Туристы-новички, которые еще ни разу не летали на самолетах, обычно очень переживают перед первым рейсом. На самом деле бояться абсолютно нечего — самолет считается самым безопасным транспортом в мире. Чтобы избавиться от страха вам необходимо изучить несколько статей о турбулентности и поподробнее узнать о принципах перелетов. Мы решили рассказать вам на какой высоте летают пассажирские самолеты и почему была выбрана именно эта высота.
Многие считают, что самолеты летают на высоте в 10 тысяч метров. Но на самом деле это не так. Крупные пассажирские лайнеры ходят в коридоре от 9 до 12 тысяч. Все зависит от модели самолета — у каждой есть своя “идеальная” высота, на которой он расходует минимальное количество топлива и испытывает совсем небольшое сопротивление.
Обратите внимание: чем выше поднимается самолет, тем разреженнее становится воздух. У каждого самолета есть наиболее эффективный коридор движения, в котором соотношение силы трения к количеству воздуха для сжигания является идеальным.
Большинство пассажирских самолетов-лайнеров летят на высоте 9-12 километров
Пилоты выбирают эффективную высоту именно исходя из технических особенностей своего воздушного судна, подбирая золотую середину между скоростью и расходом топлива. Кстати, больше всего керосина расходуется, когда самолет поднимается на высоту: именно поэтому подъем происходит максимально плавно, но быстро. После того как судно выходит на рекомендованные диспетчером значения, в салоне отключается лампочка ремня безопасности — теперь его можно расстегнуть.
Кто определяет идеальную высоту?
Параметр наиболее подходящего маршрута может меняться в зависимости от атмосферных условий, технических факторов и дальности полета. Обычно лайнеры поднимаются на 9-12 тысяч метров. Идеальную высоту полета пассажирского самолета определяет диспетчер на основе метеорологических показаний. Общепринятым считается следующее правило: авиалайнеры, летящие на восток, юго-восток и северо-восток движутся на нечетных высотах (9 и 11 тысяч метров); борта, летящие на запад, северо-запад и юго-запад движутся на четных (10-12 тысяч метров). Согласно этого правила диспетчеры компании-перевозчика рассчитывают, по какому коридору самолету выгоднее двигаться и сообщают авиадиспетчерам по пути следования. Диспетчеры перевозчика работают в оборудованных штаб-квартирах и именно они контролируют весь ход полетов. Они ежесекундно видят где находится борт, в каком состоянии его системы, на каком эшелоне он идет, какая атмосфера впереди. Диспетчеры держат постоянную связь с пилотами и оперативно решают возникающие проблемы. Максимальная высота полета самолета редко превышает 12 километров — поднимаясь выше, самолет начинает “сваливаться” из-за чересчур разреженного воздуха, мощность двигателей падает, а расход топлива сильно увеличивается.
Диспетчер следит за полетом и выбирает оптимальную высоту для самолета
Дороги в небе
Действительно, в небе есть свои “дороги”. Они проложены не только по высоте эшелона, но и по наиболее оптимальным местам для полетов. Эти дороги называются “реактивные маршруты”. Каждая страна дает свое соглашение на использование воздушного пространства и перекрывает часть территории в случае возникновения природных катаклизмов или вооруженных столкновений. Данная информация наравне с метеорологической используется при прокладке маршрутов, регулировании их перемещения и для оптимального контроля трафика. Каждую секунду в небе находится более 5 тысяч самолетов — всем этим многообразием управляют диспетчеры. Самолет может “гулять” по эшелону при необходимости, если необходимо обойти грозу или турбулентные зоны, но самовольно изменять его без разрешения диспетчера пилот не имеет права.
