И масса, и ее распределение одинаково важны. Центр тяжести самолета, меняющийся по мере расхода топлива, рассчитывается перед полетом и должен оставаться в обозначенных пределах во время взлета и посадки. Пилоты обучены частностям, касающимся массы и равновесия, но самая сложная работа ложится на плечи специалистов по планированию загрузки и диспетчеров.
Как-то мы должны были лететь в очень жаркий день, при температуре под 40 градусов. Несколько человек не пустили в самолет. Представители авиакомпании сообщили: слишком жарко, лайнер не может взять на борт всех пассажиров
Горячий воздух обладает меньшей плотностью по сравнению с холодным, и это отрицательно сказывается и на силе подъема, и на производительности двигателей. Длина разбега увеличивается, набор высоты становится пологим. А в особенно жаркую погоду самолет может выйти за допустимые уровни безопасности по определенным параметрам взлетно-посадочной полосы — по требуемому значению скорости набора высоты после отрыва от полосы и остатку ее длины для безопасного прекращения взлета. Максимальная допустимая масса определяется при каждом взлете на основании погодных условий и длины посадочной полосы. Если самолет совершает короткий перелет с ограниченным запасом топлива, то никаких проблем не должно быть. Но с полными баками и большой загрузкой, скорее всего, будет достигнут верхний предел ограничений. Тогда придется снять с самолета либо груз, либо людей.
Помимо этого в инструкциях для некоторых лайнеров указаны максимальные рабочие температуры. При прохождении определенного порога аэродинамические характеристики начинают значительно ухудшаться, а комплектующие — перегреваться. Эти ограничения, как правило, достаточно высоки — около 50 °C, но в некоторых случаях самолеты вынуждены моментально совершать посадку.
Так же обстоит дело и с высотой. Чем выше, тем разреженнее атмосфера, что негативно сказывается на аэродинамических характеристиках и показателях двигателей. При вылете из аэропортов, расположенных на больших высотах, самолеты нередко уменьшают загрузку. Например, в Мехико, расположенном на высоте 2200 метров. Отчасти по этой причине на протяжении многих лет (до появления самолетов с высокими характеристиками) рейс компании South African Airways из Нью-Йорка в Йоханнесбург летел без остановок лишь в одном направлении. При вылете на восток из аэропорта JFK
[17] можно было использовать длинную взлетную полосу, расположенную на уровне моря. При обратном рейсе в связи с тем, что Йоханнесбург расположен на высоте 1600 метров, уменьшения количества топлива, заливаемого при заправке, было не избежать. Чтобы лететь с полными баками, требовалось оставлять часть груза или некоторых пассажиров. Поэтому рейс шел с дозаправкой на островах Кабо-Верде или в Дакаре.
Сразу после взлета самолет слишком тяжел, чтобы набрать оптимальную с точки зрения расхода топлива высоту. Он осуществляет «ступенчатый набор высоты» по мере того, как будет расходоваться топливо. То, на какой высоте вы можете лететь в данный момент, определяется не только скороподъемностью самолета, но и тем, соблюдаются ли подходящие условия для двигателя, когда самолет поднимается на определенную высоту.
Почему некоторые самолеты оставляют после себя характерный белый след в небе?
Конденсационный след образуется, когда в сухом воздухе на большой высоте влажный выхлоп реактивного двигателя превращается в кристаллы льда — это похоже на то, как получаются облачка пара от нашего дыхания в холодный день. Можно сказать, что конденсационный след — это облако. Водяной пар — это побочный продукт сгорания в реактивном двигателе — оттуда, собственно, и берется влажность. Образование конденсационного следа зависит от высоты и состава окружающей атмосферы — в основном, от температуры и давления насыщенного пара.
Много говорится о влиянии авиаперелетов на окружающую среду — в частности, о выбросах. Возможно ли это: много летать и при этом заботиться о сохранности планеты?
Для меня это сложный вопрос. Я, наверное, больше других забочусь об окружающей среде и стараюсь соблюдать три заповеди ответственного отношения к экологии: сокращать потребление, использовать повторно, перерабатывать. У меня нет автомобиля, большую часть своей мебели я нашел на обочинах дорог и сам отремонтировал. Я перешел с ламп накаливания на компактные флуоресцентные лампы. Но при этом на работе я выбрасываю в атмосферу сотни тонн углерода. Неужели я лицемер?
Гражданскую авиацию все яростнее критикуют за ее якобы бездумное отношение к окружающей среде. Особенно активно сокращение объемов авиаперевозок лоббируется в Европе: предлагаются высокие налоги и прочие меры по ограничению роста авиаиндустрии и отваживанию людей от авиаперелетов. (Европейцев, которые пользуются копеечными авиатарифами и позволяют себе частые, но короткие вылазки за границу, презрительно называют кутежными путешественниками.) Сколько во всем этом здравого смысла и где начинается огульное охаивание — вопрос спорный. Современные авиалинии — легкая мишень, но мне кажется, что степень их негативного воздействия на экологию чрезмерно преувеличена.
Я первым готов согласиться, что авиакомпании должны отвечать за вполне ощутимый вред, который они наносят окружающей среде. Но в том-то и дело, что в глобальном масштабе на гражданскую авиацию приходится лишь около двух процентов всех выбросов энергоносителей в атмосферу. На торговые и производственные помещения, например, приходится гораздо больший объем вредных веществ, влияющих на изменение климата, чем на гражданские самолеты. Но почему-то мало кто протестует против них, и лишь небольшое количество организованных движений стремится их «озеленить». То же самое с автомобилями. Мы чересчур много проводим времени за рулем, и никто нас за это почему-то не винит. Топливная эффективность самолетов увеличилась на 70 % за прошедшие 30 лет и на 35 % — с 2001 года. По большей части за счет отказа от использования самолетов, жадных до топлива. При этом средняя топливная эффективность автомобиля почти за три десятилетия изменилась не столь существенно.
Проблема в том, что влияние авиации на окружающую среду одними процентами не измерить. Хотя бы потому, что выбросы самолетов (состоящие не только из углекислого газа, но также оксидов азота, золы и сульфатных частиц) попадают прямиком в верхние слои тропосферы, а что там в такие моменты происходит, до конца не изучено. Помимо этого ученые признают, что наличие конденсационных следов способствует образованию перистых облаков. И перистая облачность в некоторых воздушных коридорах увеличилась на 20 %, что, в свою очередь, влияет на температуру и осадки. Эксперты, как правило, рекомендуют увеличивать показатель 2 % еще в два с половиной раза из-за некачественного топлива, и тогда мы получим итоговую цифру, более точно отражающую вклад авиационной индустрии в парниковый эффект. Согласно этой формуле авиакомпании отвечают примерно за 5 % всей проблемы.
Это не так уж много, но не стоит забывать, что гражданская авиация активно растет по всему миру. Лишь в Китае планируется построить свыше 40 крупных аэропортов. В США годовой объем пассажиропотока, составляющий около миллиарда человек, обещает вырасти к 2025 году в два раза, и тогда парниковых газов от самолетов станет в пять раз больше по сравнению с текущим периодом. Если мы действительно начнем сокращать объемы углеродных выбросов от других источников, как постоянно обещаем, то доля авиационных вредных выбросов начнет стремительно расти в процентном соотношении к целому.
