U - Z
UTC, Coordinated Universal Time ( Egyezményes koordinált világidő ):
Hivatkozási időzóna, amelyhez a Föld többi időzónáját viszonyítjuk. Az UTC a greenwichi középidőt (GMT) váltotta 1961-ben. Az egyezményes koordinált világidő a nagy pontossággal, a világ 50 különböző laborjában egyenletesen mért nemzetközi atomidőből (International Atomic Time, TAI) származik.Tudományos értelemben az UTC nem tekinthető időskálának, mivel a szökőmásodpercek miatt nem egyenletesen telik, rendszertelen időpontokban bekövetkező „ugrásokat” tartalmaz.
A Föld időzónáit az UTC-hez viszonyítva állapítják meg és mivel a greenwichi középidőt váltotta, az az időzóna maradt a viszonyítási pont. Az attól keletre eső időzónák pozitív, míg a nyugatra találhatók negatív értékű órával térnek el (vannak nem egész órával eltérő időzónák is). Ahogy a Föld forgása lassul, gyakrabban lesz szükség szökőmásodperc beiktatására. UTC időt használnak a repülésben is. Az időjárás-jelentések, a repülési tervek, a légi irányítók utasításai mind UTC-t használnak, hogy el lehessen kerülni az időpontokra vonatkozó félreértéseket. Az időzónák ideje az UTC-től többnyire egész órával különbözik, de vannak fél- és negyedórás eltérésű időzónák is. Mivel a NATO által használt fonetikus ábécében, a Z-t Zulu-nak, Zulu time-nak mondják, ezért az UTC időt is így nevezik. Ennek egyszerűen az az oka, hogy a félreértéseket elkerüljék. Ez különösen igaz a repülésben, ahol Zulu az univerzális szabvány,biztosítva a világ összes pilótája számára, elhelyezkedésre való tekintet nélkül, elkerülve zavart, az időzónák közötti repülések során.
Vapor trail ( Kondenzcsík ):
Szinte minden derűs nappal láthatunk kondenzcsíkokat az égen, amelyeket a magasan elsuhanó repülők hoznak létre. S olykor, amikor kicsit elmerengünk, és meg szeretnénk érteni a körülöttünk levő világ egyes apró részleteit, talán az is felmerül bennünk, hogyan jöhetnek létre a repülők "légi lábnyomai".
A repülőgép - legyen szó vadász vagy utasszállító gépről - akkor hagynak maguk után kondenzcsíkokat, ha megfelelően párás légrétegen haladnak át. Viszont ha nincs elég pára, akkor vagy nem, vagy csak igen rövidke csík jön létre.
Azáltal keletkezik, hogy a hajtóművek üzemanyagot égetnek el, aminek következtében különféle égéstermékek – oxidok, kén, nitrogén, szén-dioxid, víz és koromszemcsék – kerülnek a levegőbe. Amennyiben jelen van kellő mennyiségű víz a repülési magasságban, akkor ezekre a mikroméretű szemcsékre víz csapódik. Vagyis olyasmi történik, mint normál felhőképződéskor, vagy mint hűvös reggelen a fűszálakkal, amikre a levegő páratartalma csapódik ki harmat vagy dér formájában. Előfordulhat, hogy a repülőgépről kis örvények szakadnak le, amik aztán továbbterjednek a gép mögötti területen; ettől láthatók sokszor csomók vagy csavarodások a kondenzcsíkban.
A kondenzcsík alakjából a szél- és egyéb légköri viszonyokra lehet következtetni, jól megfigyelhető például az is, hogy ha a magasban nedves levegő áramlik fölénk, akkor a csíkok hosszúak és sokáig megmaradnak. Ha viszont száraz a levegő fent, akkor a csíkot alkotó parányi vízcseppek-jégkristályok gyorsan visszaalakulnak vízgőzzé, vagyis hamar elpárolognak. Azonban a repülőgépeknél nem csak kondenzcsík, hanem a szárnyakon is kialakulnak páraszemcsék-jégkristályok, melyet a felhajtóerő által létrehozott légnyomáskülönbség okoz. A szárnyakról leváló légtömeg párafolyamként jelenik meg, és megfelelő fényviszonyok esetén káprázatos színeket is ölthet. A színes kondenzcsíkok esetében a Nap fénye bomlik színeire a mikroszkopikus páraszemcséken létrejövő fényelhajlás miatt. Ez a jelenség a Hold vagy a Nap körül is megfigyelhető, ha megfelelően darabos a felhőzet.
Ha tehát valaki szán rá egy kis időt, hogy megfigyelje: egy elhaladó repülő vékonyka csíkja miként terjed szét, a saját szemével győződhet meg róla, hogy gyakori és természetes folyamatot lát. Az, hogy mennyire láthatóak a kondenzcsíkok, milyen sokáig maradnak fenn és mennyire terjednek szét, attól függ, hogy az adott légréteg páratartalma, hőmérsékleti- és szélviszonyai mit tesznek lehetővé. Sok esetben egészen rövidke csíkot látunk – például egy hidegfront átvonulta utáni száraz levegőben. Melegfront előtti nedves légtömegekben azonban nagyon sokáig, olykor órákig is fennmaradnak a csíkok, kiszélesednek, a magaslati szelek megcsavarják, és feldarabolják őket.
Variométer ( rate of climb and descent Indicator- RCDI, vertical speed indicator-VSI, vertical velocity indicator-VVI ) :
A repülés igen fontos paramétere a függőleges sebesség, vagyis a vario. Emelkedés közben a hajtóművek teljesítményének csak egy részét fordítják a vízszintes sebesség fenntartására, a fennmaradó teljesítményhányadot a repülőgép emelésére fordítódik. A függőleges sebesség nagyságának tehát elsősorban a hajtóművek teljesítménye szab határt. A függőleges sebességet a variométerek mérik. Használatával a pilóta meg tudja állapítani az emelkedés illetve a süllyedés megfelelő sebességét, illetve műszeres repülés esetén az optimális repülési szöget. A barometrikus "szelencés " varióméteres műszereket a mai napig alkalmazzák a korszerű repülőgépeken is, de már csak mint segédműszer van jelen, az esetleges elektromos meghibásodás esetére. Kalibrálásuk, rendszerint "knot"-ban ( jelentése: "csomó", egy nemzetközi csomó alatt egy tengeri mérföld óránkénti sebességet értjük, ez pontosan 1,852 km/h ), "feet/minute" -ben ( láb/másodperc, 101.333 ft/min = 1kn ), vagy méter/másodperc-ben, és ez változhat a repülőgép típusa és üzemeltetője szerint. A korszerű repülőgépeken a "Glass cocpit" ( jellemzően nagy LCD - képernyők, nem pedig a hagyományos stílusú analóg számlapok és mérőműszerek ), más néven "üveg pilótafülkét" alkalmazzák, például: Boeing 737 Classic-tól felfelé, 767-200/300, A380 és így tovább ). Ezeken a gépeken az elektronikus műszerek, GPS alapú kijelzéseket adnak, a barometrikus műszer csak mint segéd műszer van jelen, az esetleges elektromos meghibásodás esetére.
VAT (target threshold speed)(végső megközelítési sebesség)
Ez egy átlagos számított (kedvező szélviszonyok, gyenge turbulencia és a fékszárnyak helyzete fv.ben) sebesség, amellyel a pilóta a kifutópálya küszöbét keresztezi a leszálláskor.
Kifutópálya pálya küszöb
Viszonylag kedvező körülmények esetén, általában ezt a sebességet a repülőgépek, 30 láb (10 m) műszer szerinti magasságon , stabil megközelítés után, legalább 3 ° -os siklópálya szög esetén, a leszálló pálya küszöbe felett érik el. Létezik Vat 0 küszöb sebesség amikor minden hajtómű működik, Vat 1 amikor egyik hajtómű nem működik és Vat MAX a maximális küszöb sebesség (e felett már megnő a kockázata a kifutási úthossz veszélyes meghosszabbodásának).
A (Vat ) küszöbnél elért sebesség az átesési sebesség ( VS0 ) 1.3-szorosa, vagy a maximálisan megengedett leszálló tömeg esetén az átesési sebesség ( VS1g ) 1.23-szorosa.
Ezen sebesség érték alapján öt kategóriába sorolják a repülőgépeket, a megközelítés és a leszállás folyamán. Ennek azért van jelentősége, mert a gyorsabb repülőgépekre megközelítésnél más minimumok érvényesek, és esetenként más útvonalakat kell kövessenek.
Repülőgép kategóriák műszeres megközelítésre (sebesség "knots"-ban)
V1 speed ( V1 sebesség ):
Felszálláskor a változó sebesség miatt először az orrfutó kormányzásával (lábpedállal vagy külön karral) kormányozható a gép, majd egyre inkább hatásossá válik az oldalkormány is. Az elhatározási sebesség (V1) alatt még megszakítható a felszállás bármilyen probléma esetén, tehát a V1 sebesség azt a határt jelzi, amely alatt a gép még biztosan a betonon marad, azonban a V1 érték fölött már fel kell szállni. A megszakított felszállás (RTO = RejectedTake-off) erőteljes fékezést jelent. Nagyobb gépeken azonnal sugárféket kapcsolnak. A spoilerek (speed-brake) AUTO-ARM állásban vannak felszállás előtt, és ilyenkor a gázkarok lerántásakor automatikusan kinyílnak a terelőlapok, ezzel leválasztva az éltető felhajtóerőt létrehozó rendezett áramlást és nagy ellenállásukkal még a gépet is fékezik.
