На какой высоте летают самолеты

Обычно высоту, скорость полета и температуру за бортом, пассажирам, в информационных целях, сообщает бортпроводник.

Давайте разберёмся, что такое высота полёта самолёта, какие виды её существуют и почему эта высота строго нормируется?

На каком расстоянии от земли летают самолеты

Высота полета — это уровень, на котором самолет движется по горизонтали после завершения набора высоты и до начала снижения.

Есть несколько видов высот, используемых в авиации:

1. Истинная — от точки на поверхности земли до корпуса судна. Измеряется радиовысотомером, показания ненадежны.
2. Относительная — от посадочной полосы или высшей точки горной местности, над которой летит самолет.
3. Абсолютная — от уровня моря. Измеряется барометрическим высотомером, основанном на измерении атмосферного давления.

Разные виды самолетов летают на разных высотах

Региональные пассажирские самолёты курсируют на уровне от 6000 до 10 000 метров. Дальнемагистральные лайнеры — от 10 000 до 13 000 метров.

Легкомоторные летают на уровне от нескольких сотен до 2000-3000 метров. Низкая высота дает им возможность маневрировать и избегать турбулентности.

Диапазон высот полета у грузовых самолетов примерно такой же, как у пассажирских. Однако, высота полета транспортников может быть немного ниже из-за большого веса груза. Оптимальная для них высота обычно колеблется в диапазоне 6000-7000 м.

Военные истребители способны достигать более 20 000 метров. Отдельные модели могут подниматься еще выше. В отличие от них, бомбардировщики летают на разных высотах, что зависит от типа целей и задач полета. У штурмовика СУ-25 предельный практический потолок 10 км. над землей.

Кто регулирует высоту полета

Высоты полета авиалайнера регулируются авиационными властями страны, производителями воздушных судов, диспетчерами и экипажем. Государственные органы, контролирующие гражданскую авиацию, устанавливают общие нормы и ограничения для всех воздушных судов. Производитель определяет технические параметры самолета, включая максимальную высоту его полета.

Средние показатели высоты

Гражданские самолеты большую часть полета находятся в крейсерском режиме. Это означает, что они движутся на постоянной высоте и с постоянной скоростью, что позволяет максимально эффективно расходовать топливо.

Для каждого вида и марки судна эти параметры индивидуальны, но очень близки между собой. Поэтому, если не придираться к тонкостям, то считается, что средняя высота полета средне- и дальнемагистральных самолетов 10 000–12 000 метров над землей, а средняя скорость 850–900 километров в час. Ниже или выше, быстрее или медленнее они не летают по соображениям безопасности и экономичности.

Во время полета диспетчеры управляют движением воздушных судов и устанавливают для них определенные высоты, учитывая множество различных факторов. Пилоты и бортинженеры обязаны следовать указаниям диспетчеров и следить за высотой полета, принимая во внимание текущие условия и состояние воздушного судна.

Участие диспетчеров

Связь с диспетчером у экипажа имеется не на всем протяжении полета, поэтому иногда решения об изменениях режимов полета командир принимает самостоятельно в зависимости от сложившихся обстоятельств и условий.

После возобновления связи с очередным диспетчером, командир воздушного судна немедленно сообщает ему об изменениях параметров полета, если они были.

Диспетчер, получив новые параметры полета, корректирует их в соответствии с нормативными документами, текущей воздушной обстановкой и задачами обеспечения безопасности.

Факторы, влияющие на высоту полета

Воздух

Плотность и состав атмосферы с увеличением высоты очень сильно меняются. Для возможности лететь, используя подъемную силу крыльев, требуется определенная минимальная плотность воздуха и скорость. На высоте 10 000 метров и температуре -50 °C плотность атмосферы приблизительно в 3,2 раза ниже, чем на уровне моря.

Для устойчивой работы двигателей требуется достаточное количество кислорода, без которого не будет происходить реакции окисления топлива (горение) с выделением энергии, преобразуя которую самолет и летит. Вес кислорода в 1 м³  воздуха на уровне моря и температуре 0 °C почти 300 грамм, а на высоте 10 000 метров и температуре -50 °C (как раз такая температура за бортом пассажирского авиалайнера) 86 грамм. Разница в 3,5 раза.

Погода

На больших высотах вероятность попасть в грозовую тучу и столкнуться с турбулентностью значительно ниже, чем в нижних слоях атмосферы. Ветер может ускорять или замедлять полет в зависимости от направления.

Препятствия с поверхности земли и на малых высотах

Вероятность столкновений с птицами, горными хребтами, легкомоторными самолетами и вертолетами сильно снижается с увеличением высоты.

Загруженность судна

После взлёта вес воздушного судна гораздо выше, чем перед посадкой. Доля веса топлива от общего взлётного веса пассажирского самолёта варьируется в зависимости от модели, дальности полёта и загрузки и обычно составляет от 25 % до 50 %.

Это много, поэтому и скорость, и высота к концу полета могут требовать корректировки, естественно, не превышая установленные границы.

