, щоб спланувати зіткнення з ними завчасно. І тоді все залежить від людського фактора: швидкості прийняття рішень пілотом та майстерності екіпажу.

Найбільш висотні пасажирські літаки

Найвисотніші літаки серед цивільних будувалися не для того, щоб когось здивувати. Набір висоти дозволяє цим літакам уникати штормів і слідувати повітряними коридорами, недоступними іншим моделям. Серед найвисотніших моделей виділяють такі:

• Ту-154. Радянський надійний пасажирський авіалайнер. Максимальна висота польоту – 11 100 метрів;
• Боїнг 737. Наймасовіший пасажирський борт за історію.Максимальна крейсерська висота – 11 300 м;
• А 380. Рекордсмен за максимальну висоту серед пасажирських повітряних суден: 13 115 м.

Таким чином, рівень прямування пасажирських суден все одно значно поступається технічним можливостям військових літаків.

Рекорди висоти, що досягаються пасажирськими літаками

Незважаючи на те, що висотні літаки теоретично можуть досягати більше 13 000 метрів над землею, крейсерська висота пасажирських лайнерів практично ніколи не перевищує 12 000 метрів. Це найбільш комфортний варіант для екіпажу, пілота, пасажирів і самої техніки: так вона витрачає найменшу кількість палива і не зазнає передчасного зношування.

Проте авіабудування намагалося якось «стрибнути вище голови», випустивши надзвукові пасажирські судна, здатні побити рекорд висоти літака цивільного призначення. Це були російський Ту-144 та французький Concorde. Вони були переміщатися лише на рівні близько 18 000 метрів, а граничний показник досягав 20 000 метрів. Такі літаки дозволяли вдвічі скоротити час звичних повітряних маршрутів.

Однак ці машини були зняті з експлуатації з низки причин. По-перше, вони були складними і дорого обходилися в плані технічного обслуговування. По-друге, під час використання цих машин траплялися інциденти, які спричинили загибель багатьох людей. У зв'язку з цим літаки були визнані ненадійними та виведені з використання.

З якої висоти починається невагомість?

Любителі та професіонали у сфері авіатехніки напевно знають, що за певних умов у літаку можна досягти невагомості. З якої висоти починається невагомість? На якій висоті літає літак, здатний на таке?

Насправді, крейсерська висота не така важлива, коли йдеться про досягнення невагомості. При певних маневрах і звичайний цивільний літак може викликати короткочасний ефект зниження гравітації, наприклад люди, які часто літають літаками, іноді можуть помітити подібний ефект при заході судна на посадку.

Тривалий (до 40 секунд) ефект втрати гравітації на літаку можна створити, якщо виконати маневр еліпсоїдною траєкторією: різкий набір висоти, коротке вирівнювання і потім різке скидання. Такий маневр називається "провал у повітрі". З його допомогою тренуються витримувати навантаження майбутні космонавти.

Також є спеціальні літаки, на яких виконується по кілька сесій перевантажень за один політ. Вони належать космічним агенціям різних країн. Маневри таких літаках зазвичай перебувають у висотах від 30 км.

На якій висоті літають винищувачі?

Крейсерська висота конкретного винищувача залежить не так від його показників, як від поставленого військового завдання. Набір висоти відбувається аналогічно цивільним літакам: ешелон переходу визначається згідно з відправною точкою, а потім змінюється при перетині кордонів повітряного простору, щоб уникнути зіткнення з іншими суднами в одному ешелоні.

Рівень польоту винищувача залежить від покоління. Надзвукові повітряні судна, до яких належать практично всі сучасні винищувачі, зазвичай йдуть на висоті 18-20 км. Однак висота польоту може змінюватись, залежно від можливостей літака. Наприклад, 1977 року було встановлено світовий рекорд висоти, підкореної винищувачем: Олександр Федотов на МіГ-25 досяг позначки 37650 метрів.

Висота польоту різних типів літаків - від чого залежить і рекордні значення

Небагато пасажирів авіалайнерів замислюються про те, на якій висоті літають літаки. Однак знати це не лише цікаво, а й корисно. Це допоможе зрозуміти вимоги екіпажу, пояснити багато нестандартних ситуацій під час здійснення рейсу, які необізнаній людині часто здаються небезпечними.

Що таке висота польоту і якою вона буває

Висотою польоту називають відстань, прокладена по вертикалі від земної поверхні (точки відліку) до рівня «горизонтальної» частини маршруту: між моментами завершення набору висоти та початку зниження. Також цим терміном позначають дистанцію до корпусу літака.

Оскільки протягом усього маршруту враховуються різні точки відліку, то й відстань по вертикалі змінюється.

