Turbulencje. Czym one naprawdę są

Chmury, prądy termiczne lub zmiany prędkości wiatru mogą być przyczyną turbulencji. Prawdopodobnie każdy, kto leciał samolotem, przynajmniej raz w życiu ich doświadczył.

Nie ma czegoś takiego jak „powietrzne kieszenie”

Po pierwsze, raz na zawsze rozwieję powszechny mit. Nie ma takich rzeczy jak „kieszenie powietrza”. Nie mam pojęcia, skąd wzięło się to określenie, ale wymyślił je tylko ktoś, kto nigdy nie miał w szkole podstaw fizyki. Wróćmy do analogii z wodą. Powietrze zachowuje się bardzo podobnie do cieczy – wypełni każdą pustkę, do której może wpłynąć. W rezultacie nie może być czegoś takiego jak kieszeń powietrzna.

Zatem, co powoduje wstrząsy?

Większość turbulencji jest spowodowana przez wahania wiatru – jego prędkości i kierunku. Jest to powszechnie znane jako turbulencja czystego powietrza lub CAT (ang. Clear-Air Turbulence). Aby zrozumieć, dlaczego to powoduje turbulencje, potrzebujemy podstawowej lekcji fizyki.

Przepływ powietrza nad skrzydłem generuje siłę nośną. Gdy samolot przyspiesza w stronę końca pasa startowego, zwiększa się przepływ powietrza nad skrzydłem. Kiedy ten przepływ powietrza osiąga punkt krytyczny, skrzydła wytwarzają wystarczającą siłę nośną, aby umożliwić samolotowi oderwanie się od ziemi i rozpoczęcie wznoszenia się w powietrze.

Silniki zapewniają jedynie przyspieszenie, skrzydła wykonują właściwy lot. Jeśli powietrze przepływające nad skrzydłami będzie miało stałą prędkość, nie będzie żadnych wahań siły nośnej, tym samym płynniejszy będzie lot. Jednak, ponieważ atmosfera ciągle się zmienia, prędkości wiatru zawsze ulegają zmianie, w wyniku czego zawsze będą występować stałe wahania siły nośnej. Gdy nośność chwilowo się zwiększa, samolot nieznacznie się wznosi, a gdy się zmniejsza, samolot lekko się obniża. Wystarczy pomnożyć te zmiany siły nośnej kilka razy na sekundę, a otrzyma się to, co odczuwamy podczas lotu jako turbulencje. I to cała zasada powstawania tego powszechnego zjawiska – tak jak w przypadku bycia na łodzi, która obija się o kolejne fale.

Czy powinniśmy się bać?

Jednym słowem – nie. Zmiany prędkości powietrza są tak stare jak sam czas i jako takie są częścią każdego lotu. Podczas projektowania samolotu, przepływ powietrza wokół samolotu jest ważnym czynnikiem wpływającym na jego lot, dlatego skutki turbulencji są brane pod uwagę już od pierwszego projektu. Wygoda pasażerów to główne zainteresowanie projektantów – do tego stopnia, że współczesne samoloty są tak konstruowane, aby zmniejszać skutki turbulencji.

Boeing B787 Dreamliner posiada system tłumienia podmuchów powietrza. Korzystając z różnych czujników, samolot jest w stanie wykryć chwilowe zmiany wiatru wokół niego. Komputery pokładowe następnie wykorzystują te informacje, aby określić, w jaki sposób zmiana wiatru wpłynie na siłę nośną samolotu. Następnie wysyłają sygnały do systemu sterowania lotem, które tworzą równy i przeciwny sygnał wejściowy, aby przeciwdziałać utracie lub wzmocnieniu siły nośnej. Wszystko odbywa się w ułamku sekundy, tak szybko, że ani pasażer, ani pilot nie są tego świadomi.

Zdarza się, że przez okno pasażerowie widzą chybotanie skrzydeł. Jest to całkowicie normalne zdarzenie. Widzieliście kiedyś elastyczne pomosty na morzu? Zasada jest dokładnie taka sama. Skrzydła samolotów wyginają się i zginają. Dzieje się to, aby lot odbywał się płynniej.

Co robią piloci?

Wbrew powszechnemu przekonaniu piloci nie trzymają sterów przez cały lot. Ponieważ turbulencje są częścią prawie każdego lotu, piloci są do nich dobrze przyzwyczajeni i bardzo dobrze zorientowani w tym, jak sprawić, by lot, który wpadnie w przestrzeni turbulencji, był tak płynny, jak to tylko możliwe. Największym zmartwieniem pilotów jest, szczerze mówiąc, aby nie rozlać herbaty na spodnie.