Возможна смена высоты полета, но только с обязательного разрешения диспетчера, который, прежде чем его дать, проверит, не будут ли мешать новые параметры полета судна другим участникам воздушного движения на встречных, пересекающихся или даже параллельных курсах.

Доля веса топлива от общего взлетного веса для разных моделей авиалайнеров

Время

В случае аварийных ситуаций, чем выше борт находится, тем у пилотов больше времени на принятие решений. Также судно может дольше планировать, используя потенциальную энергию (которая прямо пропорциональна высоте: если высоту увеличить в 2 раза, энергия тоже увеличится в 2 раза при неизменной массе) и подъемную силу крыльев, и более качественно и точно зайти на посадку, если потребуется.

Эшелон

Параметры полёта всегда строго регламентированы и называются эшелоном. Они бывают вертикальные, боковые и продольные.

Вертикальный эшелон в авиации — это специальный уровень, который определяется при стандартных условиях давления и отделяется от других уровней определёнными интервалами и дистанциями. Это делается для того, чтобы избежать столкновений воздушных судов и предотвратить аварийные ситуации. Смена эшелонов допускается строго с разрешения диспетчерской службы движения.

Уплотнение эшелона — RVSM

С 1997 года для повышения пропускной способности воздушного пространства вертикальные эшелоны во всем мире стали уплотнять в связи с повышением загруженности воздушного пространства в некоторых регионах Земли.

Достаточно просто взглянуть на карту flightradar24.com, чтобы понять количество самолетов, одновременно находящихся в воздухе, и каждому из них, в целях безопасности, нужно обеспечить свой коридор полета.

Для этого стали вводить RVSM (reduced vertical separation minimum) — систему уплотнения вертикального эшелона полёта, которая сокращает интервалы между воздушными судами в верхнем воздушном пространстве без уменьшения безопасности полетов.

В России RVSM введена 17 ноября 2011 года и измеряется в футах. До этого использовалась метрическая система измерения высоты, унаследованная от СССР.

В соседнем Китае используется метрическая версия RVSM с 21 ноября 2007 года, но Гонконг, являясь частью Китая (с 1997 года в связи с окончанием срока «аренды» Великобританией), использует футовые измерения. Все эти нестыковки создают некоторые трудности при перелете из одного региона в другой с заменой единиц измерения.

В воздушном пространстве Земли с особо интенсивным движением в воздухе устанавливаются RVSM-зоны. Для пролета в них допускаются только сертифицированные воздушные суда (прошедшие проверку).

Для получения допуска в уплотненную зону полетов проверяются:

• точность показаний высотомеров, минимум двух систем, погрешность не должна превышать 90 м (300 футов);
• корректность работы автопилота, по поддержанию заданной высоты (ALT HOLD);
• другие параметры приборов и оборудования, позволяющих точно соблюдать высоту полета;
• спец подготовка экипажа.

Требования к допуску к RVSM могут немного различаться в зависимости от страны, регулирующих и контролирующих органов.

Проверку проводят авиационные власти страны эксплуатанта судна.

Не соответствующий правилам борт не допускается в уплотненную зону полетов.

Если погодные условия не позволяют соблюдать высоту с заданной точностью (отклонение не более 65 футов или 20 метров), экипаж сообщает об этом диспетчеру, который, в свою очередь, принимает дополнительные меры безопасности к данному воздушному судну на обозначенном участке полета.

В случае повреждения оборудования контроля высоты в процессе полета, после сообщения диспетчеру, в большинстве случаев борт выводится ниже нижней границы RVSM (8 839 метров) и продолжает полет к точке назначения, уже не имея допуск к полетам в уплотненном эшелоне.

Таким образом, современные параметры высоты полёта пассажирских самолётов — это результат многолетних инженерных изысканий и экономического анализа. Авиация продолжает развиваться. Её основной вектор остаётся неизменным: безопасность, доступность и эффективность.

Интересные факты

Инверсионный след или «химтрейлы»

Когда в двигателе лайнера на высоте 9–12 километров сгорает керосин или другое углеводородное топливо, то в результате образуется много водяного пара. Масса воды приблизительно равна массе сгоревшего топлива, даже чуть больше. Температура за бортом на высоте 10 000 метров около -50 °C.

Горячие выхлопные газы, попадая в очень холодную среду, резко остывают. Водяной пар из продуктов сгорания превращается в кристаллики льда. Эти кристаллы непрозрачны (водяной пар — это бесцветный газ) и со стороны выглядят как белый дым за лайнером.

Частный случай подобного явления может наблюдать каждый владелец автомобиля зимой в морозную погоду. После запуска двигателя эти самые кристаллики так же образуются. Уже при окружающей температуре -15 °C их отчетливо видно. При -50 °C их больше, белый дым за автомобилем гуще, и рассеиваться (испаряться кристаллики) будут дольше.

Некоторые люди, не понимая физику процесса, называют след за лайнером «химтрейлом». Есть много конспирологии вокруг этого явления. Выводы из этой информации делайте для себя сами. Приглашаю всех, кто считает иначе, поделиться своим мнением в комментариях.