CNN: самолетам тяжелее взлетать в жаркую погоду

Джакопо Приско (Jacopo Prisco)

Повышение средних температур на нашей планете приводит к тому, что в некоторых аэропортах самолетам становится труднее подниматься в воздух, что представляет собой еще один вызов для гражданской авиации. И, поскольку периоды аномальной жары случаются все чаще, эта проблема может коснуться гораздо большего числа рейсов, в результате чего многим авиакомпаниям придется оставлять своих пассажиров на земле.

"Основная проблема, которая встает перед любым самолетом в тот момент, когда он отрывается от земли, – это его огромный вес. Сила притяжения стремится оставить его на земле, – объяснил Пол Уильямс (Paul Williams), профессор науки об атмосфере в британском Редингском университете. – Чтобы преодолеть силу притяжения, самолету необходимо обеспечить подъемную силу, то есть сделать так, чтобы воздух толкал его вверх".

"Подъемная сила зависит от нескольких факторов, но один из самых важных факторов – это температура воздуха. Когда воздух нагревается, он расширяется, в результате число молекул, которые поднимают самолет вверх, уменьшается".

По словам Уильямса, с повышением температуры воздуха на каждые 3 градуса по Цельсию подъемная сила снижается на 1%.

"Вот почему из-за сильной жары самолетам становится сложнее взлетать, а в некоторых по-настоящему экстремальных условиях осуществить взлет бывает попросту невозможно", – сказал он.

Эта проблема стоит особенно остро в аэропортах, расположенных на большой высоте, где по естественным причинам воздух более разреженный, а также в аэропортах с короткими взлетно-посадочными полосами, которые дают самолетам меньше места для разгона. По словам Уильямса, если самолету требуется 2000 метров взлетно-посадочной полосы при 20 градусах по Цельсию, то при 40 градусах ему потребуется 2500 метров.

Уильямс вместе с коллегами проанализировали данные из 10 греческих аэропортов, для которых были характерны короткие взлетно-посадочные полосы и высокие температуры. Они выяснили, что начиная с 1970-х годов средние температуры там повышались со скоростью 0,75 градуса по Цельсию за десятилетие.

"Мы также обнаружили снижение показателей встречного ветра на взлетно-посадочных полосах – в среднем на 2,3 узла за десятилетие, – продолжил Уильямс. – Встречный ветер помогает самолетам подниматься в воздух. Но сейчас появляются данные о том, что изменение климата вызывает так называемое “глобальное затишье”, и именно поэтому ветра становятся слабее".

Команда Уильямса ввела данные по температурам и встречным ветрам в калькулятор взлетных характеристик различных типов самолетов, включая Airbus A320 – один из самых популярных самолетов в мире.

"Мы обнаружили, что максимальный взлетный вес ежегодно снижается на 127 килограммов – это примерно равно весу одного пассажира вместе с его чемоданом. Это значит, что с каждый год один и тот же самолет сможет перевозить на одного пассажира меньше", – сказал Уильямс.

С момента ввода в эксплуатацию в 1988 году и до 2017 года максимальная взлетная масса самолета A320 должна была снизиться более чем на 3600 килограммов в национальном аэропорту острова Хиос – одном из 10 аэропортов, которые изучала команда Уильямса, – где длина взлетно-посадочной полосы составляет чуть менее 1500 метров.

В аэропорту Лондон-Сити, расположенном в финансовом районе столицы Великобритании, взлетно-посадочная полоса достаточно короткая – чуть менее 1500 метров. Во время аномальной жары в 2018 году более десятка рейсов были вынуждены оставить часть пассажиров на земле, чтобы безопасно взлететь. Одному рейсу пришлось отказать в посадке 20 пассажирам.

В 2017 году в международном аэропорту Финикс Скай Харбор в течение нескольких дней десятки рейсов были полностью отменены, поскольку температура поднималась до 48,8 градуса по Цельсию – это выше максимальной температуры эксплуатации для многих пассажирских самолетов.

Согласно результатам исследования, проведенного в Колумбийском университете, к 2050 году ограничения по весу для типичного узкофюзеляжного самолета, такого как Boeing 737, будут повышаться на 50-200% в летние месяцы в четырех крупных аэропортах Соединенных Штатов – Ла-Гуардиа, Национальный аэропорт Рейгана, Международный аэропорт Денвера и Финикс Скай-Харбор.

К счастью, авиакомпании в состоянии принять меры для того, чтобы справиться с этой проблемой.

"Есть масса возможных решений, – объяснил Уильямс. – Одно из них – перенести запланированные вылеты так, чтобы они не приходились на самую жаркую часть дня, то есть сделать больше вылетов рано утром и поздно вечером. К такой тактике уже прибегают в жарких районах на Ближнем Востоке".

В случае с более легкими самолетами эта проблема стоит менее остро, то есть сейчас необходимо ускорить процесс внедрения композитных материалов, таких как углеродное волокно, которые можно использовать для изготовления корпусов самолетов.

Между тем некоторые производители, в том числе компания Boeing, уже предлагают такие модификации своих самолетов, которые пригодны для эксплуатации на больших высотах и в условиях высоких температур. Такие самолеты оснащены более мощными двигателями, обеспечивающими подъемную силу, а также имеют более значительную площадь аэродинамической поверхности, которая позволяет компенсировать снижение тяги из-за разреженности воздуха – без необходимости уменьшать пассажирскую вместимость.

Конечно же, самым радикальным подходом могло бы стать удлинение взлетно-посадочных полос, но далеко не во всех аэропортах это возможно сделать.

В некоторых случаях, когда не получится применить ни один из перечисленных способов, пассажирам придется отказываться от перелетов. Но, по словам Уильямса, эта проблема будет оставаться нишевой – по крайней мере в ближайшем будущем: "Случаи, когда людям отказывают в посадке на самолет из-за сильной жары, являются редкостью, и такими они и останутся. Большинство самолетов никогда не летают с максимальным взлетным весом, поэтому такое будет происходить крайне редко – и в основном в аэропортах с короткими взлетно-посадочными полосами и в жаркие летние периоды".

Однако, добавил Уильямс, в более далеком будущем ситуация может осложниться: "Не думаю, что это станет одной из основных проблем индустрии авиаперевозок, но я все же считаю, что со временем этот вопрос будет требовать больше внимания".