Visual Docking Guidance System (VDGS), vizuális, repülőgép dokkoló rendszer:
A repülőgépünk földet érését követően, már alig várjuk, hogy a kiléphessünk gépünkből, azonban még korai az „örömünk”, mert a gépünk, illetve a pilóták számára ekkor következik egy lényeges eljárás sorozat, nevezetesen a repülőgépünk állóhelyre történő vezetése, mely egyrészt a guruló utakon történő mozgásból, másrészt a repülőgépnek a teleszkópos utas folyosóhoz ( jetways ) való vezetéséből áll. Az utóbbi feladatot szolgálja a repülőgép dokkoló rendszere (Visual Docking Guidance System) (VDGS). Természetesen számos rendszer működik a világ repülőterein, úgy mint AGNIS VDGS ( Azimuth Guidance for Nose-In Stand )talán ez a rendszer a legnépszerűbb, továbbá a A-VDGS ( Advanced Visual Docking Guidance Systems ) mely rendszerhez tartozik a szintén népszerű Safegate rendszer.
A rendszerek segítik a pilótákat, hogy vizuálisan tudják megközelíteni az állóhelyet, minden akadálytól távol, és az utas folyosóhoz viszonyítva a legoptimálisabb helyzetbe. Ennek érdekében a repülőtér épületének homlokfalán van elhelyezve egy kijelző panel, melynek a működése lézerpásztázó technikán alapul, és nyomon követi a repülőgép hossz- és keresztirányú pozícióját. Példaként az alábbi képen a Zürichi repülőtér dokkoló panelje látható.
A rendszer automatikusan felismeri a beérkező repülőgép típusát, így biztosított az, hogy az eltérő hosszúságú, nagyságú repülőgépek bejárati ajtói mindig azonos helyre, az utas folyosóhoz viszonyítva a legmegfelelőbb távolságba kerüljenek. Természetesen mint minden, ez a rendszer is meghibásodhat, ilyenkor az „Előtér Ügyeletes” ( Marshaller ) feladata a repülőgépünket a megfelelő pozícióba irányítani.
Hogyan is működik a dokkoló rendszer:
A repülőtér terminál oldalfalára felszerelt jelző panel a repülőgép állóhelye előtt, és a repülőtér betonjára festett iránysáv repülőgép-típusonkénti eltolásban
- A felső szektor ( B747 ) mutatja a repülőgép típusát ( lásd a fenti ábrán ), távolságot megállásig ( utolsó 20m ), végső információkat ( például, Stop, Wait, OK, Slow 7,0m ha például repülőgépünk túl gyorsan közelíti az állóhelyet, Too far és így tovább ).
- A repülőgép irányszög tartását mutatják a piros és sárga villogó nyilak ( jobb-bal oldal ). Ha a piros nyilak villognak, ez azt jelenti, hogy repülőgépünk nincs jó irányon ( Sárga színű középvonalon ), a sárga nyilak villognak ha repülőgépünk 0.5m belül követi a sárga középvonalat. Ha bármelyik színű nyíl nem jelenik meg, akkor repülőgépünk helyes irányon van. Amikor a repülőgépünk elérte az állóhelyet, megjelenik a panelen a STOP és az irányszög soron két piros négyzet, mely azt jelenti, hogy megérkeztünk.
After the aircraft landed in, looking forward to arrive, but it is too early for "joy" because of the our aircraft and the pilots will follow an essential procedural series, namely leadership of the airplane to the parking position, which is a part of the taxiing, on the other hand it is the management of aircraft to the telescopic passenger corridor (jetways). The latter task is to serve the aircraft docking system (Visual Docking Guidance System) (VDGS). Of course, many of the world's airports are operating this system, such as Agnis VDGS (Azimuth Guidance for Nose-In Stand) is perhaps the most popular of the system, as well as in-VDGS (Advanced Visual Docking Guidance Systems) system, which includes the equally popular, named Safegate. A stand guidance system is a system which gives information to a pilot attempting to park an aircraft at an airport stand, usually via visual methods, leading to the term Visual Docking Guidance System (VDGS). This allows them to remain clear of obstructions and ensures that jetways can reach the aircraft.
As an example, the Zurich airport docking panel is shown on below:
The system automatically detects incoming aircraft type, which ensures that the different length, the size of aircraft exterior doors will always be the same distance as the best place in relation to the passenger corridor. If the system fails, the aircraft must be positioned by a Marshaller.
How does the docking system work:
The system is based on a laser scanning technique which tracks the lateral and longitudinal position of the aircraft. The system will recognise the incoming aircraft and check it against the one selected by the operator. The system is operated on a Automatic Mode. Azimuth guidance, continuous closing rate information, aircraft type etc. are shown on a single display visible for pilot and co-pilot. Display and Laser Scanning Unit are mounted on the terminal in front of the aircraft stand.
Visual Glide Slope Indicator ( Optikai siklópálya jelző )
Az optikai vagy vizuális siklópálya megközelítést segítő rendszer, egy a leszálló pálya mellé telepített olyan fényberendezés, mely segíti a pilótákat a repülőtérre történő leszálláskor a siklópálya tartását. A siklópálya fogalmával már foglalkoztam az anyagomban, most nézzük ennek a vizuális kiegészítőjét. A lényeg, hogy a repülőgép pilótája, a leszálló pálya végső megközelítése során, vizuálisan is meggyőződhessen arról, hogy vajón túl magasan vagy túl alacsonyan közelíti meg a leszállópályát az optimális siklópálya szöghöz képest, különösen gyenge látási viszonyok mellett, vagy éjszaka. Ezek a fények jól láthatók nappal akár 8 km ( 5 mi ), éjszaka pedig akár 32 km ( 20 mi ) távolságból.
Az ábrán egy repülőtér megközelítési fényei közül a siklópálya jelző ( Precision Approach Path Indicator ), leszálló pálya melletti elhelyezése látható
Számos fajtája létezik a siklópálya jelző rendszernek, a polgári repülésben, ezek a következők:
-Visual Approach Slope Indicator (VASI)
-Precision Approach Path Indicator (PAPI)
-Pulsating Visual Approach Slope Indicator (PVASI)
-Three-color Visual Approach Slope Indicator (T-VASI)
Optikai siklópálya-megközelítő alap rendszer ( Visual Approach Slope Indicator, VASI):
Az egyik ilyen alap jelző rendszer a VASI (Visual Approach Slope Indicator ), általában úgy ejtik, hogy VAZ-eee, ( persze ez nem valami olyan, amibe virágokat helyezünk……). A leszálló pálya két oldalán helyezik el 500 és 1000 láb távolságra a küszöbtől, páronként, a lámpa testeket.
To be continued
Volcanic Ash (Vulkánikus hamu)
Meghatározás
A vulkanikus hamu nagyon kicsi szilárd részecskék, amelyek egy kitörés során kilökődnek egy vulkánból, és kb. 0,0625 mm átmérőjű részecskék.
Leírás
Egy vulkán kitörése során hatalmas mennyiségű anyag kerülhet ki a légkörbe, nagy magasságot elérve, és több hónapig fenyegetést jelent a repülés számára. A vulkanikus hamu nagyobb magasságban felhőkben halmozódik fel, amelyek aztán a széllel sodródnak. A hamu a részecskék kis mérete miatt nem jelennek meg a repülőgép időjárási radarjain vagy az ATC radarokon. A hamu részecskék elektromos töltéseket hordoznak, és a vulkanikus hamu felhőjén belül ez mennydörgést és villámot okozhat a területen, közvetlenül a kitörés felett.
A hajózó személyzet számára az első jelzés lehet az un. „St Elmos’s Fire” jelenség amely akkor keletkezik, amikor az elektromosan feltöltött hamu részecskék „eltalálják” a repülőgépet, a sűrű vulkanikus hamuba repülve. További jelek lehetnek még a kénes szag és por a kabinokban.
Mi is az a „St Elmo’s Fire” jelenség: Látható fényes elektromos kisülés, amelyet a repülőgép külső felületein észlelhetnek a pilóták, nyilván az utasok is, amikor a repülőgép elektromos töltése kellően intenzívvé válik. A természetét tekintve hasonló a neoncső izzásához, és gyakran ecsetszerű tüzes sugárzóként figyelhető meg, amelyek az antenna, szárny, légcsavar, hajtómű, szélvédő vagy a repülőgép más részeinek végződésein keletkezhetnek. A „St Elmo’s Fire” akkor keletkezik, amikor a légkör feltöltődik, és egy olyan elektromos potenciál keletkezik, amely elég nagy ahhoz, hogy kisülést („plazma”) okozzon egy tárgy és a körülötte lévő levegő között. Ez megtörténhet egy erősen feltöltött égbolton repülő repülőgéppel. A jelenség, általában kékes vagy ibolya színű, de zöldes árnyalatú is lehet. Noha önmagában nem jelent veszélyt, de a „St Elmo's Fire” jelzi a zivatar aktivitását, és előjele lehet egy esetleges villámcsapásnak.
Következmények
A vulkánikus hamuban történő repülés a hajtómű károsodásához, valamint a repülőgép egyéb meghibásodásához vezethet:
A hajtómű meghibásodása.