МОСКВА, 3 мар — РИА Новости, Андрей Коц. В воздушных сражениях Второй мировой родилось железное правило: кто выше, у того и преимущество. Внезапно спикировать на самолет противника со стороны солнца, свечой уйти вверх от огня зениток, сфотографировать укрепрайон и незамеченным убраться из зоны ПВО — на это способна лишь птица высокого полета. Сегодня, в эпоху мощных радаров и дальнобойных зенитных ракет, старые аксиомы уже не так актуальны. Однако высота в военном деле по-прежнему играет важнейшую роль. РИА Новости публикует подборку самых высотных самолетов России и США — как стоящих на вооружении, так и отправленных на заслуженную "пенсию".
МиГ-25
Сверхзвуковые высотные истребители-перехватчики третьего поколения МиГ-25 начали поступать в советские ВВС в 1970 году. На тот момент в мире не существовало самолета, способного уйти от этой машины. Она развивала скорость до 2800 километров в час и могла забраться на высоту более 20 тысяч метров всего за девять минут. За десятилетия эксплуатации МиГ-25 играл роль перехватчика, разведчика, стратосферного бомбардировщика, истребителя прорыва ПВО, учебно-тренировочной машины. Мощные двигатели и прочный планер позволяли ему выдерживать огромные перегрузки, а новейшая для того времени авионика помогала отлично ориентироваться в воздухе и видеть все типы целей.
МиГ-25 принадлежат 29 мировых рекордов. Самый значительный и до сих пор не побитый ни одним пилотируемым реактивным самолетом установил летчик-испытатель Александр Федотов 21 августа 1977 года. Он поднял свой опытный МиГ-25М на немыслимые 37 650 метров! Конечно, это была облегченная "летающая лаборатория", а не серийный экземпляр. Но и "стандартные" для строевых машин 23 километра — высота, недосягаемая для подавляющего большинства самолетов того времени. Так, в начале 70-х советские летчики на разведывательных модификациях МиГ-25 беспрепятственно летали над всей территорией Израиля, Турции и Ирана.
SR-71 Blackbird
Американский стратегический разведчик SR-71 — один из главных символов холодной войны. Даже сейчас этот самолет, впервые поднявшийся в воздух в 1964 году, выглядит гостем из будущего: футуристический дизайн, редкая по тем временам компоновочная схема "бесхвостка", стелс-технологии и выдающиеся летно-технические характеристики. В 1976 году "Дрозд" установил абсолютный рекорд скорости среди пилотируемых самолетов с турбореактивными двигателями — 3529,56 километра в час. Максимальная высота, покорившаяся SR-71, — 25 929 метров.
В годы холодной войны эти самолеты стали рабочим инструментом ЦРУ. Они выполняли разведывательные полеты над территорией СССР и Кубы, фотографировали военные объекты Египта, Иордании и Сирии в 1973-м, летали над Индокитаем. SR-71 — единственный тип американских самолетов, который не могли сбить северовьетнамские зенитчики. Он уходил от ракет с помощью резкого набора высоты и увеличения скорости — разведчику даже не нужно было маневрировать, чтобы оторваться от преследования. Однако к концу 70-х годов в СССР появились истребители МиГ-31: им перехват SR-71 был вполне по силам. В конечном счете это и привело к закрытию программы стратегических реактивных разведчиков.
МиГ-31
Из всех самолетов, стоящих сейчас на вооружении, наиболее скоростной и один из самых высотных — российский истребитель-перехватчик МиГ-31, прямой потомок МиГ-25. Благодаря своим мощным двигателям Д-30Ф6, он способен разгоняться аж до 3400 километров в час и подниматься на высоту до 25 тысяч метров. Эти показатели вкупе с дальностью полета без подвесных топливных баков в 2240 километров делают МиГ-31 идеальным перехватчиком в системе комплексной противовоздушной обороны. Группа из четырех таких самолетов способна контролировать воздушное пространство протяженностью по фронту до 1100 километров. На сегодняшний день весь флот МиГ-31 проходит модернизацию до версии БМ, отличающейся новой системой управления вооружением и бортовой РЛС, которая обнаруживает цели на удалении до 320 километров.