Прийнято говорити про 3 типи висоти польоту, включаючи:

1. Справжню. І тут відлік висоти ведеться від точки, розташованої суворо під корпусом судна.
2. Відносну. Як базовий рівень беруть посадкову або найвищу точку гірської місцевості, над якою пролягає маршрут.
3. Абсолютну. Відлік ведуть від рівня моря.

У більшості країн світу параметр вказують як "ешелон польоту" у футах. Він є поточну висоту літака в сотнях футів. Наприклад, дистанція 36 000 футів позначається як "ешелон польоту 360 (FL360)".

У Росії ешелони, що виражаються у сотнях футів, прийняті з 17.11.2011, а до цього використовувалися метричні показники. І лише Китай, як і раніше, вимагає, щоб літаки повідомляли про свою висоту в метрах, а не в футах.

Оптимальна висота польоту та що на неї впливає

Стандартна крейсерська висота більшості комерційних літаків становить 9–12 тис. км над рівнем моря.Вона дозволяє їм максимально ефективно використати паливо, досягати великих швидкостей через розріджене повітря.

Однак, всі літаки призначені для польоту на різних висотах у зазначених межах.

Цей параметр залежить від кількох факторів, включаючи:

• модель та характеристики судна (загальна вага, вантажопідйомність, максимальна швидкість);
• завантаженість повітряних коридорів;
• витрата палива та запас кисню;
• ступінь розрідженості атмосфери у найвищій точці, якою пролягає маршрут.

Висота польоту легкомоторних літаків

Невеликі, негерметичні, легкі гвинтові кукурудзяні літають на рівні близько 2-3 км над рівнем моря.

На якій висоті літають пасажирські літаки

Більшість комерційних пасажирських літаків літають на висоті від 9 до 12 км над рівнем моря.

Чому не піднімаються понад 12 000 метрів

Якщо літак підніметься вище за відмітку 12 км, то збільшиться ймовірність того, що він заглухне і вийде з-під контролю.

Основною причиною цього стає нестача кисню, який використовують двигуни.

Чому не літають нижче

Громадянські авіалайнери не опускаються нижче за позначку 9 км, тому що в цьому випадку температура і щільність повітря зміняться, що призведе до різкого зниження ефективності роботи реактивних двигунів.

А на дозволеній висоті вони можуть літати швидше і чинити опір складним погодним умовам, що робить політ більш плавним та комфортним для пасажирів.

Висота польоту винищувачів

Більшість військових літаків здатні перевищити позначку 15 км, а деякі надзвукові лайнери літають на рівні 18-20 км. Однак максимальні межі засекречені. Реактивні двигуни винищувачів, які спроектовані для роботи на такій висоті, мають обмеження при зниженні судна.

Рекорди висоти польоту

Абсолютний рекорд в авіації загального призначення для повітряно-реактивних літаків складає 37650 м (123520 футів). Він встановлений 31.08.1977 А.В. Федотовим літаком Мікояна-Гуревича Е-266М (МіГ-25 М) і поки не був побитий.

Надрекорд серед пілотованих літаків із ракетними двигунами встановлено американським космічним човником (STS), який кілька разів долав рівень 500 км (310 миль) під час місій з обслуговування космічного телескопа Хаббл.

При цьому найвища точка літака з екіпажем була досягнута американським кораблем Scaled Composites SpaceShipOne 4.10.2004 і склала 112010 м (367487 футів).

Досягнення є і в інших типів повітряних суден. Наприклад, на 14-му Чемпіонаті світу з вертолітного спорту Мі-38 подолав позначку 8,6 км.

Чи може літак піднятися до космосу

Практично для всіх цивільних авіалайнерів політ у космос неможливий. Це визначає кілька факторів, враховуючи, що:

1. Судна використовують повітря як підйомну силу. Космічні ракети самі генерують тягу за рахунок високошвидкісного викиду газу, що утворюється внаслідок згоряння палива. А літаки покладаються на тиск повітря та підйомну силу, і тому здатні переміщатися тільки в нижніх шарах атмосфери.
2. Вони пручаються земній гравітації.Літаки спроектовані в такий спосіб, щоб долати силу тяги планети. У космосі гравітація дуже відрізняється, тому повітряні судна не призначені для польотів поза атмосфери.
3. При вході та виході з атмосфери генерується величезна кількість тепла. Коли космічні човники входять у атмосферу Землі, вони рухаються зі швидкістю приблизно 7,5 км/сек. Це достатньо, щоб прогріти корпус до температури +1600°C, а всередині корабля показник може досягти значення +1800°C. У такому разі довелося б обладнати літаки потужною системою теплозахисту, що зробило пасажирські перевезення комерційно невигідними.

Деякі військові літаки можуть досягати більших відстаней і виконувати складніші маневри, ніж комерційні судна. Але вони не здатні піднятися в космос, т.к. задіють тиск повітря та підйомну силу, створювану ним.