Az elsődleges kockázati tényező, amikor a repülőgép magas koncentrációjú vulkanikus hamuban repül az, hogy a hajtóműbe bekerülő hamu részecskék felhevülnek a hajtómű belsejében, 1100 ° C olvadáspontú szilikátokká. Ez az olvadáspont alacsonyabb, mint a nagy kétáramúsági fokú hajtóművek (nagy átmérőjű ventilátor fokozat) belső üzemi hőmérséklete, amely „névleges” tolóerő-beállítás mellett legalább 1400 ° C.
Ez azt okozza, hogy a hajtómű belső meleg egységében (core engine) a hőmérséklet megnövekszik, mivel a hajtómű szabályzó rendszere a fajlagos üzemanyag-fogyasztás javítására összpontosít. A bekerült szilikát hamu megolvad a hajtómű meleg részében (in core engine), majd ráolvad a nagynyomású turbina álló és forgó lapátjaira. Ez drasztikusan csökkenti a gázok áramlási felületét, vagyis egyszerűen fogalmazva, eltömi a hajtómű légáramlását, végső esetben a láng „kialvásához” vezet és a nagynyomású kompresszor utáni gázhőmérséklet gyorsan megnövekszik és az un. „pompázs jelenség” keletkezhet. Súlyos esetekben, átmeneti vagy esetleg végső tolóerő vesztés lesz az eredménye a jelenségnek, vagyis a hajtómű, vagy a hajtóművek leállnak és ekkor a hajtómű sikeres újraindítása csak abban az esetben lehetséges, ha tiszta levegőt juttatunk a hajtómű belsejébe. Bizonyos sűrűségű hamu részecskék hozzájárulhatnak a hajtómű hibás működéséhez is. A tolóerő gyors, alapjáratra történő csökkentése csökkentheti a belső hőmérsékletet megakadályozva ezzel a szilikátok olvadását.
Ráégett vulkánikus hamu, a lapátokra
A hajtómű hosszú távú károsodása.
A vulkanikus hamu részecskék hatásának koptató hatása felületi érdességet okozhat a gázturbinás hajtóművek belsejében, amelyek ugyan nem befolyásolják a normál üzemelés folytatását, de csökkentik a fajlagos üzemanyag-fogyasztást. Az ilyen károkat nem lehet kijavítani, így az érintett hajtómű élettartama jelentősen lerövidülhet.
Külső felületek korróziója.
A hamu jelentős károkat okozhat a repülőgép külső felületén és a szélvédők külső rétegén. Ha a hamu felhővel való találkozás „súlyos”, akkor ez felületi kopást okoz a szélvédőkön, megakadályozva ezzel a tökéletes kilátást.
Megtörtént esetek
British Airways 9. járat (1982. június 24).
Egy Boeing 747-200 típusú repülőgép, a British Airways 9. járata, éjjel, Kuala Lumpurból Perthbe tartott és FL370-en repülve, sűrű vulkanikus felhőbe került a Galunggung-hegyből (Indonézia, Nyugat Jáva) kitört vulkán következtében. A személyzet észrevette a „St Elmo’s” jelenséget, egyébként a légkondicionáló rendszeren keresztül fanyar szag és por került az utastérbe. Mind a négy hajtómű leállt, ezzel az elektromos hálózat megszűnt és a repülőgépet süllyedésbe vitték FL120-ra. Miután tiszta légtérbe süllyedtek, a személyzetnek sikerült egymás után újraindítania az N1., N2. és N4.hajtóműveket, és 3 hajtóművel sikeresen leszálltak Jakartába.
KLM, Alaska (1989. december 15).
Egy B747-400-as típusú repülőgép, útvonal repülése során, vulkanikus hamufelhőbe repült, Alaszka (USA) felett. A hamu felhőnek a hajtóművekbe történő bejutása következtében az összes hajtómű leállt; majd a hajtóműveket ezt követően sikeresen beindították, és repülőgép biztonságosan leszállt.
Megoldások
Elkerülés.
A fenti események óta az ICAO kilenc vulkáni hamu tanácsadó központ, Volcanic Ash Advisory Centres (VAAC) rendszerét valósította meg, amelyek feladata, hogy a SIGMET rendszer,
A SIGMET információ egy meteorológiai őrszolgálat által kiadott információ az útvonalon meghatározott időjárási jelenségek előfordulásáról vagy várható előfordulásáról, amely befolyásolhatja a repülőgép-üzemeltetés biztonságát.
táblázatokban és a vulkanikus hamu tanácsadó üzeneteken keresztül információkat adjanak ki a vulkanikus hamufelhők helyéről és repülési szintjéről. Ez az információ azonban ritkán tartalmaz információt a részecskeméretről vagy a felhő sűrűségéről, így a veszély tényleges mértékét és mértékét nehéz lehet meghatározni.
Menekülni.
Az új, és még nem észlelt, nem bejelentett „robbanó kitörésekből” származó jelentős vulkanikus hamu koncentrációk véletlen előfordulása továbbra is rizikó faktor a repülőgépek számára és valószínűleg éjszaka. Az ilyen találkozások felismerhetők, és a terepviszonyok figyelembevételével menekülési manőver ajánlatos az ilyen esetekben.
VOR/DME ( Very High Frequency Omnidirectional Radio Range/Distance Measuring Equipment ):
VOR:
A műszeres repülés lényege, hogy valamihez képest meghatározható legyen a gép aktuális helyzete. A repülés hőskorában a pilóták kizárólag vizuális pontok és mágneses iránytű alapján tájékozódtak. Idővel nőttek a távolságok, szükség volt valami pontosabb eszközre. Az eszköz a nem (rádió) irányjeladó (angolul: Non-Directional (radio) Beacon – NDB) adó lett, mely tulajdonképpen egy földön telepített rádióadó, ami irányt mutat de távolságot nem. Az útvonalakat ezen rádióadók mentén repülték le. A navigátor beállította a következő adó frekvenciáját majd az antennát kézzel forgatva megkereste milyen irányban található az adó. Ezt az irányt aztán továbbadta a pilótának, aki ráfordult. Ahogy közeledtek az adóhoz, úgy pontosították az irányt. Ez szélcsendben elég egyszerű volt, de az ugye meglehetősen ritka esemény, hogy utazó magasságon semmilyen szél nem fúj, így a széllel is számolni kellett. Ahogy sokasodtak a repülőjáratok, szükségessé vált az egyre pontosabb repülés, kialakították a légifolyosókat. Szükség volt egy olyan adóra, amit meg lehet pontosan közelíteni egy adott irányból. Ekkor született meg az Ultrarövid-hullámú körsugárzó rádió irányadó, röviden VOR (Very High Frequency Omnidirectional Radio Range) adó. Az adótorony URH (ultrarövidhullámú) rádiófrekvenciát használ 108 és 117.95 MHz között. Az Egyesült Államokban fejlesztették ki 1937-ben és 1946-ban telepítették az állomásokat. Ma a sztenderd légi navigációs rendszer a világon, körülbelül 3000 állomással.
A VOR működése a következő, a VOR földi állomás kiküld egy körsugárzó jelet (omnidirectional), ami minden irányban egyforma jelerősséggel terjed és egy olyan másodlagos jelet, melynek a fázisa másodpercenként 30-szor van megváltoztatva a körsugárzó jelhez képest. A másodlagos jel időzítve van, a fázis úgy változik, ahogy a másodlagos antenna forog, vagyis amikor az antenna 90°-ra van északtól, a fáziseltérés is 90° a körsugárzó jelhez képest. Azzal, hogy a körsugárzó jelet és a másodlagos jelet összehasonlítjuk, az állomás iránya meghatározható.
A VOR állomások hagyományosan kereszteződések a légi közlekedésben. Egy repülőgép általában ezen állomások között közlekedik, egyenes vonalban. Amikor egy utasszállító repülőgép repül észrevehető, hogy egyenes vonal mentén közlekedik, ami néha megtörik, amikor a menetirány megváltozik. Ezek a változások általában akkor történnek, amikor a repül elhaladt egy VOR torony felett.
DME:
A távolságmérő berendezés, röviden DME (Distance Measuring Equipment) egy transzponder alapú navigációs technológia, ami ferde távolságot mér. A repülgép sugároz egy impulzus sort 960-1200 MHz között, majd méri a jel visszatéréséig eltelt időt. A jel 12,36 milliszekundum alatt tesz meg egy tengeri mérföldet. Általában a VOR jeladók mellé telepítik, azzal megegyező frekvencián sugároznak, így a megfelelő frekvencia behangolásával irányt és távolságot is kapunk (ha a VOR frekvenciát állítjuk, azzal együtt a DME frekvencia is hangolódik, az előbbi 108-117 MHz között, az utóbbi 900-1200 MHz között). Ha esetleg a VOR adó mellé nincs DME telepítve, akkor két közelünkben levő VOR irányszög metszéspontjából is meghatározható a pozíció. Egy tipikus DME transzponder egy időben kb. 100 repülőnek tud távolsági információkat nyújtani.
VR speed ( VR sebesség ):
A VR sebesség "rotation"-t, magyarul az orrkerék elemelését jelenti a földről, és a VR elérésekor kb. 10 fokos bólintási szögig emelik a repülőgép orrát a pilóták.