Военное руководство СССР пыталось использовать способность МиГ-31 быстро набирать скорость и высоту для решения многих задач, в том числе стратегических. В 1980-х советские конструкторы вели разработку специальной противоспутниковой ракеты для вооружения модифицированных перехватчиков. В случае большой войны эти МиГ-31 должны были уходить на максимальную высоту и атаковать новым оружием спутники противника, висящие на низких орбитах.
U-2
Американский высотный самолет-разведчик U-2 впервые поднялся в воздух 1 августа 1955 года. На тот момент эта машина была неуязвима для советских средств ПВО. Дозвуковые U-2 более чем комфортно чувствовали себя на высотах свыше 20 километров и могли оставаться в воздухе до семи часов. Естественно, разведка США активно пользовалась новыми самолетами, регулярно отправляя их в воздушное пространство СССР. Впрочем, длилось это недолго. Первого мая 1960-го на весь мир прогремел скандал с летчиком ЦРУ Фрэнсисом Пауэрсом, который на самолете U-2C углубился в воздушное пространство СССР на две тысячи километров и был сбит зенитной ракетой комплекса С-75.
В пассажирской авиации высота полета определяется техническими возможностями воздушного судна и установленными правилами. Высота может быть максимальной и идеальной. Выбор высоты не зависит от решения командира, он ограничен в своих действиях наземными службами.
Почему 10 тысяч?
Идеальные десять километров лайнер набирает за 20 минут. Если полет не превышает получаса, такой необходимости не возникает. Решение, сохранять коридор или подниматься еще на одну — две тысячи зависит от ситуации. Чем выше поднимается воздушное судно, тем разреженнее становится атмосфера. Она создает меньшее лобовое сопротивление, что снижает количество топлива, сжигаемого на его преодоление. В атмосфере на высоте 10 тысяч сохраняется количество кислорода, необходимое для обеспечения процесса горения керосина. На этой высоте не летают птицы, столкновение с которыми станет причиной аварии.
Решение о высоте полета принимается наземными диспетчерскими службами.
Они дают команду пилотам, основываясь на объективных факторах:
- погоде;
- скорости ветра у поверхности земли;
- вес судна и технических характеристиках;
- времени и расстоянии полета;
- направление: запад или на восток.
Выбранная высота определяется в полетных правилах как эшелон. Воздушное право определяет единые эшелоны полета для воздушного пространства всех стран. Если судно летит на восток, диспетчер вправе выбрать нечетные эшелоны в 35, 37, 39 тысяч фунтов (от 10 до 12 километров ). Для самолетов, следующих в обратном направлении, предлагаются четные эшелоны. Это 30, 36, 40 тысяч фунтов над уровнем моря (от 9 до 11 километров ). Эта тактика направлена на избежание столкновений. Эшелон рассчитывается еще до вылета транспортного средства.
Влияет на высоту и дальность полета , на небольших маршрутах набор высоты нецелесообразен. Командир судна определяет высоту с помощью, установленного на борту барометра.
В данном видеоматериале рассказано почему самолеты летают:
Максимальная высота
Максимальная высота находится в прямой зависимости от максимальной скорости. При скорости в 950-1000 километров в час высота достигает 10 километров. Для небольших частных самолетов соотношение будет 300 км в час и 2000 тысячи метров.
Не только модель самолета определяет его максимально возможную высоту, но и физические характеристики атмосферы. Технические характеристики самолета различны для пассажирских и военных воздушных транспортных средств.
Максимальная высота определяется:
- техническими характеристиками, это мощность двигателя и подъемная сила крыла;
- маркой и типом судна;
- массой самолета.
Российский ТУ-204 может набрать высоту не более 7200 метров. ИЛ-62 поднимется на 11 километров, столько же наберет Аэробус А310. Новейший Иркут МС-21, впервые поднявшийся в небо 28 мая 2017 года, за счет небольшой массы сможет набрать 11,5 километров. Лидер среди новинок отрасли, Сухой Суперджет SSJ 100SV, поднимается уже на 12 200 метров.
