Que tipo de questões relacionadas ao calor extremo (115 ° F, 46 ° C ou mais) evitariam decolagens ou aterrissagens?

Resposta curta

Temperaturas muito altas limitam quanta carga útil e / ou combustível você pode carregar em um avião.

Motores

Para ajudá-lo a visualizá-lo, no ar quente, as moléculas de ar são mais energéticas, o que significa que o motor terá dificuldade em compactar o ar quente contra o ar frio. Perdendo o empuxo.

Asas

O ar quente - com as moléculas mais espaçadas - tem menos densidade, o que reduz a capacidade de elevação das asas.

Quente e Alto

Vegas não é apenas quente, mas também alta, o que significa que a pressão do ar já é menor do que no nível do mar.

Cada avião tem seus próprios gráficos de desempenho e, em cada voo, o despachante e a tripulação de voo garantem que o clima, a altitude, etc., permitirão uma decolagem e subida seguras.

Um plano é configurável para esses elementos variáveis. Por exemplo, usando maior configuração de empuxo ou mais abas para aumentar o levantamento.

Se você tem um avião muito pesado, uma situação quente e alta e uma pista curta, as coisas se tornam muito marginais -

Saída do Motor

- não apenas para a corrida de decolagem, mas também no caso de uma partida do motor durante a decolagem, ou seja, perda de um motor. O avião ainda tem que ser capaz de subir.

¹ _{Quando tri / quad-jets são comumente oferecidos ao lado de ETOPS gêmeo -jatos da mesma classe.}

Exemplo de impacto

^{(Mapa gerado usando o Great Circle Mapper )}

Um avião de carga MD-11 decolando da Etiópia em rota para a Europa não pode decolar totalmente abastecido, e tem que parar no Cairo para um reabastecimento. Note que se a Etiópia estivesse no nível do mar ou mais fria, um vôo direto teria sido possível.

Aterrissar

Para pousar em um aeroporto quente e / ou alto, a velocidade de pouso será maior, então o que importa é o comprimento da pista disponível para o pouso. Novamente, há tabelas de desempenho para isso.

Fique tranqüilo, essas coisas são verificadas e checadas duas vezes. E ninguém pode interferir com o tempo relatado, porque é muito crítico para a segurança de vôo.

Além disso, os aviões possuem seus próprios sensores de temperatura. Aviões mais novos podem até mesmo alertar a tripulação se o peso bruto, a configuração, o comprimento da pista, a temperatura e a elevação não forem suficientes combinação não for suficiente .

O desempenho de aeronaves é um tópico multifacetado. Na medida em que é tão quente que a operação é proibida, um par de coisas vêm à mente.

Os números de desempenho da aeronave são fornecidos pelo fabricante da aeronave, tipicamente como tabelas, até uma certa temperatura. Como os operadores são obrigados a usar essas tabelas para determinar a capacidade da aeronave de decolar com segurança, se a temperatura estiver acima da temperatura máxima na tabela, não haverá dados testados disponíveis para isso e a operação legal será interrompida. Acabei de verificar os dados de desempenho de um 747-200 com motores P & W JT9D-7Q, e as mesas atingem 50,5 ° C (123 ° F).

Outro fator é a temperatura máxima do combustível. Para aviões 747-100 / 200, essa temperatura era de 54 ° C, como eu me lembro, cerca de 129 ° F.

Agora, não posso falar sobre o ambiente operacional atual desde que me aposentei em 1999, mas na década de 1990, falsificar ou ignorar os requisitos de temperatura era comum em alguns países do terceiro mundo. Por exemplo, se estivéssemos nos países ao redor do extremo sul do Golfo Pérsico (o Irã o chamava de Golfo Pérsico) no verão e a aeronave estivesse abastecida e tivesse ficado um dia ou dois ao sol com meio dia de tempestade no sombra de 120 ° F (49 ° C) ou mais, você sabia que a temperatura do combustível pode estar um pouco acima de 54 ° C, mas ninguém nunca verificou. O que você fez foi explicar essa possibilidade em seu planejamento. Você pode, por exemplo, optar por fazer uma decolagem completa em vez da decolagem de potência reduzida que você poderia ter usado.