Wake Turbulence Category (WTC), Légörvény kategóriák
Mekkora légörvényt keltenek repülés közben a repülőgépek. A nagyobb repülőgépek nyilván sokkal nagyobb légörvényeket keltenek, így nagyobb távolságot kell tartani közöttük és az utána jövő repülőgépek között.
Évek óta végeznek kutatásokat az EUROCONTROL és az FAA szakemberei, hogy a repülőgépek közötti szükséges elválasztás biztonságosan megállapításra kerüljön. A kutatások bebizonyították, hogy a repülőgép súlya mellett, más repülőgép jellemzők is szerepet játszanak, úgy mint a repülőgép sebessége és a szárny fesztáv, melyek befolyásolják a légörvények kialakulásának mértékét és így a követő repülőgépekre ható reakciókat. Az információk felhasználása alapján a légi járműveket hat kategóriába csoportosították (A-F), létrehozva egy „Super” kategóriát is. A kategóriák a következők:
- CAT A - "Super Heavy"
- CAT B - "Upper Heavy"
- CAT C - "Lower Heavy"
- CAT D - "Upper Medium"
- CAT E - "Lower Medium"
- CAT F - "Light"
A repülőgépek kategóriái alá, az alábbi táblázatban, néhány jelentősebb típus van felsorolva:
Tehát a kategorizálás alapja, a megengedett legnagyobb felszálló súly (MTOW), azaz,a (Maximum Certified Take-Off Weight).
Három „Heavy” kategória létezik és erre azért volt szükség mert megjelent a rendszeres forgalomban az Airbus A380-800, melynek az MTOW-je 560 000 kg, így létrehoztak egy „Super Heavy”, CAT A kategóriát. Az Upper Heavy – gépek, melyek MTOW-ja 300000 lb (136 tonna) fölött van, például, Boeing 747, Airbus 340. Ha egy gép Super-,Upper- vagy Lower Heavy, az első közleményváltásnál a heavy szót oda
kell tenni a hívójelhez.
A Medium kategóriában két csoport létezik, az Upper és a Lower és ezeknek a repülőgépeknek az MTOW-ja általában 7 és 136 000 kg között van. Egy érdekesség, hogy az Airbus A320-t és a Boeing 737-t külön kategóriába sorolták.
Végül vannak a Light – gépek, melyek MTOW-ja kisebb mint 15500 lb (7000 kg), például Cessna 152 vagy a SAAB 340.
A fentiek alapján a repülőgépek között az alábbi elválasztás létezik a kategóriák között (ahol az NM jelentése, nautical mile):
Walk-around inspection ( felszállás elötti körüljárás,ellenörzés ):
A repülőgép karbantartásnak legelemibb szintje a felszállás előtti ellenőrzés, amelyet a pilóták végeznek el. Ebbe beletartozik a gép körüljárása és annak szemmel való felmérése, hogy nincs-e komolyabb műszaki hibára, például olajfolyásra utaló jel, stb. Ebbe tartozik bele a felszállás előtti ellenőrző lista, amelyet a pilóta és az első tiszt végigfuttat. Ha e közben bármi olyat találnak, amely a biztonságot veszélyeztetheti, akkor a gép nem fog felszállni. (Ez persze csak elviekben van így, gyakorlatban nagy nyomás nehezedik a légitársaságokra, hogy gépeik minél nagyobb hatékonysággal működjenek, és a légi forgalom mai gazdasági helyzetében - üzemanyagárak emelkedése, fapados versenytársak stb. - egy indokolatlan földön maradás könnyen a pilóta állásába kerülhet.).
Példaként nézzük hogyan történik ez a mindennapi gyakorlatban, a repülések előtt. A képsorok egy United Airlines légitársaság Airbus A320-as típusú repülőgépének indulás előtti körüljárásos ellenőrzését mutatja, melyet a járat kapitánya hajt végre, akkor lássuk:
Weather (Időjárás):
Az időjárás számtalan téren befolyásolhatja a biztonságot. Túlzott hideg esetén a földön álló gépek szárnyain és vezérsíkjain jég képződhet, amely nemcsak plusz súlyt, de rosszabb légáramlást is jelent, valamint akadályozhatja a szárnyakon található, a felhajtóerőt növelő rendszerek működését. A jeget tehát felszállás előtt el kell távolítani; általában folyékony jégoldóval permetezik le a gép kritikus pontjait. A repülési útvonal szervezésénél a legmodernebb időjárás-előrejelző rendszereket veszik igénybe, és igyekeznek a legkevésbé veszélyes útvonalat kiválasztani, elkerülni a zivatarokat ( www.repulogepvezeto.hu/lang/hu/altalanos/repulest-befolyasolo-tenyezok/zivatar/ ). A modern repülőgépeken már mindennapos jelenség a gép orrában lévő időjárás-radar, amely a gép előtti légköri viszonyokról ad átfogó képet a legénységnek. Így a pilóták szükség esetén változtathatnak a repülési irányon, hogy elkerüljék a viharok veszélyesebb részét. Mivel a villámok nagy része nem a felhőből a földbe, hanem felhőből felhőbe csap, a repülőgépeknél komoly probléma a villámcsapás. A mai gépeknél szigorú előírások szabályozzák, milyen villámoknak kell ellenállniuk. A villámok mintegy 10%-át kitevő un. pozitív villámok (amelyeknél a Föld a pozitív oldal és a felhő a negatív) ellen nincs még megfelelő védelem, mivel a villámcsapásokkal kapcsolatos biztonsági szabályok megalkotásakor még nem rendelkeztünk megfelelő ismeretekkel róluk.
Weather radar ( fedélzeti időjárás radar ):
A fedélzeti időjárás radar berendezés egy kiváló eszköz arra, hogy egy repülőgép elkerülje repülése közben a veszélyes időjárási jelenségeket, úgy mint a veszélyes felhőket ( például a Cumulonimbus-t ). Valójában ez egy kidolgozott felderítési eljárás, melynek során felfedésre kerülnek a repülésre veszélyes jelentősebb felhők helyzetei és intenzitásai, hogy a pilóták időben el tudják kerülni a veszélyes helyzeteket. Ezen felül nagy jelentősége van annak hogy pilóták jól ismerjék az időjárás radar működését és annak pontos értelmezését az adatok alapján. A repülőgép orrészében az un. orrkúp alatt helyezkedik el az időjárás radar lapos tányér alakú antennája, mely a gép előtti légtereket keskeny sávban pásztázva, nagy felbontásban továbbítja a jeleket ( három színes képet ) a pilótafülkében lévő kijelzőre ( Radar display ), és figyelmezteti a pilótákat az időjárás veszélyeire és így lehetőség van arra, hogy a gép elkerülje a veszélyes időjárási zónákat.
Két fő radartípus használatos, a hagyományos és a Doppler radar. A hagyományos radarok csak visszaverődéses képeket állítanak elő. A Doppler radar a radarok egyik fejlettebb változata, mindent tud mint egy hagyományos radar, de még annál többet is és a Doppler-effektus elvén működik.
Az időjárás radar csak a csapadék-cseppeket ismeri fel, azok mérete, összetétele és számuk alapján. A víz cseppek ötször jobban visszatükröződnek, mint az azonos méretű jég szemcsék. Az időjárás radarok jelzik a záporesőt, a jég kristályokat, a nedves jégesőt, a száraz jeget - hót, és a nedves turbulenciát. Viszont nem észlelik a felhőket, a ködöt, a szelet, a felhőtlen tiszta légkörben a turbulenciát, a szélnyírást, a homokviharokat és a villám-tevékenységeket.
A radar az elektromágneses sugárzási spektrum mikrohullámú tartományát használja. A tipikus hullámhossztartománya. 3 cm és 10 cm között van. Milliónyi mikrohullámot bocsát ki, melyek kölcsönhatásba lépnek a fagyott és nem fagyott vízrészecskékkel a légkörben ( eső, hó, jégeső, felhők stb ). Amikor a mikrohullámok összeütköznek a részecskékkel, energiájuk minden irányban szétszóródik, majd ennek az energiának egy része visszajut a radarhoz. A sugárnyaláb általában 1º hajlású és 1.5º széles és forgása közben rendszerint 200 tengeri mérföldet ( 1852m ) pásztáz. A jel kibocsátása és visszaverődése közötti időkülönbség, a zivatar távolsága. A jel erőssége a csapadékintenzitás. A nagyméretű, vagy a nagyon sok részecske a kibocsátott hullámokat nagyobb intenzitással veri vissza, mint a kis méretű, vagy a nagyon kevés részecske. Az intenzitás mértéke az „echo” (azaz „visszhang”), ami a hullámoknak a részecskékről történő visszaverődésének a jellemzője. A csapadékintenzitást bemutató képet „visszaverődési képnek" nevezik és a képernyőn a színskála különböző színeivel jelölik.
Időjárás radar kijelző ( Alapforma)
A színek értelme: a ( Level 1 )zöld szín jelenti gyenge esőt, a ( Level 2 ) sárga/borostyán szín jelenti a záporesőt, a ( Level 3 ) piros szín jelenti a zivataros intenzív esőt, a ( Level 4 ) bíborvörös szín jelenti a viharos, felhőszakadásos esőzést.
