Vzdušné víry (turbulence) za letadlem

Vzdušné víry za letadlem jsou jako dvojsečná zbraň. Udržují letadlo ve vzduchu, ale jsou nebezpečím pro stroje letící za ním.

Vzduch za letícím letadlem vytváří brázdu vzdušných turbulencí, které mohou narušit stabilitu dalšího stroje.

Vědci zkoumají vzdušné víry, aby zjistili, jaký vliv mají letadla na vzduch, kterým prolétávají. Hledají také možnosti, jak zabránit leteckým nehodám.

V první minutě letu 587 společnosti American Airlines po startu z newyorského letiště zaznamenává černá skříňka hlas kapitána Edwarda Statese: "Že by malá turbulence?" Odpovídá mu druhý pilot Sten Molin: "Nejspíš." Kapitán stáčí letadlo doleva. O tři sekundy později ve výšce 732 metry otřásá Airbusem A300 druhá turbulence. Ozývají se tři duté rány. Druhý pilot žádá o maximální výkon a stáčí vodorovná kormidla na obou stranách. Kapitán křičí: "Drž ho!" Okamžik poté je slyšet velká rána. Vyšetřovatelé této letecké nehody se domnívají, že v tomto okamžiku se od trupu odtrhlo celé kormidlo. Letadlo v tom okamžiku letělo rychlostí 240 uzlů (400 km/hod).

O několik sekund později signalizují kontrolky na ovládacím panelu, že vysadily motory. Zároveň se spouští automatický systém, který má v nouzových případech letadlo stabilizovat. Ze záznamu v jedné z černých skříněk je slyšet hlas druhého pilota: "Co se to proboha děje? Do čeho jsme se to dostali?" Poslední kapitánova slova byla: "Zvedni se! No tak se zvedni!" Do pádu na newyorskou čtvrť zbývaly dvě sekundy.

K tomuto leteckému neštěstí došlo 12. listopadu 2001, pouhé dva měsíce po útoku na Světové obchodní centrum. Zahynulo při něm všech devět členů posádky a 251 cestující, kteří letěli do Dominikánské republiky. Nebyl to další útok teroristů, ale letecké neštěstí způsobené turbulencemi, které vznikají při startu letadla. Airbus narazil do vzdušných vírů vyvolaných Boeingem 747 společnosti Japan Airlines, který startoval těsně před ním.

Vzdušné turbulence za velkými letadly

Když v roce 1970 začala létat velká jumba, došlo k několika nehodám. Aby se tento typ leteckých havárií v budoucnu neopakoval, stanovily letecké úřady minimální časový odstup při startu letadel podle jejich hmotnosti.

Nový Airbus A380 je ještě větší a těžší než jeho konkurent Boeing 747. A protože platí, čím je letadlo větší, tím prudší turbulence způsobuje, prodlouží se i doba nutná před startem dalšího letadla.

Piloti letadla, které se zřítilo poblíž Kennedyho letiště, nedodrželi při startu předepsaný odstup dvou minut mezi startem dvou těžkých strojů. Údajně stačilo počkat patnáct vteřin a k neštěstí nemuselo dojít.

Při nalétávání na přistání a během startu představují turbulence obrovské nebezpečí. Při startu je riziko ještě větší, protože všechny vztlakové klapky jsou vysunuté.

Evropské výzkumy vzdušných vírů.

Po útocích z 11. září omezily USA letecký výzkum. Prioritu dostala ochrana proti případným dalším teroristickým útokům. V Evropě je situace lepší. Společnost Airbus a národní úřady pro leteckou dopravu vynakládají obrovské prostředky na zdokonalování řízení leteckého provozu.