Podczas każdego rejsu autopilot wykonuje całą pracę polegającą na utrzymywaniu skrzydeł w poziomie i podążaniu za kontrolowanym przez pilota torem lotu. Daje mu to możliwość bacznego obserwowania wszystkich innych systemów, np. prędkości lotu – prędkości, z jaką powietrze porusza się nad skrzydłami. Ponieważ może się zdarzyć, że warunki nieco się zmieniają, prędkość lotu nieznacznie się zmienia, w wyniku czego wysokość może się również nieznacznie różnić. Jednak zmiany te zwykle wynoszą zaledwie od czterech do 5 mil na godzinę. Wysokość zmienia się od 10 stóp do 20 stóp. Te liczby są tak małe, że są ledwo zauważalne. Jest to całkowicie normalna sytuacja.

Kiedy warunki powietrzne stają się coraz bardziej nierówne, pierwszą rzeczą, którą często robimy, np. jadąc samochodem jest zmniejszanie prędkości. Podobnie jak w przypadku jazdy samochodem po wyboistej drodze, zwalnianie pozwala lepiej jeździć po wybojach i zapewniać większy komfort pasażerom. Najczęściej jest to rozwiązanie napotkanych problemów. Jeśli sytuacja wkrótce się nie uspokoi, zmiana wysokości lotu może być opcją. Aby tego dokonać, piloci muszą porozumieć się z lokalną wieżą kontroli ruchu lotniczego, aby dowiedzieć się, czy inne statki powietrzne nie przelatują na wysokości, na którą piloci chcieliby się wznieść. Jednak dość często zdarza się tak, że jeśli na jednej wysokości przelotowej występują turbulencje, to na innych na 90 proc. także, więc zmiana może nie przynieść żadnych pożądanych korzyści.

Czy piloci wiedzą, że „to” nadchodzi?

Czasem tak, czasem nie. Turbulencja, jak każda pogoda, nie jest nauką ścisłą. Obszary turbulencji są prognozowane i informacje te są przekazywane pilotom podczas ich odprawy przed lotem. Jednak nie zawsze otrzymane dane są w 100 proc. dokładne. Bardziej użytecznym sposobem przewidywania turbulencji jest wykorzystanie umiejętności, wiedzy i doświadczenia pilota podczas rejsu. Dobra załoga wykorzysta połączone siły, aby rozpoznać oznaki potencjalnie zbilżających się turbulencji i odpowiednio zadziała. Pewne formacje chmur i silne wiatry nad górzystym terenem są dobrymi oznakami, że może być to „wyboista” przestrzeń powietrzna. Raporty składane przez radio przez innych pilotów są również dobrymi wskaźnikami obszarów o bujającej pogodzie.

Jeśli lecieliście samolotem, na pewno byliście świadkiem sytuacji, w której pojawia się sygnalizacja zapięcia pasów bezpieczeństwa. Potem okazuje się, że żadnych turbulencji nie było. Napotkana sytuacja oznacza, że piloci wykorzystują swoje umiejętności, wiedzę i doświadczenie, aby zapewnić pasażerom bezpieczeństwo. Najczęściej jest to tylko środek ostrożności, ale pojawia się on, aby zapewnić nam bezpieczeństwo i komfort. Więc, jeśli wyświetla się ten znak, wróćmy na swoje miejsce i zapnijmy pasy.

Co zrobić, aby sobie z nimi poradzić?

Największym czynnikiem lęku przed lataniem jest brak kontroli. Siedzi się godzinami w obcym, zamkniętym środowisku, obdarzając zaufaniem kilka osób, których nigdy nie zobaczymy. Jest kilka rzeczy, które można zrobić, aby poradzić sobie z lękiem związanym z turbulencją. Najpierw, jeśli się boimy, możemy porozmawiać z personelem pokładowym. Są to osoby przyzwyczajone do opieki nad ludźmi, którzy martwią się lotem, więc nawet przyjazne spojrzenie lub „cześć” z ich strony, gdy samolotem zaczyna trząść, pomoże się uspokoić.

Po drugie, można poprosić o rozmowę z pilotami przed lotem. W zależności od linii lotniczych wizyty w kokpicie są nadal dozwolone na ziemi. Jeśli piloci nie są zbyt zajęci, większość pilotów chętnie zaprosi Cię do ich „biura”, aby wyjaśnić zasady lotu samolotu. Można także spróbować wybrać miejsce nad skrzydłami. Jak wspomniałem wcześniej, wszystkie samoloty są zaprojektowane tak, aby pokonywać nierówności.

Oznacza to, że teoretycznie przód i tył samolotu są często bardziej narażone na trzęsienie się niż siedząc nad skrzydłami. Na koniec wyobraźmy sobie, że samolot to samochód na drodze. Czasami jesteśmy na autostradzie. Jedzie się wtedy ładnie i gładko. Czasami przejeżdżamy przez wiejską drogę, która jest dziurawa. Jeśli prowadzi się samochód zgodnie z warunkami, zachowanie przez nas bezpieczeństwo nigdy nie będzie podane w wątpliwość. Dokładnie tak sama sytuacja jest w powietrzu.