در زمینه ی حمل و نقل چه شخصی و چه عمومی، یکی از اصلی ترین و پایه ای ترین نکات در رعایت ایمنی، داشتن سرعت مناسب است. همانطور که می دانید این تناسب تنها با استفاده از این که وسیله ی شما چیست و شما در چه مکان و شرایط قرار دارید، قابل سنجش است. در هر جایی باید متوسط سرعت صحیح را داشت. امروز می خواهیم بررسی کنیم تا بدانید که یکی از امن ترین و در عین حال حساس ترین وسایل بزرگ نقلیه و جا به جایی در جهان یعنی هواپیما باید در شرایط مختلف چه سرعتی داشته باشد. در واثقع ما می خواهیم تا با بررسی سرعت های مختلف هواپیما، شرایط مختلف و سوالات مختلف در این حوزه را تا حدودی پاسخ دهیم. در ادامه با ما در الی گشت همراه باید تا به اتفاق یکدیگر را مورد بررسی قرار دهیم.
مطالب مرتبط: خمیدگی بال های هواپیما در پرواز به چه علتی است؟ دلیل تفاوت در زمان پرواز رفت و برگشت هواپیما چیست؟ عجیب ترین اتفاقات هواپیمایی جهان که هیچ توجیهی برای آن ها نیست
قبلا در تشرح اتاق کابین هواپیما این نکته را گفته بودیم که یکی از مهم ترین کلیدها و نمایشگرهایی که در اتاق کابین موجود است، صفحه ی نشان دهنده ی سرعت یا Airspeed indicator می باشد. اعداد این نمایشگرها نشان دهنده ی یکی از مهم ترین اطلاعات است که خلبان و کمک هایش در طول پرواز به آن احتیاج دارند، نشان دهنده ی یکی از ۶ دکمه ی حساس و دقیق و اصلی در پرواز که فرآیند کنترل پرواز را به صورت مستقیم هدایت می کند، می باشد.
باید این نکته را بدانید که عوامل متعددی بر روی نشانگرهای سرعت و یا همان Airspeed indicator ها تاثیر می گذارند که البته در شرایط مختلف نیاز به تصحیح دارند. طرز کار نشان دهنده ی سرعت هواپیما بر اساس اختلاف فشار حساب شده ای است که توسط مجرای پیتوت و همچنین مجرای استاتیک، سرعت هواپیما را اندازه گیری می کند و آن را به خلبان ها نشان می دهند.
در توضیح این که مجرای پیتوت و مجرای استاتیک چیست باید بگوییم که؛ مجرای پیتوت یا Pitot tube به طور معمول بر روی بال هواپیما یا دماغه ی هواپیما نصب می شوند تا در معرض جریان مستقیم نسبی هوا قرار بگیرند.
در واقع این عمل باعث می شود تا جریان نسبی هوا قبل از این که توسط بدنه ی هواپیما تحت تاثیرعوامل مختلف قرار گیرد، وارد مجرای پیتوت شود. حال در این مابین مجرای پیتوت فشار مطلق یا Total pressure را اندازه گیری می کند. اما عملیات در همین جا به پایان نمی رسد بلکه، بر خلاف روند کاری که مجرای پیتوت دارد، مجرای استاتیک بر روی قسمت کناری بدنه ی هواپیما نصب می شود تا جریان نسبی هوا مستقیما وارد آن نشود و در نتیجه ی آن می تواند که، فشار استاتیکی یاStatic pressure را محاسبه کند.
البته باید حتما به این نکته توجه داشت که در هواپیما های کوچک این دو مجرا با یکدیگر در نهایت ترکیب شده اند و به همین خاطر نیز معمولا در زیر بال هواپیما نصب می گردند. دانستن این نکته برای شما خالی از لطف نیست که بدانید، به اختلاف بین فشار مطلق و فشار استاتیکی؛ فشار دینامیکی گفته می شود که به عنوان سرعت هواپیما بر روی نشان دهنده ی سرعت به خلبان نشان داده می شود.