Eu pessoalmente nunca tinha conhecimento de qualquer relato errado da temperatura nos EUA, mas na década de 1980, quando eu estava voando com o Metroliners para um viajante comum, havia um aeroporto que normalmente não relatava uma visibilidade. Menos do que o mínimo necessário para iniciar uma aproximação quando um vôo pendente era devido. Uma vez que você reportou a entrada do marcador externo (ambiente não-radar naquela época), eles lhe disseram qual era o RVR real. Como você estava dentro do marcador externo, era legal continuar a abordagem, e sempre fazíamos, e sempre aceitávamos. Isso deixava todo mundo feliz: a companhia aérea, a torre e a câmara de comércio local.

Se a temperatura estiver quente o suficiente, a pista pode fivela . O asfalto se expande à medida que aquece e, eventualmente, se expande tanto que começa a dobrar. Isso fez com que as pistas fechassem (nos EUA e em outros lugares), mas parece não haver uma regulamentação específica, ela parece ser tratada com inspeções de pista e fechamento da pista sempre que um problema é encontrado.

Pneus ...

... pelo menos isso foi iniciado. Meu avô era um piloto que começou nos anos 30 e conseguiu ver toda a tecnologia se desenvolver. Os pneus de sopro foram um grande problema para as grandes aeronaves desde o bombardeiro da Segunda Guerra Mundial até os aviões de passageiros nos anos 70. Usado para ver pneus reais no final das pistas com bastante frequência. Quando eu era criança, no final dos anos 70, um táxi no campo de Love em Dallas, Tx foi atingido por um fragmento de pneu queimado em junho, quando os temps já estavam acima de 100ºF.

Comparado aos pneus de veículos terrestres, os pneus de aeronaves são relativamente finos e têm paredes parecidas com balões porque

• eles lidam com muita variação de pressão
• eles têm que absorver o choque
• eles têm que rolar em velocidades que em um veículo terrestre os qualificariam como um carro de corrida, o que gera muito calor
• eles precisam de grandes patches de contato, mas ainda precisam economizar peso

No entanto, os pneus semelhantes a balões são mais sensíveis à expansão devido ao calor. A 115 ° F (43 ° C), os pneus dos aviões na decolagem do asfalto já estarão perto da borda de sua especificação de expansão. Nos aviões de pouso, os pneus vão de sub-zero a quase superaquecimento antes mesmo de os pneus atingirem o asfalto.

Eu acho que os transportes militares têm algum tipo de sistema de refrigeração para permitir que todas as operações climáticas tenham visto as variantes C-130 aterrissarem em climas quentes e então algo que parece um escape de extintor de incêndio sai do porto na parte de trás do volante montagem ou seja, não está queimando borracha. Provavelmente é uma tecnologia como tanques de combustível pressurizados com nitrogênio, permite pousos em qualquer tempo, mas caro para aeronaves civis. Mas eu nunca olhei para isso, então eu poderia estar errado.

Não é necessariamente a operadora do aeroporto que limita as decolagens e aterrissagens em dias tão quentes, mas o fabricante da aeronave. Todos os aviões certificados da Parte 25 exigem dados de desempenho para todos os pesos, altitudes e temperaturas em que operam. Muito provavelmente, o fabricante da aeronave decidiu limitar as decolagens e aterrissagens em tais dias quentes porque eles escolheram não publicar os dados aplicáveis.

§25.105(a) The takeoff speeds prescribed by §25.107, the accelerate-stop distance prescribed by §25.109, the takeoff path prescribed by §25.111, the takeoff distance and takeoff run prescribed by §25.113, and the net takeoff flight path prescribed by §25.115, must be determined in the selected configuration for takeoff at each weight, altitude, and ambient temperature within the operational limits selected by the applicant—

É por causa da densidade do ar. A densidade do ar não é constante e varia com a elevação acima do nível do mar e da temperatura do ar.

$$ F {elevador} \ vezes \ dfrac {1} {2} \ times \ rho \ times V ^ 2 \ times A $$

… onde $ A $ é a área da asa, $ V $ é a velocidade e $ \ rho $ é a densidade do ar. Se o ar não for denso o suficiente, a aeronave não poderá decolar se não for capaz de gerar sustentação suficiente no final da corrida de decolagem ou terá que pousar a uma velocidade que seja alta demais para evitar que ela pare. .