До выхода на рынок разработки Сухого предел в 12 тысяч удавалось превысить только Боингам.
Существуют пределы высоты, связанные с количеством кислорода в атмосфере. Они зависят от типа двигателя. Самолет с турбореактивным двигателем может набрать 32 тысячи метров, для прямоточного воздушно-реактивного самолета предел будет выше, он составит 45 тысяч метров.
Максимальная высота турбореактивного военного судна может превышать 35 тысяч метров, ее удалось набрать российскому МИГ-25.
Смотрите видео о том как Миг 25 поднимается в стратосферу
Идеальная высота
Определение относится к той же высоте в диапазоне 10-12 тысяч метров, где соблюдается идеальная плотность воздушных потоков. Они достаточно разряжены для того, чтобы снизить трение бортов о воздух и расход топлива. Их плотность при этом остается достаточной для поддержки крыльев самолета. При переходе в стратосферу уровень поддержки падает и воздушное судно начинает «заваливаться».
С учетом этих параметров, пилотами выработано определение «идеального» коридора. Выход из него вниз увеличивает потребление топлива, экономическая эффективность полета снижается вместе с его высотой, поэтому в любой ситуации пилот скорее увеличит высоту, чем снизит ее.
В рамках выделенного эшелона пилот сам принимает решение о высоте, учитывая текущее соотношение трения и поддержки с учетом технических характеристик судна. Часто изменение высоты связано с турбулентностью, но и оно согласовывается с наземными службами. Тучи чаще преодолеваются при подъеме над их уровнем, также причиной изменения высоты может стать закрытие пространства над регионом из-за военных действий или горных пиков.
Запомните. Смена эшелона возможна только при сходе с маршрута на расстоянии в 20 километров и при согласовании с наземными службами.
Высота Боингов 747 и 737?
Модели американской корпорации летают и на российских рейсах. Среди широкофюзеляжных пассажирских самолетов он наиболее часто состоит на вооружении авиакомпаний за счет рентабельности массовых перевозок. Пять Боингов-747 принадлежат авиакомпании «Россия». Максимальная скорость судна составляет 988 км в час для модификации 747-8, максимальная высота, на которую он может подняться, 13 700 метров.
Боинг 737
набирает меньшую высоту, потолок составляет 12 500 метров для модели 737-800 и 11300 метров для Боинг 737-500. Возможность набора такой высоты обеспечивает топливную эффективность полетов. Конструкторы предполагают выпуск Boeing 737 MAX 8, который должен еще улучшить эти характеристики.
В авиации рассчитаны оптимальные высоты воздушных коридоров для всех типов самолетов. Пилоты должны придерживаться указаний диспетчерских служб, оставляя за собой свободу маневра и право принять самостоятельное решение в критической ситуации. Безопасность воздушного пространства зависит от согласованных действий команды и наземных диспетчеров при выборе максимальной высоты.
Если коротко - они не летают на этой высоте. По крайней мере, не всегда. Даже несмотря на то, что мы очень часто слышим, как капитан говорит: «Мы достигли нашей крейсерской высоты 10 000 метров», прежде чем отключается значок ремня безопасности.
Так что же именно определяет высоту, на которой летит пассажирский самолет? На этот вопрос постарались ответить три пилота пассажирских авиалайнеров.
Существует идеальная высота.
В принципе, чем выше летит самолет, тем тоньше воздух. Это хорошо и плохо одновременно. Хорошо, поскольку сопротивление снижается и самолету требуется меньше топлива. Но, с другой стороны, кислорода для сжигания топлива также становится меньше, что сказывается на мощности. Увеличение высоты требует более длительного подъема и больших затрат топлива. Поэтому пилот желает найти золотую середину, где самолет будет лететь как можно быстрее, но тратить наименьшее количество топлива.
