Samoloty pasażerskie zostały skonstruowane tak, aby latać na możliwie wysokich wysokościach, przewozić jak największą liczbę pasażerów i do tego przemieszczać się z dużą prędkością. Średniej wielkości samolot pasażerski porusza się z prędkością ok. 8-krotnie większą, niż samochody. To dzięki temu maszyny te mogą pokonywać dystans tysięcy kilometrów w ciągu zaledwie paru godzin. A więc z jaką prędkością leci samolot pasażerski?
Prędkość maksymalna i przelotowa
Aby lepiej zrozumieć przedstawione poniżej wartości, trzeba wyjaśnić pojęcie prędkości maksymalnej oraz prędkości przelotowej, ponieważ jest to dosyć istotne. Jak nietrudno zgadnąć, zarówno prędkość maksymalna, jak i prędkość przelotowa to nie to samo i są pomiędzy tymi parametrami zasadnicze różnice.
- Prędkość maksymalna to największa prędkość z jaką może poruszać się statek powietrzny w locie poziomym i przy pełnej mocy silników;
- Prędkość przelotowa samolotu to średnia prędkość z jaką porusza się samolot w optymalnych dla siebie warunkach (wysokość przelotowa, optymalne zużycie paliwa itp.);
Wysokość lotu a prędkość samolotu
Prawa fizyki są nieubłagane i w sporym zakresie ograniczają możliwości nawet bardzo nowoczesnych samolotów. Czynnikiem, który znacznie wpływa na osiągi maszyn latających jest wysokość, na jakiej się znajdują.
Wpływ wysokości lotu na maksymalną prędkość samolotu jest związany z tym, jak zmienia się ciśnienie i temperatura powietrza wraz ze wzrostem wysokości. Im wyżej leci samolot, tym mniejsze jest ciśnienie i temperatura powietrza, co ma dwa skutki:
- Zmniejsza się opór powietrza, który hamuje ruch samolotu. Dlatego samolot może osiągnąć większą prędkość przy tej samej mocy silnika.
- Zmniejsza się gęstość powietrza, która jest niezbędna do utrzymania siły nośnej i ciągu silnika. Dlatego samolot musi lecieć szybciej, aby utrzymać się w powietrzu, a silnik musi pracować intensywniej, aby dostarczyć wystarczającą ilość powietrza do spalania paliwa.
Z tych dwóch skutków wynika, że istnieje pewna optymalna wysokość lotu, na której samolot osiąga maksymalną prędkość. Jeśli samolot leci wyżej, to zyskuje na mniejszym oporze, ale traci na mniejszej gęstości. Jeśli samolot leci niżej, to zyskuje na większej gęstości, ale traci na większym oporze. Optymalna wysokość lotu zależy od typu i konstrukcji samolotu, a także od warunków atmosferycznych.
Samoloty pasażerskie z silnikami turbowentylatorowymi poruszają się na pułapie ok. 10-11 km. Ta wysokość pozwala w przypadku konstrukcji tych maszyn osiągnąć optymalne zużycie paliwa i wydajność silników.
Z jaką prędkością leci samolot?
Samoloty pasażerskie poruszają się ze średnimi prędkościami od 800 do 1000 km/h. Mniejsze samoloty pasażerskie, takie jak turystyczne awionetki, są w stanie przemieszczać się z prędkością ok. 300 km/h. Samoloty wojskowe mogą z kolei rozwijać prędkości maksymalne rzędu nawet 3000 km/h (rekord należy do North American X-15 – 7274 km/h).
Dlaczego prędkości naddźwiękowe stwarzają problemy?
Samoloty pasażerskie nie poruszają się z prędkościami ponad dźwiękowymi, ponieważ lot z prędkością naddźwiękową wiąże się z wieloma problemami technicznymi, ekonomicznymi i ekologicznymi. Oto niektóre z nich:
- Lot z prędkością naddźwiękową wymaga znacznie większej mocy silnika i zużycia paliwa niż lot z prędkością poddźwiękową. To oznacza, że samolot musi mieć większy zasięg, większą pojemność zbiorników paliwa i większą wytrzymałość termiczną. To z kolei wpływa na koszt produkcji, eksploatacji i biletów samolotu.
- Prędkość naddźwiękowa powoduje powstanie fali uderzeniowej, która jest słyszalna na ziemi jako huk lub trzask. Ten hałas jest uciążliwy dla ludzi i zwierząt, a także może uszkadzać budynki i infrastrukturę. Dlatego lot z prędkością naddźwiękową jest ograniczony do obszarów nad oceanami lub pustyniami, co ogranicza możliwości tras i rynków samolotu.
- Podczas lotu z prędkościami naddźwiękowymi samolot emituje duże ilości dwutlenku węgla, tlenków azotu i pary wodnej, które mogą niszczyć ozon i zwiększać efekt cieplarniany. Dlatego lot z prędkością naddźwiękową jest poddany ścisłym regulacjom i opłatom środowiskowym.
Z tych powodów, lot z prędkością naddźwiękową jest rzadko stosowany w lotnictwie cywilnym. Jedynym samolotem pasażerskim, który latał z prędkością naddźwiękową, był Concorde, który został wycofany z użytku w 2003 roku z powodu wysokich kosztów, niskiego popytu i katastrofy lotniczej w 2000 roku. Obecnie trwają prace nad nowymi projektami samolotów naddźwiękowych, które mają być bardziej efektywne, ciche i przyjazne dla środowiska.