Altitude de densidade é a altitude relativa às condições atmosféricas padrão (ISA) nas quais a densidade do ar seria igual a a densidade do ar indicada no local de observação. Em outras palavras, a densidade é a densidade do ar, dada como uma altitude acima do nível médio do mar. A "altitude de densidade" também pode ser considerada como a altitude de pressão ajustada para temperatura fora do padrão.

Tanto o aumento da temperatura, a diminuição da pressão atmosférica e, em um grau muito menor, o aumento da umidade causarão um aumento na altitude de densidade. Em condições quentes e úmidas, a altitude de densidade em um determinado local pode ser significativamente maior que a altitude real.

Na aviação, a altitude de densidade é usada para avaliar o desempenho aerodinâmico da aeronave sob certas condições climáticas. O levantamento gerado pelos aerofólios da aeronave e a relação entre a velocidade indicada e a velocidade real também estão sujeitos a mudanças na densidade do ar. Além disso, a potência fornecida pelo motor da aeronave é afetada pela densidade do ar e pela composição do ar.

O desempenho da aeronave é diretamente afetado pelas condições atmosféricas do ambiente. Especificamente, tanto a elevação das asas (ou rotores), a potência do motor e o empuxo no caso dos motores a jato são proporcionais à densidade do ar. O ar frio e denso cria muito mais sustentação para uma dada velocidade verdadeira do que o ar quente e o ar rarefeito e os motores produzem mais potência em densos e / ou impulsos em ar mais denso do que no ar mais rarefeito.

A densidade do ar é uma função da pressão atmosférica e da temperatura usando a lei dos gases ideais

p = drT

d = p / (rT)

onde p é a pressão do ar ambiente, d é a densidade do ar e T é a temperatura ambiente. r é a constante de gás ideal.

Portanto, a densidade é diretamente proporcional à temperatura do ar e inversamente proporcional à temperatura.

Na aviação, a pressão é um fator tanto da elevação do campo quanto da pressão atmosférica ambiente na área. Quanto mais alto você vai do nível do mar, menos denso o ar fica para qualquer temperatura.

Essas condições "quentes e altas" podem ser extremamente perigosas e muitos pilotos bons foram mortos porque não levaram em conta os cálculos de desempenho relacionados ao comprimento da pista necessário para a decolagem e o gradiente de subida para eliminar obstáculos. A pista necessária para acelerar para V _r e limpar um obstáculo pode ser tanto quanto 200-300% maior do que a requerida para uma decolagem no nível do mar, e a taxa máxima de subida em V _y em um dia quente pode ser reduzido pela metade em comparação com operações frias do nível do mar. Isto é particularmente perigoso para o vôo do mato e operações em terrenos montanhosos.

Abaixo está um link para um vídeo de um avião leve Stinson 108 partindo de uma faixa de grama perto de Stanley, Idaho, com uma 6000 pés de elevação de campo em um dia de verão de 85 °. A aeronave também foi carregada com quatro pessoas em peso bruto. AVISO: conteúdo gráfico; se as colisões de aviões o incomodarem, não assista.

A boa notícia é que todos a bordo tiveram sorte e se afastaram do acidente; a maioria das pessoas envolvidas com esse tipo de emergência não tem tanta sorte.

Os dados de desempenho para aeronaves são publicados pelo fabricante no manual operacional do piloto (POH) requerido e os cálculos de desempenho devem ser executados antes de todas as operações de voo. As condições atmosféricas ambientais estão disponíveis para o piloto na forma de transmissões ATIS / AWOS / ASOS ou usando equipamento portátil de monitoramento do tempo. As transmissões ATIS facilitam o processo transmitindo uma altitude de densidade para o campo que é equivalente a uma altitude de campo se o ar ambiente estiver à temperatura e pressão padrão de 15 ° Celsius e 29,92 polegadas de Mercúrio.

Eu não posso falar pelos procedimentos operacionais da McCarran International (LAS / KLAS) , mas suspeito que eles não permitem operações acima de 40 ° C porque as pistas não seriam suficientes para o lançamento e a recuperação de transportes pesados nessas condições e, em geral, os fabricantes de aeronaves não especificam dados de desempenho para temperaturas acima de 45 ° C / 110 ° F.