Megfontolások, a pilóták, időjárás radar kijelzőjén megjelenő színek formája alapján:
- A színek értelmezésén kívül nagy jelentősége van annak a felismerésnek, hogy vajon a színek formája ( alakja ), elhelyezkedése, hogyan változik és hogy az egyes alakzatok milyen veszélyes időjárási körülményekre utalnak. Például ilyen veszélyes időjárási helyzet a repülésben, az erős turbulencia, melynek várható formátuma, amikor a különböző színek szorosan közel helyezkednek el ( lásd, az alábbi ábrát ):
Veszélyes turbulencia
- Alapos értékelést igényel továbbá a színek formái ( ujj formájú - "Finger", horog alakú - "Hook", U-alakú - "U-Shape" és csipkézett élek formájú - "Scalloped Edges" ) mely pontos információval szolgálnak a pilóták számára, az esetleges erős függőleges feláramlásokra, az intenzív jeges zónákra és így tovább ( lásd, alábbi ábra sorozat ):
- A színek formáinak gyors változása is alapos megfontolásra késztetheti a pilótákat, az ilyen jellegű időjárási zónák repülése során.
Why is the Boeing 737's air intake slightly squashed at the bottom? (Miért lapos a Boeing 737 hajtóművek szívótorkának alsó része?)
Ez egy érdekes kérdés.
A Boeing 737-es repülőgépeket az 1960-as években tervezték. Abban az időben az utasok kiszolgálására csak korlátozott lehetőségek álltak rendelkezésre. Azt a célt tűzték ki, hogy a repülőgép a lehető legalacsonyabb legyen, hogy lehetővé tegyék a repülőgépbe történő könnyű be és kiszállást, gondolok itt az első bejárati ajtó alatt elhelyezett utaslépcső kibocsáthatóságára, ezért a futóművek viszonylag rövidek voltak. Azonban műszaki szempontból, tehát különböző okok miatt a hajtóművek (ezzel a témával, szándékosan, itt nem foglalkozok) szárnyon történő elhelyezése különböző előnyökkel jár. Tehát a hajtóműveket a lehető legközelebb kellett elhelyezni a szárnyhoz, miközben a futóműveket olyan hosszúra készítették, hogy minden repülési manőver biztonságos legyen és az a fent említett utas kiszolgálás is hatékony legyen. Tehát adott volt a hajtómű lelógása és a földhöz való közeli elhelyezkedése, ami mint tudjuk nem szerencsés.
A kis átmérőjű hajtómű (JT8D) alsó részének a földtől való távolsága megfelelő volt
A Boeing 737-eseket kezdetben a ”Pratt & Whitney” JT8D hajtóművekkel szerelték fel közvetlenül a szárny alatt, melyeket alacsony kétáramúság (low-bypass) jellemzett (ezek voltak a „turbojet” hajtóművek), melynek következtében ezek a hajtóművek kis teljesítményű gázturbinás sugárhajtóművek voltak, a teljes tolóerő kizárólag, a fúvócsövükön távozó gázok impulzusából származott. Az alacsony bypass arány azt jelentette, hogy átmérőben, nagyon keskenyek voltak. Ugyanakkor ez azt is jelentette, hogy üzemeltetésük nem volt költséghatékony. Ez a trend volt a 60-as években a normál. Ez azt is jelentette, hogy nagyobb volt a távolság a hajtómű alsó felülete és a föld között (kevesebb szennyeződést szív be a hajtómű, repülési manőverek könnyebb végrehajtása, stb)
A 80-as évektől kezdve a Boeing rájött arra, hogy javítaniuk kell a hajtóművek üzemanyag-fogyasztását, a típus hatékonyságát. Ehhez nagy kétáramú fokú hajtóművekre volt szükség. Ezért a Boeing létrehozott egy kis tervező gárdát, Mark Gregoire mérnök irányításával (visszavonultan él Seattle-ben, 2014), hogy meghosszabbítsák a 737-sek élettartamát. Ezek a hajtóművek sokkal gazdaságosabbak és csendesebbek voltak. Azonban a nagy áramkör viszonyú (High-bypass) hajtóművek sokkal szélesebbek, nagyobb átmérőjűek és a szárny alatti elhelyezésük azonban nehézségekbe ütközött, vagyis most vagy újratervezik a futóművet, vagy a hajtómű gyárakkal egyetértésben módosítják a hajtómű gondola alakját ( ezek a „turbofan” hajtóművek, ahol az első fokozatukba egy nagy átmérőjű un. ventilátor, „fan” fokozat van beépítve, ilyen például a CFM-56 típusú hajtómű, az amerikai General Electric és a francia Snecma vállalatok közös munkája ). Az egyik lehetőség az volt, hogy a hajtóműveket magasabban szereljék fel. Ezt a lehetőséget választották a Boeing 757-es típusnál.
CFM-56 hajtómű
Azonban, hogy biztosítani tudják, továbbra is a Boeing 737-eseknél a kialakult utas kiszolgálást, ezért az új hajtóműveket egy kicsit előre, egy pilonra szerelték fel, továbbá a hajtómű burkolaton belül, az alján elhelyezett segéd berendezéseket ( például tüzelőanyag szivattyúk, generátorok, stb ) is hajtómű oldalsó részére helyezték át és a gondola alsó részének alakját „laposra” alakították. Mondjuk ez nem volt egy ideális forma szemben a körkörös formával, de elég hatékony ahhoz, hogy jól működjön és fejlessze a repülőgép hatékonyságát, jelentős áttervezés nélkül.
Ez egy olyan nagy beömlőnyílás, amely közel van a talajhoz és mintegy porszívóként működik az eső, a szennyeződések és a kifutópálya törmeléke bejuthat a hajtóműbe. Gregoire csapata megállapította, hogy a kritikus érték nem a beömlő nyílás mérete, hanem a hajtómű alsó éle és a talaj közötti távolságnak a viszonya. Az alsó száj lelapítása csökkentette az egyiket, és megnövelte a másikat, és ezzel az új 737-et a veszélyzónán kívül tartotta.
Tehát ezért lett olyan „gnóm” formájú a hajtómű burkolat elülső része, de egyébként „hörcsög szájnak („hamster mouth”) is nevezték.
A hajtómű burkolat kialakításának egy érdekes változata volt a Concorde szuperszonikus repülőgép, ahol a gondola kialakítása, téglalap keresztmetszetű beömlő nyílású volt, persze itt közrejátszottak a szívótorokban keletkező lökéshullámok is.
Megjelent az új generációs Boeing 737 MAX típusú repülőgép, ahol már teljesen kör alakú a hajtómű burkolat - ami egyébként aerodinamikailag előnyös is – ennek eredményeképpen meghosszabbították a futóművek szárát.
Widebody aircraft ( Széles törzsű repülőgép ):
Egy széles törzsű repülőgép, egy olyan nagy repülőgép, ahol két utasfolyosóval rendelkezik, más néven twin-folyosós repülőgép, vagy kétszintes fedélzettel rendelkezik. A törzs átmérője 5-7 m között változhat és az egy sorban ültethető utasok száma hét-tíz között változhat, amely lehetővé teszi a repülőgép teljes kapacitását 200-800 utaslétszám között változtatni. A legnagyobb "widebody" légi jármű több mint 6 m széles és 11 szék van egy sorban.
Windshear ( szélnyírás ):
Szélnyírás(windshear),a szél sebességének és / vagy irányának hirtelen, drasztikus megváltozása.Létezik alacsony és magas szintű, lehet vízszintes, függőleges (fel- és leáramlás nyírás) illetve komplex. Az okok, az idevezető meteorológiai körülmények: hidegfronti, melegfronti frontálzóna, erős szél és domborzat kölcsönhatása, hegyvidéki turbulencia hatásai, sea breeze front, alacsony szintű hőmérsékleti inverzió, zivatartevékenység. A függőleges szélnyírás annyiból kedvezőbb, hogy ezek a gép sebességét, az áramló levegő által keltett cirkulációt a szárny körül, ezáltal a felhajtóerőt annyira nem befolyásolják, "csak" annyit tesznek velünk, hogy egy plusz függőleges légerő vagy felküld minket az egekbe vagy megpróbál a földhöz nyomni. (ez sem túl barátságos).
Sajnos egy magyar vonatkozása is van a dolognak, nevezetesen az egyik Malév Boeing 737-es, 1995-ös budapesti balesete. Ekkor, felszállás közben visszazuhant a kifutópályára a Malév madridi járata. Személyi sérülés nem történt, ami csodával határosnak is nevezhető, hiszen a gép farok része nekiütődött a kifutó betonjának.A repülőgép javítása, közel 3 hetet vett igénybe, mert egyes törzs elemeket a Boeing gyárból (Seatle-Renton) kellett hozatni.
A szakértői vizsgálatok kiderítették, hogy a balesetet szélnyírás okozta.
A szélnyírás a Kárpát-medencében nem túl gyakori időjárási jelenség. A légtömegek mozgása során a kifutópálya két vége között egymással ellentétes irányú a szél. Ergo: a pilóta felszállási engedélyt kap, elstartol X erősségű széllel kalkulálva, ám mire felemeli a gépet, a kapott adatok már nem érvényesek. A szélnyírás kivédését tanítják, és számítógéppel szimulálják a pilótáknak, ennek ellenére például az Egyesült Államokban már több súlyos katasztrófát okozott.
Védekezés: ma már a repülőtereken és a fedélzeten van szélnyírásradar ( a pilótakabinban megszólal a "windshear" figyelmeztető hang ), ekkor ajánlatos az "öveket becsatolni". A legjobb megoldás ha lehetőség szerint elkerüljük e meteorológiai jelenséget.
