السرعة الجوية والعوامل التي تعتمد عليها الارتفاعات خلال إقلاع الطائرات

قد تبدو خطوات الإقلاع والصعود في الطائرة بسيطة وواضحة، ولكن كلاهما يتضمن خطوات مهمة تساهم بشكل كبير في سلامة كل رحلة، وفي هذا المقال سنناقش السرعة الجوية للاقلاع بالإضافة للارتفاعات التي تطير فيها الطائرة والعوامل التي تعتمد عليها الارتفاعات التي يقررها الطيارون.

السرعة الجوية خلال إقلاع الطائرة

دائمًا هناك حاجة للحديث عن حساب إعدادات السرعات والطاقة لرحلة الطائرة، وإن سرعة واحدة على وجه الخصوص تستحق اهتمامًا خاصًا، حيث يتم تعريف V1 على أنها “السرعة الحرجة أو سرعة قرار الإقلاع” وعندما نسافر بالطائرة، فمن المؤكد أن الطيارين يناقشون هذه السرعة V1 أثناء تحركهم نحو المدرج.

يعتبر تحقيق سرعة V1 أولوية قصوى أثناء الإقلاع، وأي تطورات غير طبيعية أقل من هذه السرعة تعني أن الطاقم سيلغي عملية  الإقلاع للطائرة، وعند سرعة أعلى من V1، سيتم التعامل مع أي مشكلة تواجه الطائرة في الهواء، ونظرًا لمجموعة متنوعة من العوامل، يعد الاستمرار في الإقلاع مرة واحدة عند سرعة V1 أو أعلى منها أكثر أمانًا من محاولة إيقاف الطائرة، ويدرك الطيارون ذلك تمامًا، وبالتالي يركزون بشكل خاص على مراقبة السرعة الجوية أثناء الإقلاع.

البدائل وخطط الطوارئ للمشاكل خلال إقلاع الطائرة

تتضمن مناقشة الطيارين قبل الإقلاع خطط عمل بديلة، بحيث تتناول هذه الخطط المشكلات التي تنشأ فور الإقلاع، وأثناء الطريق، وعند الاقتراب من مطار الوجهة، وأي موقف آخر قد يتطلب مطارًا بديلًا أو موقع هبوط وفي بعض الحالات، بسبب انخفاض الرؤية أو القيود الجغرافية (مثل التضاريس العالية)، ولا تتمكن الطائرات العودة إلى مطار المغادرة بعد الإقلاع.

في هذه الحالات، يختار الطيارون والمرسلون بديلًا للمغادرة، وهو مطار قريب (نسبيًا) بحيث يمكن للطائرة أن تتعامل مع أي حدث غير طبيعي وفي الحالات القصوى، قد يضطر الطاقم إلى اختيار موقع هبوط خارج المطار، مثلًا رحلة الخطوط الجوية الأمريكية رقم 1549 التي هبطت بسلاسة في نهر هدسون.

وكانت عملية الهبوط معجزة بالفعل بعد فشل المحرك المزدوج للرحلة، إلا أن النهاية السعيدة كانت إلى حد كبير بسبب خطة الطوارئ التي طورها كابتن الطائرة وطاقمه.

ارتفاعات التسلق للطائرة

طوال فترة الصعود إلى ارتفاع الرحلة الجوية، يراقب الطيارون بعض الارتفاعات الرئيسية، هذه الارتفاعات بمثابة معالم يستخدمها الطاقم لأداء المهام الأساسية مثلًا:

• ارتفاع 400 قدم: بعد الإقلاع، تكون الأولوية المباشرة للطاقم هي الوصول إلى ارتفاع 400 قدم، حيث يستعمل هذا الارتفاع على نطاق واسع للانتقال من التسلق الأقصى إلى الرحلة الأفقية المستوية، ولكن لماذا 400؟ يتم استخدام هذا الرقم لأن الطائرة، بمقدار 400 قدم ستكون قد صعدت فوق معظم العوائق القريبة.

ومع ارتفاع قليل بين الطائرة وسطح الأرض، تننقل الطائرة إلى رحلة الصعود الجوية بحيث يتم اعتماد سرعة جوية أعلى وزاوية صعود أقل عمقًا، وسيتم سحب أي اللوحات المستخدمة أثناء الإقلاع بمجرد وصولها إلى 400 قدم ويتم تنشيط العناصر الملحقة للطائرة، والتي تقلل بشكل طفيف من الطاقة الخارجة من المحرك.

• ارتفاع 10000 قدم: على هذا الارتفاع يتم تطبيق قواعد قمرة القيادة الضروروية مما يعني أنه لا يُسمح إلا بالاتصالات الأساسية في الارتفاعات المنخفضة، وينشغل الطاقم في إجراء قوائم التحقق بعد الإقلاع، والتواصل مع مراقبي الحركة الجوية (ATC) وأدوات المراقبة، وتكوين الطائرة.

بالإضافة إلى ذلك، ويحتوي المجال الجوي الذي يقل عن 10000 قدم في كثير من الأحيان على قدر كبير من الحركة الجوية، لا سيما بالقرب من المطارات، وفوق 10000 قدم تميل الأمور إلى الاستقرار وعادة ما تقل حركة المرور قليلاً وفي هذه المرحلة، يتم إيقاف تشغيل عناصر مثل أضواء الهبوط (المستخدمة لزيادة رؤية الطائرة).