V Evropě probíhá projekt C-Wake (z anglického Wake Turbulences, turbulence v úplavu). Jeho cílem je vyvinout systém, který by včas odhalil vzdušné víry pomocí laserových paprsků. Takovým přístrojem by v budoucnu měla být vybavena všechna letadla. Koordinátor projektu Klaus Hünecke dokonce tvrdí, že díky těmto přístrojům letiště nebudou muset stavět další dráhy, aby omezila nebezpečí, které představují turbulence v brázdě za startujícím letadlem.

Způsoby zkoumání vzdušné turbulence

Vědci se snaží pochopit fyzikální podstatu proudění vzduchu ve vírech. Problémem je, že vzdušné víry nejsou vidět. Aby je mohli zkoumat. musejí do vzduchu přidávat částečky barvy nebo kouř. Přitom turbulence přímo i nepřímo ovlivňují mnoho lidských činností. Určují například zvuk flétny nebo se projevují jako atmosférické poruchy. Mají dokonce vliv na ústřední topení.

Vzdušné víry se většinou zkoumají ve větrných tunelech. V poslední době se začínají používat vodní tunely, protože tento jev je ve vodě lépe vidět. Podle odborníků z Laboratoře pro výzkum mechaniky proudění ve francouzském Lyonu stačí do tekoucí vody vložit sebemenší překážku a harmonický tok se naruší. Vznikne chaos, který nelze vyjádřit žádnými matematickými rovnicemi. Každý další faktor způsobuje změnu všech faktorů ostatních.

Odborníci z italského Národního ústavu lodního stavitelství (INSEAN) testují makety letadel ve svém vodním tunelu. Makety v něm prorážejí světelnou bariéru tvořenou laserovými paprsky. Díky zelenému světlu mohou dvě vysoce účinné pohyblivé kamery zaznamenat veškerý pohyb vody a vznik vertikálních vírů za letadlem až do hloubky 6,5 metru.

Užitečné turbulence

Pro letecké konstruktéry představují turbulence tvrdý oříšek. Některé jsou užitečné, jiné mohou být velmi nebezpečné. Laurent Jacquin z oddělení aerodynamiky francouzského Národního úřadu pro letecký výzkum ONERA vysvětluje, že bez vzdušných vírů v brázdě za letadlem by letadla vůbec nemohla létat. Tyto vzdušné víry vznikají působením vznosných a vztlakových sil. Křídla letadla pronikají vzduchem a způsobují proudění vzduchu. Po horní straně křídla se vzduch pohybuje rychleji, čímž nad křídlem vzniká podtlak.

Jako každý plyn i vzduch se přesouvá z oblasti vysokého tlaku tam, kde je tlak nižší. Tím vzniká proudění ve tvaru spirály a za letadlem se vytvářejí dva velmi silné vzdušné víry, které se otáčejí každý v opačném směru. Zachycují vzduch rozrážený letadlem a uvádějí ho do pohybu.

Potřebný vztlak vzniká dostatečně rychlým vodorovným pohybem letadla. Ten zajišťují motory, v nichž se spaluje velké množství kerosenu. Vzdušné víry kolem letadla však působí i na směs vzduchu a paliva ve spalovací komoře. Při vývoji nových leteckých motorů proto technici zkoumají jak užitečné turbulence, které zvyšují účinnost motorů, tak i ty škodlivé, které jejich výkon snižují, zpomalují letadlo a ohrožují jeho spolehlivost.

Další články

Šíření zvuku ve vodě - Princip šíření zvuku ve vodě.
Tunel pod masivem Svatého Gottharda
Barvy kolem nás.
Historická letadla Jeana-Baptisty Salise
Thrust, vozidlo které překročilo rychlost zvuku
Nejmenší Airbus na světě je dílem francouzských modelářů.
Umělecké skříňky, dózy, tabatěrky.
Uzel je nejen praktickou záležitostí, ale i z pohledu vědy také nesmírně zajímavým jevem.
Útvar zvaný spirála je přírodou i lidskou technikou hojně využíván.
Voda

Informační stránky Yin.cz Jak Google využívá data, když používáte weby nebo aplikace našich partnerů