A légijármű-vezetők szempontjából alapvető fontosságú, hogy a szélnyírással kapcsolatos tájékoztatás legyen lehetőség szerint pontos, tartalmazza annak megjelölését, hogy a szélnyírást ténylegesen észlelték-e, vagy csak fennáll a jelenség kialakulásának lehetősége. A tájékoztatás utaljon arra, hogy az információ a meteorológiai irodától ered, vagy légijármű jelentésén alapul. Figyelembe véve, hogy egyes légi járművek méreteiktől és sebességüktől függen másképp érzékelhetik ugyanannak a szélnyírásnak a hatását, szükséges annak megadása, hogy a jelentés milyen légi járműtől származott. A tájékoztatás minden esetben tartalmazza az észlelés helyét, magasságát és időpontját. Hasznos lehet továbbá annak jelzése, hogy a légijármű által jelzett szélnyírás esetén milyen eljárás vált szükségessé a légijármű-vezető részéről a szélnyírás hatásának kiküszöbölésére. Mindezek a tájékoztatások kell időben álljanak a légijármű-vezető rendelkezésére, hogy mielőtt a légi jármű a szélnyírásnak kitett területre ér, kellőképpen felkészülhessen, és megfelelően meghatározhassa az általa legmegfelelőbbnek tartott módszert a szélnyírás lehetséges hatásainak kiküszöbölésére.
Windsock (szélzsák)
A szélzsák egy kúpos textilcső, amely egy óriási zoknihoz hasonlít. A szélzsákok alap iránymutatásként szolgálhatnak a szél irányára és sebességére vonatkozóan.
Talán néhány gondolat a szélről. Nem feltétlenül akadályoz, a szembeszél kifejezetten hasznos a le- és felszállásnál, hiszen csökkenti a talajhoz viszonyított sebességét a repülőgépeknek. Persze az orkán erejű szél, még ha jó irányból is fúj, felboríthatja vagy egymáshoz lökheti a repülőket.
A kifutópályákat is igyekeznek az uralkodó szél irányába építeni. Ezen felül a talaj közelében a szél nem egyenletesen fúj, hanem a különböző akadályokat kikerülve örvénylik, így az alacsonyan, kis sebességgel felszálló gépeket nehezen lehet egyenesben tartani. A hátszelet elkerülni egyszerűen lehet: ellenkező irányba fordulnak a gépek, ez a váltás akár óránként is megtörténhet. Az oldalról fújó szél kellemetlenebb, ezért gyakran építenek két-három, egymást keresztező kifutópályát a repülőtereken. (Ferihegyen két párhuzamos van, ez a hátrány nem okozott eddig jelentősebb problémát.).
Szélmérés a klasszikus műszerekkel történik: ”szélkakas”, kanalas szélsebességmérő, szélzsák.
A szélzsák, minden repülõtér idõtálló felépítése fontos információkat nyújt a pilótáknak. .Annak rendkívüli jelentősége van , hogy egy repülőgép szembe szélbe szálljon le, és elkerülje a hátszelet. . Ezenkívül minden légi járműre meghatározzák a legnagyobb engedélyezett oldalszél-értéket – ez egy olyan szélsebesség érték, amely felett a repülés veszélyessé válik. Ezért fontos, hogy a pilóták gyors és könnyű módon határozzák meg a szélsebességet és irányt a leszállás előtt – így ehhez ad segítséget a szélzsák.
A legtöbb szélzsák úgy van kialakítva, hogy a szél ellen irányuljon, ha a szél sebessége meghaladja a három csomót. A szélsebesség 15 csomó és annál nagyobb, a szél zokni teljesen meghosszabbodik, és a másik irányba mutat ahonnan a szél fúj. (Ha a szélzsák kúpos vége északra mutat, akkor a szél délről fúj.) Ezen ismeret alapján feltételezhetjük, hogy ha a szélzsák félúton meghosszabbodik, akkor a szél sebessége, körülbelül 7 csomó.
Bizonyos korszerűtlen repülőtereken ez az egyetlen eszköz ami segíti a pilótákat a szél kiértékelésére. Azonban ma már a korszerű repülőterek rendelkeznek AWOS (automated weather observation system) vagy ATIS (automatic terminal information system) rendszerekkel.
Wing ( Repülőgép szárny ):
A repülőgép legfontosabb, és egyik legkihasználtabb része a szárny. Azzal együtt, hogy a repülőgép repülését biztosítja, helyet ad az üzemanyagtartályoknak, általában a futóműnek is, a csűrőlapoknak, ívelőlapoknak, féklapoknak, világításnak, nyomásmérő eszközöknek (pitot csőnek). A felhajtóerő (nagyjából) kétharmada keletkezik a szárny tetején szívóerő formájában, egyharmada pedig a szárny alján nyomásként. Ezek a borításon, a szárnybordákon keresztül a főtartónak és a segédtartónak adódnak át, amelyek a bekötő vasaláson azt a gép törzséhez vezetik. A főtartó ( Main Spar ), feladata a szárny fölfelé-lefelé hajlásának megakadályozása, csökkentése. A vékony szárnyú gépeknél használnak dobozos főtartót is, ami a szárnymélység jelentős részét adhatja. A szárnyra ható légerőket föl lehet két komponensre bontani. Az egyik a felhajtóerő, a másik a légellenállás. A kettő közül a felhajtóerő a nagyobb, ezért a főtartót a felhajtóerő „elviselésére” tervezik (mondjuk nem csak arra, mert felrántáskor hajlító igénybevétel terheli, gyors repülésnél előre csavarodik, leszállásnál leng. Légmozgások tovább hajlítják, dobálják. Tehát nyíró, csavaró, hajlító igénybevételeknek kell megfelelnie). Azért, hogy a szárny a légellenállással szemben is ellenálló legyen, un. segédtartókat helyeznek a szárny bekötéséhez. Azt, hogy egy szárnynak milyen a „felhajtóerő termelő képessége” alapvetően két dolog határozza meg. A szárnybordák ( Ribs ) kialakítása (amit tulajdonképpen hívhatunk szárnyprofilnak is), valamint a szárny fesztávolsága. Minél vékonyabb egy szárny, annál kisebb a légellenállása, viszont annál kevesebb az alsó és felső része közötti nyomáskülönbség is. Ha a szárny vastag, akkor nagy a nyomáskülönbség (már alacsony sebességnél is képes nagy felhajtóerőt termelni), viszont a légellenállása is nagy, tehát nem alkalmas gyors repülésre. A korai feltalálók ezért válaszút elé kerültek, hogy vajon gyors, vagy könnyen vezethető (főleg a le és felszállás könnyebb az alacsonyabb sebesség miatt) gépet építsenek. Erre a problémára jelentett megoldást az ívelőlap. A szárny fesztávolsága ( Span ) viszont a gép hossztengely körüli forgását befolyásolják. Tehát itt is meg kell találni az egyensúlyt a felhajtóerő és a mozgékonyság között (arról nem is beszélve, hogy a nagy fesztávolságú gépeknek sokkal nagyobb szilárdságtani értékeknek kell megfelelniük).
Wing Aspect ratio (Szárny oldalviszony)
A szárny oldalviszonya (jelölése görög labda [Λ] vagy AR). Az oldalviszony egy dimenzió nélküli szám, és a szárny karcsúságát jellemzi. Téglalap alakú szárny esetén ez a szárnyfesztáv (Span) és a húr hosszának (Chord) a viszonya (s/c), egyéb formájú szárny esetén a következő a fesztáv négyzetét osszuk a szárny területével:
AR = s²/A
ahol az A – a szárny alprajzi területe, az s (Span)– a szárny fesztávolsága.
Szárny felülnézete
Az oldalviszony fontos szerepet játszik a felhajtóerő és az ellenállás alakulásában. Ahogyan az a grafikonból is kitűnik, kisebb oldalviszonyú szárny esetében ugyanolyan felhajtóerő eléréséhez nagyobb állásszög szükséges. Az indukált állásszög akár 3-5° is nagyobb lehet végtelen szárny esetében vett effektív szöghöz képest. A grafikonokból az is kiderül, hogy bár a karcsú szárny hatékonyabb a felhajtóerő termelésében, de emellett kisebb állásszögnél esik át. Ellenállás tekintetében a karcsú szárny előnyösebb.
Ezután teljesen természetesnek hat az a kérdés, hogy mégis mennyi legyen az ideális AR értéke, de a válasz nem olyan egyszerű. Ugyanis, minél nagyobb az oldalviszony, annál karcsúbb a szárny, annál kisebb az indukált ellenállás (kisebb nyomáskülönbséget kell kiegyenlíteni). Egyúttal, ha ugyanazon szárnyfelület esetén növeljük a szárny karcsúságát, csökken az áramlás lefolyását jellemző Reynolds- szám (rövidül a húrhossz).