Идеальная высота для всех самолетов разная.
Определение идеальной высоты основывается на характеристиках самолета, его весе и атмосферных условиях на момент полета. Для большинства лайнеров идеальная высота находится между 9 000 и 12 000 метров.
... И определяется рядом факторов.
Среди которых направление рейса, турбулентность и продолжительность полета. Например, существует правило о том, что коммерческие авиалайнеры, направляющиеся на северо-восток, восток и юго-восток, летают на нечетных высотах (9 000 м, 11 000 м и т.д.), в то время как движущиеся в других направлениях поднимаются на четную высоту.
Диспетчеры авиакомпании рассчитывают идеальную высоту для каждого полета.
Диспетчеры авиакомпаний работают в их штаб-квартирах. Они контролируют планирование и ход полетов. Отслеживают, где находятся самолеты, их состояние, а также присваивают каждому свой маршрут.
В небе есть дороги.
Их называют реактивными маршрутами, и диспетчерские службы используют их, чтобы отделить самолеты на определенное расстояние или высоту, регулировать их передвижение и контролировать поток трафика.
Смотря в небо, можно было только прикинуть, на какой высоте летают самолеты, но точно это определить не представляется возможным без специального оборудования. Ситуация меняется, если Вы находитесь внутри авиалайнера; отсюда Вам намного легче определить высоту самолета, так как в салоне может быть расположено специальное табло, на котором будет выводиться информация о состоянии полета. В статье мы узнаем, какая максимальная высота у современных летательных аппаратов и кто установил этот рекорд.
В целом существует несколько факторов, которые влияют на выбор оптимальной высоты самолета:
- Модель самого самолета
- Его скорость движения
- Расход топлива
- Количество кислорода в воздухе
Чем выше мы будем подниматься над землей, тем разреженней будет становиться воздух вокруг. На больших высотах скалолазы и альпинисты используют специальные кислородные маски, а салоны самолетов герметичны и содержат достаточное количество воздуха для комфортного дыхания. Эти факторы говорят о том, что человек не сможет находиться так высоко в атмосфере без использования специального оборудования.
Однако для самолетов и вообще любых быстролетающих аппаратов такой разреженный воздух играет на руку, так как он снижает сопротивление воздушных потоков. Это влияет на общий расход топлива, так как меньше энергии тратится на преодоление силы трения о воздух, соответственно, нужно меньше топлива для большей скорости. Поэтому наблюдается зависимость скорости от возможной высоты.
Очень высоко авиалайнер тоже не сможет летать, так как воздушные потоки, пусть и разреженные, но необходимы ему для поддержки крыльев, работая по аналогии воды для корабля. Поэтому выше 12000 метров пассажирские самолеты не будут летать, так как потеряют так нужную им воздушную опору. Получается, чем больше высота полета, тем меньший расход топлива и меньше цена на билет; этими двумя факторами и руководствуются авиационные компании.
Служба авиадиспетчеров
В наше время в небе осуществляют перелеты очень много самолетов. За слежением и высчитыванием идеальной высоты следят авиадиспетчерские службы. Используя свое оборудование, они обрабатывают и отвечают на запросы пилотов, следят за погодой, зонами турбулентности, и за тем, что бы самолеты летали каждый по своему маршруту во избежание столкновений.
При создании маршрута учитывается прогноз погоды, атмосферное давление, возможные стихийные бедствия, политические ситуации на территории государств. Существует некий диапазон высот, в пределах которых обычно пролетает лайнер, и на изменение высоты выше или ниже требуется разрешение диспетчера – этот диапазон именуют эшелоном. Кроме того, есть еще боковое эшелонирование; это когда расстояние между двумя бортами составляет более 10000 метров, и удерживается во избежание завихрений воздуха.
