Как взлетает самолёт: этапы, скорость и разбег

Этапы взлёта по порядку

Передвиньте ползунок перемотки в калькуляторе взлёта под этим списком: на каждом этапе табло покажет скорость, высоту и угол носа, а под ним появится короткая подпись.

1. Выход на полосу. Самолёт выруливает на начало полосы и разворачивается вдоль неё. Получено разрешение диспетчера на взлёт.
2. Режим двигателей. Пилоты переводят рычаги управления двигателями (РУД) на взлётный режим. Двигатели выходят на режим, и самолёт трогается.
3. Разбег. Самолёт разгоняется по полосе. Сначала он едет как обычная машина, но с ростом скорости обтекание крыла создаёт всё большую подъёмную силу и нагрузка на колёса уменьшается.
4. V1 — скорость принятия решения. Это последний момент, когда взлёт ещё можно прервать. Дальше самолёт взлетает при любом отказе двигателя.
5. VR — скорость начала подъёма носа. Лётчик плавно берёт штурвал на себя, передние колёса отрываются от полосы.
6. Отрыв. Самолёт набирает подъёмную силу, равную весу, и главные колёса отрываются от земли.
7. V2 на высоте 35 футов (около 11 м) — безопасная скорость после отрыва: с ней самолёт набирает высоту, даже если один из двигателей отказал.
8. Уборка шасси. Когда набор уверенный, лётчики убирают шасси. Это слышно как глухой стук и гул в полу.
9. Высота 1 000–1 500 футов (300–450 м). Тягу двигателей снижают с взлётной до режима набора, а самолёт переходит в разгон.
10. Уборка механизации. Закрылки и предкрылки на крыле убирают ступенями, по мере роста скорости. После этого самолёт набирает высоту в чистой конфигурации.

На какой скорости самолёт отрывается от земли

Единой цифры нет: скорость отрыва зависит от типа самолёта, массы, закрылков, температуры и высоты аэродрома. Для A320 типичные значения таковы: V1 около 125–150 узлов, VR около 130–155 узлов, V2 около 135–160 узлов. Для пассажира отрыв происходит примерно на 140–150 узлах, то есть около 260–280 км/ч (1 узел — 1,852 км/ч).

Чем тяжелее загружен самолёт, тем выше скорость, на которой крыло способно его поднять. Поэтому одна и та же машина полупустой взлетает медленнее, а полностью заправленная и загруженная — быстрее. Тяжёлые пассажирские самолёты отрываются на скоростях, приближающихся к 300 км/ч.

В калькуляторе взлёта выше уменьшите массу ползунком и посмотрите: цифры V1, VR и V2 на табло сместятся вниз, а разбег станет короче. Расчёт упрощённый и служит для наглядности.

Длина разбега и от чего она зависит

A320 при массе около 74 тонн для взлёта требует около 2,2 километра полосы. Это взлётная дистанция в стандартных условиях, а не обязательная длина любой полосы: реальное значение для каждого рейса пилоты считают заново.

Длина разбега растёт, когда выше масса самолёта, жарче воздух и выше расположен аэродром: тёплый и разреженный воздух даёт крылу и двигателям меньше силы. Разбег увеличивают мокрая полоса и слякоть на ней, а встречный ветер сокращает. Взлётную массу при этом ограничивают длина полосы, высота аэродрома и температура.

Поэтому в жаркий день на коротком или высокогорном аэродроме самолёт может взлетать с меньшей загрузкой, чем в прохладную погоду. В калькуляторе взлёта сдвиньте ползунки массы и температуры вверх: если разбег перестанет помещаться, табло покажет, что полосы не хватит.

Почему самолёт взлетает против ветра

Подъёмную силу создаёт скорость воздуха относительно крыла, а не скорость относительно земли. Встречный ветер уже обдувает крыло, поэтому нужная скорость набирается при меньшей скорости относительно полосы. Самолёту нужно проехать меньше, и разбег становится короче.

Попутный ветер действует наоборот: самолёту приходится разгоняться до той же скорости относительно воздуха, а с землёй он при этом едет быстрее, и разбег удлиняется. Поэтому самолёты стараются взлетать и садиться против ветра, насколько позволяют полосы и правила аэропорта.

Проверьте в калькуляторе взлёта: передвиньте ползунок встречного ветра от нуля до 20 узлов и посмотрите, как сжимается пройденная по полосе дистанция. Количественная зависимость в модели упрощена.

V1: точка решения и прерванный взлёт

V1 — скорость, до которой при отказе двигателя или другой серьёзной проблеме экипаж может остановить самолёт на оставшейся полосе, а после которой он может безопасно продолжить взлёт на одном двигателе и набрать нужную высоту над полосой. До V1 при серьёзной проблеме экипаж прекращает взлёт; после V1 — взлетает и решает проблему уже в воздухе.

Прерывают взлёт редко: примерно один раз на две тысячи взлётов. Девять из десяти прерванных взлётов происходят на скорости ниже 100 узлов, то есть примерно 185 км/ч, где остановка наиболее проста.

Если вы почувствовали резкое торможение на разбеге, это может быть именно такой случай: экипаж обучают действовать по чётким правилам, и на безопасность пассажиров это не влияет.

Набор высоты: темп, «провал» и смена гула

A320 в начальном наборе до 5 000 футов (около 1 500 м) идёт на приборной скорости около 175 узлов и набирает порядка 2 500 футов в минуту, то есть около 12–13 м/с. Выше темп снижается: до эшелона FL150 (4 500 м) около 2 000 футов в минуту.

На высоте около 1 000–1 500 футов экипаж снижает режим двигателей с взлётного до режима набора. Тяга падает, гул двигателей стихает, а нос самолёта ненадолго опускается, чтобы начать разгон перед уборкой закрылков. Пассажиры иногда принимают это за «проваливание» или за признак поломки. Самолёт при этом продолжает подниматься.

Высоту, на которой снижают тягу, и порядок уборки механизации выбирает авиакомпания и аэропорт — в том числе чтобы уменьшить шум над городом. Международные процедуры допускают два варианта: в одном шум снижают вблизи полосы, в другом — на удалении, поэтому на разных аэродромах взлёт звучит по-разному.

В калькуляторе взлёта перемотайте шкалу на этап «1 000–1 500 фт»: на табло виден переход от набора к разгону, а затем к уборке закрылков.

Что слышит и чувствует пассажир

Почти все звуки и ощущения взлёта связаны с очередным этапом.

• Рёв перед стартом: двигатели выходят на взлётный режим, пока самолёт ещё ненадолго удерживается на тормозах или только трогается.
• Вдавливает в кресло: самолёт ускоряется на разбеге. Чем легче загружена машина и короче полоса, тем ощутимее ускорение.
• Стук и лёгкая вибрация на разбеге: колёса катятся по стыкам и неровностям полосы. Они пропадают, когда самолёт отрывается от земли.
• Нос поднимается: лётчик начал вращение на скорости VR. В салоне это ощущается как наклон назад.
• Глухой удар и гул под полом после отрыва: убираются шасси и закрываются створки отсеков.
• Гул двигателей стихает, а нос на мгновение опускается: на высоте около 1 000–1 500 футов экипаж снижает режим двигателей с взлётного до режима набора.
• Щелчки и жужжание в крыле: убираются закрылки и предкрылки, самолёт разгоняется.
• Закладывает уши: давление в салоне меняется при подъёме. Что помогает, описано в статье о том, почему закладывает уши в самолёте.
• Просят поднять шторки и приглушают свет: так глаза привыкают к освещению снаружи, и при необходимости эвакуации обстановка за бортом видна сразу. Это общепринятая практика перевозчиков.