• ارتفاع 18000 قدم: يمثل هذا الارتفاع الحد الأدنى للمجال الجوي من الفئة (A) والفئة (A) محظورة على حركة المرور المرئية وهي مختصة لطائرات رجال الأعمال، وقبل الإقلاع ينشغل الطيارون بالتخطيط والمراقبة والتوقع والتكيف مع كل من الأحداث المتوقعة وغير المتوقعة، وهذا التفاني يجعل الطيران نظام النقل الأكثر أمانًا في العالم، لذلك يجب على المسافر أن يكون مطمئنًا لأن طاقم الطائرة مستعد وقادر على التعامل مع أي موقف ممكن تقريبًا.

العوامل التي تعتمد عليها الارتفاعات التي يقررها الطيارون

في الأعلى، سلطنا الضوء على ارتفاعات الرحلات الجوية المتاحة للطيارين واتجاه الرحلة، ومن خلال هذه المشاركة، سنفحص كيفية اختيار أفضل ارتفاع للظروف الحالية، وتؤثر مجموعة متنوعة من العوامل على الارتفاعات التي يقررها الطيارون والمرسلون الجوييون في النهاية.

الارتفاع

دائمًا ما يتم ملاحظة عدد الطائرات التي تميل إلى الاستقرار بالقرب من ارتفاع 35000 قدم، وفي طبقة التروبوبوز وهي الحد الفاصل بين التروبوسفير، أدنى طبقة في الغلاف الجوي، والستراتوسفير ويختلف ارتفاعها مع انحناء الأرض، حيث تتراوح من حوالي 24000 قدم عند القطبين إلى حوالي 56000 قدم بالقرب من خط الاستواء، وفي الولايات المتحدة يبلغ متوسط ارتفاع تروبوبوز حوالي 36000 قدم.

وتشمل بعض فوائد التشغيل بالقرب من هذا الارتفاع عدم وجود حركة طيران عامة (بطيئة) والقدرة على مواجهة معظم الأحوال الجوية، ومزايا رحلة منطقة تروبوبوز هي الأسباب الرئيسية لتحليق الطائرات على هذه الارتفاعات.

الضغط الجوي

كما تعلم على الأرجح، ينخفض الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع، وهذا الانخفاض في الضغط يقلل من أداء المحرك، ولكن ينتج عنه ميزتان هامتان:

• انخفاض إجمالي السحب الديناميكي الهوائي على الطائرة.

• كلما انخفضت كثافة الهواء، قل الوقود الذي تتطلبه المحركات، وإن العمل في هذه الارتفاعات الموفرة للوقود يوفر لشركات الطيران عدة ملايين من الدولارات كل عام من نفقات الوقود وحدها.

درجة الحرارة

على الرغم من أننا ذكرنا أن انخفاض الضغط الجوي يقلل من أداء الطائرة، فإن هذا الانخفاض في الضغط الناتج عن المحرك يقابله جزئيًا درجات الحرارة الأكثر برودة ويميل الهواء البارد بطاقته المنخفضة نسبيًا إلى التكثيف، وعند انخفاض درجات الحرارة ومع زيادة الارتفاع، فإن الميل الطبيعي لهذا الهواء البارد يساعد في مواجهة المعدل الإجمالي لانخفاض الضغط الجوي، ويعتبر تبريد الهواء مع زيادة الارتفاع فائدة كبيرة للطائرات.

وتشير طبقة التروبوبوز أيضًا إلى نهاية انخفاض درجات الحرارة مع زيادة الارتفاع، أما فوق طبقة التروبوبوز، تزداد درجة الحرارة في الواقع مع الارتفاع، مما يقلل بسرعة من أداء الطائرة أو المحرك.

وفوق طبقة التروبوبوز، تقضي التخفيضات الكبيرة في الأداء فعليًا على جميع الفوائد التي يمكن العثور عليها على ارتفاعات أعلى، وبشكل عام، فإن طبقة التروبوبوز هي المكان المثالي لعمليات الطيران بسبب انخفاض السحب الديناميكي الهوائي، وانخفاض استهلاك الوقود، والطقس المضطرب (إن وجد)، وغياب الطائرات البطيئة.

وهذه كلها عوامل تزيد من كفاءة الطيران عند هذا المستوى، ومع هذه الفوائد العديدة، لا ينبغي أن يكون مفاجئًا عندما يعلن قائد الطائرة قائلًا، “سنبحر على طول اليوم على ارتفاع 35000 قدم”.

الرياح

تميل الرياح بشكل عام إلى الزيادة مع الارتفاع، واعتمادًا على اتجاه الرحلة، يمكن أن تكون هذه نعمة كبيرة أو نقمة كبيرة، مثلًا الرياح الخلفية تجعل الأداء والسرعة لصالح الرحلة.

أما الرياح المعاكسة، أو التيارات النفاثة (غالبًا ما تزيد عن 100 عقدة) تعمل على إطالة وقت الرحلة وتحرق قدرًا أكبر من الوقود، ومع الرياح المعاكسة القوية، غالبًا ما يكون من الأفضل البحث عن ارتفاع منخفض بدون العواصف.

طول الرحلة

غالبًا ما تلغي الرحلات الجوية القصيرة مزايا الارتفاع على سبيل المثال، تحرق محركات الطائرات وقودًا أثناء التسلق أكثر مما تحرقه في خلال الرحلة بخط مستقيم.