Néhány repülégép típus, szárny oldalviszonya szempontjából:
Piper PA-28 Cherokee kis oldalviszonnyú szárnnnyal rendelkezik (AR=5.6)
Bombardier Dash 8 Q400 nagy oldalviszonyú szárnnyal rendelkezik (AR=12.8)
Nagyon nagy oldalviszonyú vitorlázó repülőgép szárny, a Schleicher ASH 31 (AR=33.5)
Airbus A380 szárnyának oldalviszonya: 7.8
Wing geometry ( Szárny geometriája ):
A repülőgép szárnyának az a rendeltetése, hogy a repülőgép levegőben maradásához a megfelelő nagyságú felhajtóerő termelődjön rajta. A felhajtóerő létrejötte, a szárny egyéb légerőtani tulajdonságaival együtt annak geometriai tulajdonságaitól függ. A szárny légerőtani tulajdonságainak a szárnyon keletkező légerők eloszlásának és támadásának módját, valamint a repülés különböző mozzanatai során bekövetkező változásuk jellegét és nagyságát nevezzük. A szárny geometriai kialakításán alaprajzának alakját, jellemző méreteit és egyéb adatait, továbbá a szárnyszelvények alakját és ezek egymás melletti elhelyezésének módját értjük. A repülőgép szárnyak alaprajzi alakja igen sokféle lehet. Az alaprajzi alak nagymértékben meghatározza a szárny légerőtani tulajdonságait, amely vitorlázó repülőgépeknél fontos meghatározója a teljesítménynek. A szárny alaprajzi alakja lehet: téglalap, trapéz, kettős trapéz, ellipszis, stb. Ellenállás szempontjából legkedvezőbb az ellipszis. A repülőgép haladási irányát röviden repülési iránynak nevezzük. A szárnynak a repülési irány felé eső éle a belépőél, a repülési iránnyal ellentétes éle a kilépőél. A repülőgép szárnyai a repülési irányban nézve szimmetrikusak. A szimmetriasík felőli belső végüket szárnytőnek, külső végüket pedig szárnyvégnek nevezzük.
A szárny jellemző méretei és adatai:
-b /m/ szárnyszélesség vagy más szóval fesztávolság ( Wing Span ), terjedtség,
-h /m/ a szárny húrhossza ( Wing Chord ) vagy szárnymélysége. Ez a szimmetriasíkkal párhuzamos síkban a belépőél és a kilépőél közötti távolság.
-F /m2/ a szárny teljes alaprajzi területe, ( The entire surface of the wing ), más szóval a szárnyfelület. A szárnyfelületbe beleértendő a szárnyak által közrefogott törzsrész alaprajzi területe is.
-σ0 a nyilazás szöge, ( Sweep angle ) vagyis a húrhosszak 25 %-ában lévő aerodinamikai tengely és a repülési irányra merőleges z tengely által bezárt szög.
-ψ0 a V-beállítás szöge ( Dihedral angle ) , azaz az aerodinamikai tengely és a vízszintes által bezárt szög.
-Szárny karcsúsága, ( Wing slenderness ) a fesztávolság ( b ) a négyzeten, per a szárny teljes alaprajzi területe ( F ).
Winglet:
Sokan közülünk, akik rendszeresen repülünk, és a kabin ablakából kitekintve valószínűleg egyszer már láttak egy úgynevezett "winglet" vagy "wingtip" eszközt egy utasszállító repülőgép szárnyának a végén. Egyre több és több típusú repülőgép, alkalmazza e technikai megoldást, így itt az ideje, hogy áttekintést adjak olvasóimnak, ezen néha "vicces", néha meghökkentő vagy elegánsnak is látszó, repülőgép alkatrész-ről. Látványa azt az érzést kelti, mintha valaki felhajtotta volna a szárny külső végét. Hogy egy kicsit viccesre fordítsam a témát, készítettem egy montázst a winglet egyik "változatáról" a repülőgép ablakából kitekintve, persze azért van ami nem a témához tartozik, de gondolom ezt nem olyan nehéz kitalálni.
A repülőgépeken alkalmazott wingletek története, még az 1973-as évek olajválságának idejére nyúlik vissza, vagyis az volt a terv hogy csökkentsék, valamilyen módszerrel a repülőgépek üzemanyag fogyasztását. A NASA mérnökének Richard T. Whitcomb nevéhez fűződik az úttörő munka, aki az 1979/80-as években a US Air Force együttműködésével, kezdte el a vizsgálatokat. Első alakalommal, 1977-ben a Lear Jet 28 repülőgépen alkalmazták a wingleteteket. A wingletek csökkentik a szárnyak végein keletkező légörvényeket ( amelyek egyébként jelentősen növelik a repülőgép által termelt ellenállást ), csökken továbbá a repülőgép üzemanyag fogyasztása ( kb. 6.5%-al ), és javul a repülőgép iránytartása.
A winglet a szárny közel vertikális (vagyis a szárny felületére közel merőleges) meghosszabbítása. Számos fajtája létezik, de működési elvük alapvetően azonos. Elsődleges céljuk a szárnyvégen kialakuló örvény energiájának részleges felhasználása, az ellenállás csökkentése. A szárnyvégi örvények a szárnyfelület két oldalán lévő nyomáskülönbség eredményeképpen alakulnak ki, tulajdonképpen a felhajtóerő képződésének járulékos jelenségei. Az így kialakuló örvények nemcsak komoly ellenállás-növekedést eredményeznek, de egymást követő légi járművek esetén a hátul haladót is veszélyeztetik. Különösen hangsúlyos ennek a jelenségnek a szerepe a repülőterek végső megközelítése során, ahol aránylag szűk keresztmetszeten nagy forgalom jelentkezik. A légi járműveket éppen ezért tömegük alapján turbulenciakategóriákba sorolják, és az elkülönítési minimumokat ezek figyelembevételével határozzák meg. Ez a futópályák kapacitását talán leginkább korlátozó tényező. A winglet egyrészt csökkenti a szárnyvégi örvény erősségét, másrészt (és talán ez a fontosabb) hasznosítja annak energiáját. A nyomáskiegyenlítődésre való törekvés miatt kialakuló szárnyfesztáv irányú áramlás hatásának következtében a wingleten kialakuló erőnek van egy kisebb, tolóerő irányú komponense. Fontos azonban megemlíteni, hogy a winglet hatására a fenti pozitív hatások mellett járulékos ellenállások keletkeznek, ezenkívül a szárny megerősítését és tömegének növekedését is eredményezi. Jó és alapos tervezéssel ugyanakkor az utóbbi hatások minimalizálhatóak. Összességében a winglet sebesség-, illetve hatótávolság-növekedést eredményez, és csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. Ez pedig rögtön magyarázatot ad arra, hogy napjainkban, amikor a légitársaságok költségeinek egyre nagyobb hányadát az üzemanyagköltségek teszik ki, miért népszerűbb, mint valaha.
Winglet fajták:
"WINGTIP FENCES", Egy speciális változata a wingletek-nek, ahol, a szárnyvégeken fel és lefelé is kiterjednek. Legelőször az Airbus gyár alkalmazta e winglet tipust, kezdetben kis méretben.
"BLENDED WINGLETS": Ez a legnépszerűbb winglet típus, ahol a szárnyvégnél kecses ívben felhajtott felületet alkalmaznak, előnye, hogy az ilyen szárny több felhajtóerőt termel. Alkalmazzák mind a közép és hosszútávú járatokat teljesítő repülőgépeknél is és ma már mintegy közel 140 légitársaság repülőgépe repül ilyen típusú szárnyvéggel. Értelemszerűen csak az új tervezésű gépeken található meg, elsősorban szénszálas kompozit építésű szárnyaknál alakítható ki.
"RAKED WINGTIPS": Ez a legújabb megoldása a winglet alkalmazásának, azonban ennél a változatnál valójában egy önálló szárnykialakításról beszélünk, ahol a winglet a szárny folytatásaként hajlik felfelé (integrált wingtip kiterjesztés), szemben a korábbi függőleges megoldásokkal szemben. Ezen megoldás révén még kedvezőbb az üzemanyag fogyasztás, csökken a nekifutási úthossz, és javul a repülőgép emelkedő képessége is. Ma már alkalmazzák a 747-8, 787, és a A350 típusoknál.
Üzemanyag megtakarítás és a káros CO2 kibocsátás csökken a "Winglets" alkalmazással
Wing twist ( Szárnyelcsavarás ):
A repülésben sokáig megoldhatatlan problémának számított a dugóhúzó. Az első világháború elején még nem is tudták, hogy hogyan kell megszüntetni. A pörgés miatt a pörgés elleni csűréssel próbálkoztak, ami a belső, átesett szárny miatt eleve kudarcra volt ítélve. Később, amikor rájöttek, hogy pontosan mi is ez, és kialakították a dugóból való kivétel folyamatát, onnantól kezdve harci manőverré vált. Ha az ellenség követte, de nem tudta kivenni, akkor az üldözöttnek nyert ügye volt.