- سرعت مشخص یا Indicated airspeed: این نوع سرعت برابر با سرعت هواپیمایی است که شما با آن پرواز می کنید و در نهایت با مقایسه ی بین فشار پیتوت (مطلق) و فشار استاتیکی، مستقیما بر روی نشان دهنده ی سرعت به نمایش در می آید و خلبان این سرعت را مستقیما از روی نشان دهنده ی سرعت می خواند. توجه داشته باشید که هرچه سرعت هواپیما بالاتر برود، اختلاف فشار بین فشار پیتوت و استاتیک افزایش پیدا می کند. سازندگان هواپیما این سرعت را به عنوان پایه و اساس Performance هواپیما می دانند.
- سرعت کالیبره شده یا Calibrated airspeed: این سرعت برابر است با سرعت مشخص شده که برای خطاهای موجود در آن، نشان دهنده قرار گجرفته است و در نصب آن نیز تصحیح صورت گرفته است. به عنوان مثال به شما می گیوییم که؛ در هواپیماهای آموزشی در درون نشان دهنده های سرعت چرخدنده هایی موجود می باشد که این چرخدنده ها به علت وجود اصطکاک نمی توانند اطلاعات دقیق سرعت را بر روی نشان دهنده ی سرعت به طور کامل منتقل کنند.
- تایل ویند یا همان tailwinds: اد مساعد در قسمت دم هواپیما، هواپیما را به جلو پیش می برد.
- هد ویند یا همان headwind: در قیمت جلوی هواپیما است و سرعت هواپیما را کاهش می دهد.
هواپیماهای مختلف چه سرعتی دارند؟
با توجه به این مکانیزمی که برای شما توضیح دادیم، هواپیماهای مسافربری معمولا با داشتن سرعتی بین ۰٫۸ ماخ و ۰٫۹ ماخ و در ارتفاع ۹۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ متری که تا ارتفاع ۳۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ فوت نیز پرواز می کنند. جالب است بدانید که هیچ هواپیمای مسافربری به جز هواپیمای کنکورد قادر به پرواز مافوق صوت نیست.
سرعت هواپیماهای مسافربری دارای طیف محدودی است که به نام گوشه ی کافین (Coffin Corner) شهرت دارد. گوشه ی کافین که به آن سقف آیرودینامیکی نیز می گویند، برابر با حداکثر ارتفاعی است که سرعت هواپیمای بال ثابت در نزدیکی عدد ماخ بحرانی (Critical Mach number) قرارش می دهد. باید بدانید که پرواز با سرعتی بیشتر از این محدوده بسیار خطرناک است و باعث اختلال در کنترل هواپیما می شود.
با این احتساب، در پایین این طیف سرعت استال ( stall speed) قرار دارد و در بالای طیف نیز حداکثر سرعت ماخ (maximum Mach speed) قرار گرفته است. اکثر هواپیماهایی که با بدنه ی متوسط و بزرگ هستند، معمولا با سرعت یکسان و مشابه حرکت می کنند.
این امر به این دلیل نیست که شرکت های هواپیمایی سعی در یکسان سازی سرعت داشته باشند، بلکه به این خاطر است که بوئینگ ۷۴۷ و ۷۳۷ عملکردهای مشابه ای در آسمان دارند. تفاوت عمده این هواپیما غالبا در ظرفیت مسافر و فضای داخل کابین است.
در هواپیماهای جنگی، سرعت هواپیماها متفاوت از واپیماهای باربری و یا مسافربری می باشد و نمی توان با یکدیگر، سرعت های ان ها را یکسان فرض نمود.
به طور مثال در جنگنده های F14، حداکثر سرعت در ارتفاع بالا: ۱۹۹۷ کیلومتر بر ساعت است که در نهایت برابر است با ۱۲۴۱ مایل بر ساعت که با یک حساب سرانگشتی برابر می شود با ۱.۸۸ ماخ.