Особенности полета непассажирских самолетов
По вполне разным причинам пассажирские летательные аппараты имеют очень разную высоту полета. Если гражданский борт оснащен реактивным двигателем, то он будет лететь на расстоянии около 12000 метров от земли. Из числа подобных самолетов достижение подобной высоты принадлежит Boeing 737-400. Характеристики самолета Аэробус А310 позволяют набрать высоту в 11 тысяч метров.
Самолеты, перевозящие грузы, они же грузовые лайнеры, мало чем отличаются от обычных пассажирских самолетов, и обладают тем же принципом экономичности. Самолеты, скорость которых составляет около 300 км/ч, летают на высоте в 2000 метров. Этот параметр так же зависит от модели самолета и его технических параметров.
Что касается негражданских самолетов, то они обладают специально спроектированной конструкцией, которая помогает им брать сверхзвуковые скорости и не быть обнаруженными. Боевые летательные аппараты преимущественно летают на высотах превышающих 15 тысяч метров. Некоторые из них, благодаря своей специфической конструкции и вовсе способны брать высоту в 25 километров.
В свое время МиГ-21 являлся наиболее распространенным боевым летательным аппаратом в мире, в СССР его выпускали в разных модификациях в период с 1959 по 1985 год. Летательный аппарат отлично себя показал в период военных действий во Вьетнаме; благодаря своей поразительной маневренности он умел уклоняться от летящих в него ракет и более чем благополучно сражаться с американским F-4 Phantom. В свое время он поставил несколько рекордов по высоте полета.
МиГ-25 – король неба
Однако рекорд высоты на самолете сейчас уже принадлежит легендарному МиГ-25, который набрал высоту на тестовых испытаниях в 37650 метров. Несмотря на свое не очень привлекательное название, вселяющий страх вид и хорошие технические показатели, он действительно обладает одной из наиболее высоких возможных высот среди самолетов своего класса. Этот аппарат был разработан СССР специально для борьбы с американскими сверхзвуковыми бомбардировщиками, которые так и не были созданы.
У самолета очень высокая скорость полета, и он способен нести на борту существенный бомбовой груз. Из расчета своих технических параметров истребитель мог бы прекрасно справляться с обороной воздушного пространства от проникновения американцев. Однако надежды, которые полагались на него, так и не оправдались.
Несмотря на свои превосходные технические данные, он все же имел недостатки в собственной конструкции, к тому же, исчез главный аспект, с целью которого он создавался. Все эти факторы означали, что его конкурентоспособность значительно ослабла сравнительно с лучшими истребителями того времени, к тому же содержание МиГ-21 обходилось дешевле. Поэтому самолет вскоре перестал присутствовать в мировых военных арсеналах, за исключением некоторых возможных отдельных единиц.
МиГ-25 обладает поистине поражающими воображение способностями. Его скорость в обычном режиме составляет Мах 2,5, однако это не предел — самолет способен развить Мах 3, но этого никто не делает, так как появляется вероятность разрушения двигателя. Воздушный аппарат предназначался для ведения воздушной разведки, оснащался мощными ракетами Р-40 типа воздух-воздух с радиусом действия 80 километров, обладал продвинутым фотографическим и электронным спецоборудованием.
Одним из главных недостатков МиГ-25 стал большой вес, значительно больший, нежели у его западных конкурентов. Его маневренность и управление сильно страдали на высоких скоростях и небольших высотах; в обстоятельствах обычного воздушного боя его радар обладал довольно ограниченными способностями по сравнению с другими вражескими истребителями, а трудности пилотирования на небольших высотах означали, что быть эффективным в подобных операциях он попросту не сможет. Подобные несовершенства самолета могли быть прощены, если бы его использовали хотя бы один раз в операции перехвата на большой высоте, однако намного чаще его использовали для других целей.
Почти все эти самолеты были сняты с вооружения стран после развала СССР. Он послужил базой для создания одного из лучших истребителей – МиГ-31. Тем не менее рекорд максимальной высоты полета самолета по сей день принадлежит ему.