No de miért is érdekes ez? Mert a dugóhúzó ellen szerkezettani megoldások is születtek. Az eredeti elgondolás az volt, hogy alakítsák ki a szárnyvéget úgy, hogy a szárnytőben lévő bordához képest kisebb legyen az állásszöge. Ezzel az egyenes repülésben termelődő felhajtóerő kevesebb ugyan, de ha dugót kezdene, és normális esetben már átesett volna a szárny, az eredetileg kisebb állásszöggel épült szárnyrész még nem esik át, mert még nem éri el a kritikus állásszöget, ezért a dugó csak nagyobb állásszögön kezdődik. Ezt hívják szárnyelcsavarásnak. A szárnyelcsavarásnak két fajtája van: Mechanikai szárnyelcsavarás: A szárnybordák rajzolata (szárnyprofil) ugyanaz, de a szárny építése során ténylegesen a szárnyvég felé lejjebb vitték a belépőélnél a szárnyprofil orrpontját, a kilépőélnél pedig fölfelé (persze szemmel nemigen látható mértékben). Ez az egyszerűbb építési módszer. Aerodinamikai szárnyelcsavarás: Kétségtelenül ez az „elegánsabb”, de bonyolultabb megoldás. Az alapelve ugyanaz, mint a mechanikai szárnyelcsavarásnak, de itt az „állásszög-csökkenést” úgy érik el, hogy a szárnyvég vége felé olyan szárnyprofilokat építenek a gépbe, melyek csak nagyobb állásszögön érik el a kritikus állásszöget. Tehát itt a szárnybordák formája változik.
Workflow, for gas turbine jet engines, gázturbinás repülőgép-sugárhajtóművek ideális munkafolyamatai, körfolyamatai
Bevezető
Miközben utasként repülünk, mondjuk 10 ezer méter magasan, kényelmesen fogyasztjuk a légi utas kísérők által felszolgált finomságokat, közben kinézünk a repülőgépünk ablakán, ekkor senki nem gondol ilyenkor arra, leginkább ismeret hiányában, hogy a repülőgép szárnyain kint a „dermesztő körülmények” között dolgoznak „egy gömbölyű hosszúkás csoda szerkezetek”, nevezetesen a gázturbinás sugárhajtóművek. Ők biztosítják „számunkra” a szükséges tolóerőt, hogy a repülőgépünket elrepítse a célállomásunkig.
Elnézést e kissé egyszerű megfogalmazásért, de gondolom nagyon sok olvasómnak segítek azzal, hogy elhelyezzem a „fogalmat”, a könnyebb megértés érdekében.
Körfolyamat elmélete
A gázturbinás repülőgép-sugárhajtóművek munkafolyamatai, lényegében egy állandó nyomású (két adiabatás) munkafolyamatok
vagyis az adiabatikus állapotváltozás azt jelenti, hogy a gáz állapotának változása hő bevezetés és hőelvonás nélkül megy végbe
és ezt a munkafolyamatot megvalósító gázturbinákat állandó nyomású gázturbináknak nevezzük.
A gázturbina munkafolyamatát „Brayton–Joule-körfolyamat”-nak nevezzük.
A Brayton–Joule-ciklus, vagy Brayton–Joule-körfolyamat egy állandó nyomású termodinamikai körfolyamat, mely nevét George Brayton (1830–1892) amerikai mérnök után kapta, aki a körfolyamatot kidolgozta.
A Brayton-körfolyamatnak három része van:
- Gázkompresszor
- Tüzelőtér
- Expanziós turbina.
1. ábra
A gázturbinás repülőgép-hajtóművek ideális Brayton munkafolyamatát két féle diagramban szokták bemutatni, úgy mint a p-v valamint a T-S diagramok, ahol a „p” a gáz nyomása N/m², a „v” a gáz fajlagos térfogata m³/kg, a „T” a gáz hőmérséklete Cᵒ, az „s” a gáz entrópiája, a Q be a bevezetett és Q ki pedig az elvont hő, a kettő különbsége (területe) adja a hasznos munkát.
Az entrópia műszót Rudolf Clausius (1822–1888) alkotta meg 1865-ben az energia mintájára. Meghagyta az en- (görögül εν-) szótagot, melynek jelentése be-, az ergon (έργον = munka) szót pedig tropé-val (τροπή = megfordulás) helyettesítette, és ezzel jellemezte a termodinamikában az anyagi rendszerek molekuláris rendezetlenségét, illetve termodinamikai valószínűségének a mértékét.
Ideális körfolyamatok
Az ideális Brayton–Joule-körfolyamatok, lásd 1. ábra:
- izentrópikus kompresszió - A környezetből beszívott levegőt a szívótorkon keresztül a kompresszor összesűríti, 1. ábra (1),(2).
- izobár folyamat - Az összesűrített levegő az tüzelőtérbe jut, ahol a beporlasztott tüzelőanyagot elégetik. Ez állandó nyomású állapotváltozás, mivel az tüzelőtér mindkét vége nyitott, 1. ábra (2),(3).
- izentrópikus állapotváltozás - a felmelegített és összenyomott levegő leadja energiáját a turbinákon keresztül leexpandálva. A turbina által kinyert munka egy része a kompresszor hajtására fordítódik, 1. ábra (3),(4).
- izobár állapotváltozás – Hő leadás az atmoszférába, a fúvócsövön keresztül, 1. ábra (4)(1).
Valóságos körfolyamat
Mivel sem a kompresszió sem az expanzió nem lehet a valóságban izentrópikus, az ebből származó elkerülhetetlen veszteségek a szívótorokban, a kompresszorban és az expanzióban (a turbinában és a fúvócsőben) is rontják a hatásfokot, és ennek következtében lényegesen megváltoztatják az ideális munkafolyamatot.
Szívótorokban áramlási veszteségek miatt nyomásesés keletkezik és így közvetlenül a kompresszor előtti (p1) nyomás, kisebb mint ideális esetben lehetne. Ezért is létezik az un. szívótorok nyomásveszteségi tényezője, mely a kompresszor előtti valóságos (p1) és az ideális esetben lehetséges nyomások (p1-id.) viszonya.
Szívótorok nyomásveszteségi tényezője
Kompresszor a levegőt (p1) nyomásról (p2) nyomásra sűríti, miközben a kompresszorban keletkező súrlódási, leválási és egyéb áramlási veszteségek miatt a kompresszor teljesítmény felvétele (munka felvétele) a veszteségmentes kompresszorhoz képest megnő.
Ez azt jelenti, hogy sűrítéskor a kompresszorból kilépő levegő hőmérséklete az adiabatikus sűrítéskor kapott T₂ ad hőmérséklet helyett, a veszteségek miatt, T₂ hőmérsékletre emelkedik (lásd. 2 sz. ábra), ami a kompresszor munkafelvételének növekedését okozza.
2 sz. ábra
Tehát az ideális folyamathoz képest a gázturbina valóságos termodinamikai folyamata 3 lényeges helyen tér el az ideálistól.
- a 2ad-pont a 2 pontig tolódik, egy magasabb hőmérséklet a sűrítés miatt
- a 3’-pont 3-ig tolódik a tüzelőtér nyomásvesztesége miatt
- a 3 pont az 5-ig tolódik, mert az expanzió is veszteséges a fúvócsőben
A kompresszort elhagyó levegő T₂ hőmérséklettel áramlik be a tüzelőtérbe, ahol a hő közlés leginkább folyékony tüzelőanyag elégetésével történik. Az égéskor keletkező hő ellenállást, az égést megelőző és az égést követő keveredésnél jelentkező hidraulikus ellenállást a turbina előtti és a kompresszor utáni nyomások viszonyával, a tüzelőtér nyomás veszteségi tényezőjével lehet kifejezni.
Tüzelőtér nyomásveszteségi tényezője
A tüzelőtérben a hő felszabadítás tökéletességét az égési hatásfokkal jellemezhetjük. Az égési hatásfok értéke 0,96-0,99 %. Ezen kívül a tüzelőtérnek 2-3 %-os sugárzási vesztesége is van.
Turbinában az expanzió (terjeszkedés) is veszteséges, ami a kompresszorhoz hasonlóan a súrlódási, áramlási stb. veszteségek következménye. Ezért az expanzió végén a gázok T₄ hőmérséklete magasabb, mint az adiabatikus expanzió. A turbinát elhagyó gázok a fúvócsövön (keverőtéren) keresztül jutnak a szabadba. A fúvócsövön a szabadba távozó gázok hidraulikus ellenállása miatt is veszteség lép fel.
Yoke, brief checklist ( Szarvkormány, rövid ellenőrző lista ):
Az egyre modernebb polgári utasszállító repülőgépek, már annyira modernizáltak, automatizáltak, hála az elektronikus, számítógépes technika fejlődésének, hogy finoman szólva a pilóták manuális feladata egyre inkább leszűkül. Ennek az elvnek egyik élharcosa az Airbus koncepciója, mely eltér a Boeing-tól. A Boeing továbbra is alkalmazza a hagyományos rendszereket, a korszerű technikával párhuzamosan. A Boeing is fejleszti a repülőgép rendszereit, de a korábban jól bevált régebbi, hagyományos módszereket is alkalmazza. Ennek az elvnek egyik egyszerű de kiváló példája a kapitány és a másodpilóta kormányszarvjának közepére felszerelt kis méretű alumínium tábla, melyre lézerrel van felgravírozva a repülőgép legkritikusabb fázisainak ellenőrző listái. Olyan alapvető repülésbiztonsági műveletekre "figyelmeztet", melyek végrehajtása nélkül a repülőgép biztonságos működése veszélyben van. Erre egyik példa, a fenti ábrán látható Boeing 737-800 NG ( 737-800 New Generation ) típusú repülőgép szarv-kormányán elhelyezett tábla. Kisméretű sárga színű csúszkával tudja a személyzet a lépéseket végrehajtani. Ezen alapvető műveletek és a hozzájuk tartozó tevékenységek: Before Takeoff, Runway Change, Clear For Takeoff, After Takeoff, Descent, Approach, Landing.