Przykładowe prędkości maksymalne samolotów
- Boeing 737 – 876 km/h
- Airbus A320 – 871 km/h
- Airbus A380 – 1089 km/h
- F-16 Fighting Falcon – 2124 km/h
- Sukhoi Su-27 Flanker – 2450 km/h
Sprawdź również, jakie są najszybsze samoloty świata!
Czym jest przeciągnięcie?
Jako ciekawostkę warto dodać, że każdy samolot ma wyznaczoną prędkość minimalną lotu, poniżej której dochodzi do przeciągnięcia maszyny i tymczasowej utraty kontroli, która może doprowadzić nawet do rozbicia.
Przeciągnięcie to nic innego, jak utrata siły nośnej wytwarzanej przez skrzydła samolotu. Struga powietrza zaczyna załamywać się, zamiast swobodnie opływać skrzydło, przez co maszyna traci zdolność do lotu pionowego i zaczyna mimowolnie spadać, często wpadając w tzw. „korkociąg”.
W przypadku przeciągnięcia, pilot powinien oddać wolant i pozwolić maszynie nabrać prędkości poprzez kontrolowane obniżanie wysokości lotu.
Czy jest prędkość V1?
Prędkość v1 to maksymalna prędkość, przy której załoga może przerwać start w razie awarii silnika lub innego problemu i zatrzymać się na pasie. Prędkość v1 jest też nazywana prędkością decyzji, ponieważ powyżej niej załoga musi kontynuować start, nawet jeśli wystąpi awaria.
Prędkość v1 zależy od wielu czynników, takich jak masa samolotu, warunki pogodowe, stan pasa, konfiguracja samolotu i typ silnika. Dlatego prędkość v1 może się różnić nawet dla tego samego modelu samolotu. Oto niektóre przykładowe wartości prędkości v1 dla różnych samolotów:
- Boeing 737-800: około 140-160 km/h
- Airbus A320: około 130-150 km/h
- Embraer E190: około 120-140 km/h
- Bombardier CRJ900: około 110-130 km/h
- Cessna 172: około 80-100 km/h
Najwolniejsze samoloty świata
Warto wspomnieć o samolotach, które potrafią latać z bardzo niewielkimi prędkościami i to bez ryzyka przeciągnięcia. Większość maszyn to dosyć historyczne modele, aczkolwiek na liście znajduje się nawet samolot polskiej produkcji.
Oto lista TOP 8 najwolniejszych samolotów na świecie:
- MacCready Gossamer Condor – 13 km/h
- Ruppert Archaeopteryx – 30–39 km/h
- Vought XF5U – 32 km/h
- Tapanee Pegazair-100 – 45 km/h
- Zenith STOL CH 701 – 48 km/h
- Slepcev Storch – 40 km/h
- Antonov An-2 – ok. 56 km/h
- PZL M-15 Belphegor – 108 km/h
Jako ciekawostkę można dodać, że PZL M-15 to najwolniejszy samolot o napędzie odrzutowym.
Najszybszy samolot pasażerski na świecie
Naddźwiękowy samolot pasażerski Concorde to dotychczas najszybsza maszyna cywilna, jaka została wyprodukowana. Jego 4 silniki turboodrzutowe Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 Mk 610 zapewniały ciąg 169 kN z dopalaczem i prędkość maksymalną 2 270 km/h na wysokości przelotowej.
To ponad dwukrotnie więcej niż przeciętna prędkość przelotowa samolotu pasażerskiego. Łącznie wyprodukowano 20 sztuk Concordów, które finalnie zostały wycofane z użytku 24 października 2003.
Obecnie najszybszym samolotem pasażerskim w użytku jest Boeing 747-8i, którego prędkość maksymalna to 1136km/h.
Rodzaje wskazań prędkości w awionice
W awionice istnieje kilka rodzajów prędkości, z których warto wspomnieć. Oto one:
- Prędkość wskazywana (IAS): Jest odczytywana bezpośrednio z wskaźnika prędkości powietrza (ASI). Nie uwzględnia ona korekty związanej z różnicami w gęstości powietrza, błędami instalacji ani błędami przyrządów.
- Prędkość skalibrowana (CAS): Jest poprawiona o błędy związane z instalacją i przyrządami.
- Prędkość równoważna (EAS): Jest prędkością skalibrowaną (CAS) skorygowaną o sprężystość powietrza przy niezaniedbywalnej liczbie Macha. W praktyce oznacza to uwzględnienie efektów związanych z kompresją powietrza przy większych prędkościach.
- Prędkość rzeczywista (TAS): Jest prędkością skalibrowaną (CAS) skorygowaną ze względu na wysokość i niestandardową temperaturę. Prędkość rzeczywista jest używana do planowania lotu. W miarę wzrostu wysokości (a spadku gęstości powietrza) prędkość rzeczywista rośnie. Można ją obliczyć za pomocą komputera pokładowego, takiego jak E6B. Niektóre wskaźniki prędkości powietrza mają pierścień prędkości rzeczywistej (TAS).
Sprawdź również:
- jaki jest największy samolot świata
- jakie są największe samoloty świata
- ile waży samolot
źródło/zdjęcie: wikipedia.org