Безопасность полётов. "Плотность высоты" или что это за зверь ?

Эту статью меня побудило написать общение с молодыми пилотами в Украине и недавняя встреча руководителей Европейской АОПЫ.

Мы много и к сожалению часто говорим о ушедших от нас в вечный полёт коллегах...

Очень хочется сделать что то чтобы уменьшить их печальное количество.
А это можно сделать только одним способом, это дать возможность поднять свой образовательный уровень на ещё одно из так необходимых нам знаний.

Это знание позволит понять и принять правильное решение на вылет , и тем самым обеспечить безопасность как самого себя любимого так и твоих родных и близких в самолёте так уберечь и сам самолёт.

Density Altitude или Плотность высоты ( или Высота по плотности) посмотрим что это за зверь ....

Можно было бы думать, что сей термин и вся физическая часть описывающая эту физическую закономерность исходя из того что Украина в принципе не горная страна , и в бОльшей своей части является равнинной является скорее всего "искуство для искуства" , но на самом то деле ...

В обычный жаркий день уже при температуре воздуха +30С с ВПП расположенной на высоте 300 метров над уровнем моря ( как пример это Западная Украина или Гора Климентьева в Крыму ) самолёт будет себя вести на взлете так же, если бы Вы производили взлёт с аэродрома расположенного ТРИ РАЗА выше ...

Чтобы понимать суть термина ПЛОТНОСТЬ ВЫСОТЫ ( Density Altitude, DA) произведем небольшой экскурс в "дебри" аэродинамики:
Вспоминаем что подъемная сила является пропорциональной к параметрам конструкции самолёта, квадрата скорости и плотности воздуха.
На скорость мы можем влиять , конструкцию самолёта мы наврядли изменим

Остается плотность воздуха ,а она зависит от его давления, температуры и влажности.
Чем выше температура, тем меньше будет плотность воздуха. Иначе можно сказать чем больше температура воздуха тем более он будет "жидкий"

Относительно подъемной силы самые не благоприятные дни это когда очень жаркие дни ( когда происходит то что мы называем " воздух пАрит")при низком атмосферном давлении.

Эффект сниженной плотности влияет на характеристики нашего самолёта по многим параметрам:
- Подъемная сила уменьшается
-КПД воздушного винта уменьшается
- мощность двигателя, которая на прямую зависит от количества кислорода в воздухе уменьшается -во влажные дни кислород будет замещаться водяным паром усиливая еще этот эффект...

Это всё будет иметь следующие последствия:
- РАзбегаться по полосе мы будем медленнее
- Набор высоты будет происходить с гораздо меньшими вертикальными скоростями В замешательстве

В реальной жизни будет происходить следующее :
Для достижения необходимой для взлёта подъемной силы самолёт будет должен разогнаться до бОльших скоростей, что как следствие при более медленным её набирании будет ЗНАЧИТЕЛЬНО увеличивать длинну разбега!

На посадки будут происходить подобные процессы:
Посадка будет длиннее , потому как TAS, истинная скорость относительно воздуха ( а потом так же скорость относительно земли) будет ЗНАЧИТЕЛЬНО выше чем IAS, скорость показываяема прибором , т.е. указателем скорости.

Теперь мы понимаем , что знакомство с таким параметром как ПЛОТНОСТЬ высоты является очень полезной.
Проблема возникает в ином. Язык сухих цифр как пример : плотность воздуха 1.2250кг/м3 это много или мало ?
На самом деле это будет то что нам нужно , потому как это параметр СТАНДАРТНОЙ атмосферы на уровне моря.

Density Altitude или Плотность высоты неразрывно связано с концепцией стандартной атмосферы ICAO. Терминология опубликованная в 1993 году описывает СТАНДАРТНЫЕ физические параметры
атмосферы, которая на уровне моря имеет температуру 15С, давление 1013.25Гпа и температура которой уменьшается на 1.98С на каждые 1000 футов высоты ( или 6.5С на 1000 метров высоты , но до высоты только 36000 футов)

И так мы подходим к пониманию ДАВЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ( ДВ) ( Pressure Altitude, PA)
ДВ показывает на какой высоте находится в данный момент ВС по отношению к стандартной изобаре 1013Гпа .
Если барометрическое давление аэродрома на котором мы находися будет ниже 1013Гпа то ДВ будет ВЫШЕ от истинной высоты и на оборот.

Вернемся к ПВ.
Официально указывается , что это ДВ откорректированная на нестандартную температуру и влажность.

А как на практике определить ПВ ?
Можно это произвести многими способами. Точное вычисление являются достаточно сложными . Разработано много упрощенных формул, как правило не учитывающих влияние влажности .Одна из таких формул позволяет произвести расчет ПВ на основании данных ДВ и температуры:

ПВ(футах)=ДВ(футах)+(120х(ОАТ[градусы C] - T isa[градусы C])))

где: ОАТ- это внешняя температура в С
T isa - составляет 15С - ( 2С/1000футов х истинная высота в футах )

ПРИМЕР:
Примем , что мы находимся на аэродроме с элевацией 1000 футов ( 305 метров). Температура воздуха составляет 30С, давление QNH составляет 1006Гпа.
Нам нужно для начала усановить высотомер на давление 1013Гпа, снимим показания .
ДВсоставляет около 1200 футов. Значит если наш аэродром расположен на высоте 1000футов, то стандартная температура на этой высоте составит 15С-1х2С=13С

Разница стандартной температуры и истинной составляет 30С-13С=17С
Подствив данные , определим , что ПВ на аэродроме составляет 3240 футов.
И именно эту высоту будет "ощущать" наш самолёт будет во время взлёта.

Можно эти параметры расчитать и при помощи так называемых калькуляторов:
http://wahiduddin.net/calc/calc_da.htm
или программы PilotWiz Pro разработанной для IPhone. В крайней программе нужно применять параметры из МЕРАР или АТИС как то температуры , точки росы, давления . Но можно и с автоматической метеостанции о которой я уже писал на нашем Уважаемом ФОРУМЕ.

Естественно. Знание ПВнам более важна чем выше расположен аэродром. Для Украины это западная её часть и Гора Климентьева.
В некоторых случаях после расчетов мы можем понять , что наше ВС вообще не сможет взлететь.
В таком случае нам необходимо будет разгрузить наш самолёт и отправить наших членов экипажа на другой более длинный аэродром где можно будет с радостью воссоедениться для продолжения безопасного полёта.
Это относиться и к тем аэродромам или пплощадкам с короткими полосами с которых кто то захочет взлетать во время максимальных дневных температур .

Как то я помню из за дозапраки одного самолётика ЮНГМАНН , я должен был посадить всю формацию принимающих участие в перелёте на хим площадку в Худяках при температуре окружающего воздуха на солнце 38С (35С в тени). Это было НЕЧТО. Рот на замке

Решение на вылет далее на маршрут я принял только тогда когда температура снизилась до 30С ( а это было уже около 19 часов Киева)Взлёт при полном штиле на короткой полосе , при высокой температуре был тоже произведением искусства....

Где можно почитать о этом ещё:

http://www.aopa.org/special/weather/0307jw.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Density_altitude

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%8B%D1%81%D0%BE%D1%82%D0%B0_%D0%BF%D0%BE_%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%F2%EC%EE%F1%F4%E5%F0%E0_%F1%F2%E0%ED%E4%E0%F0%F2%ED%E0%FF

http://www.apco.ru/lib/files/airsport_density.pdf

ПыСы. Спасибо АОПА Польша за тематику этой статьи
Андрею Бутенко за помощь в написании статьи