نهایت سرعت هواپیمای مسافربری چقدر است؟

در زمینه‌ی حمل و نقل، چه شخصی و چه عمومی، یکی از اصلی‌ترین و پایه‌ای‌ترین مسائل در رعایت ایمنی، کنترل سرعت مناسب است. احتمالا می‌دانید این تناسب تنها با استفاده از این که وسیله ی شما چیست و در چه مکان و شرایط قرار دارد، قابل سنجش است. در هر جایی باید متوسط سرعت صحیح را داشت، اگر قصد سفر به نقاط دور را داشته باشید حتما خوب می‌دانید که وسایل بسیار زیادی برای سفر وجود دارند؛ قطار، کشتی، هواپیما و گاهی هم سایر وسایل نقلیه بسته به شرایط ما می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. هر یک از این وسایل ویژگی‌های خاص خود را دارند‌. برای طی کردن مسافت‌های طولانی در زمان کم هواپیما بهترین انتخاب است. می‌توان به جای زمان‌های طولانی با استفاده از هواپیما مدت کمتری را در راه باشیم، زیرا هواپیماها سرعت بیشتری نسبت یه دیگر وسایل نقلیه دارند. با این اوصاف آیا تا حالا به این فکر کرده اید که سرعت هواپیمای مسافربری چقدر است؟ یا این‌که آیا هواپیمایی که تاخیر دارد می‌تواند با سرعت بیشتری حرکت کند؟ این سوال‌هایی است که شاید به ذهن ما خطور کرده باشد اما جواب دقیق و مناسبی برای آن پیدا نکرده باشیم. اگر قصد خرید بلیط هواپیما دارید در ادامه مطلب با ما همراه باشید.

سرعت هواپیمای مسافربری

همه هواپیماها با سرعت بالایی حرکت می‌کنند. با استفاده از هواپیمای مسافربری در مدت زمانی بسیار کوتاه می‌توان مسافتی طولانی را پیمود و در مدت بسیار کمی به مقصد رسید. همه می‌دانیم که سرعت هواپیما بسیار زیاد است، اما یعنی چقدر؟ آیا می دانید هواپیماهای مسافربری با چه سرعتی در آسمان پرواز می کنند؟ آیا محدودیت خاصی برای سرعت هواپیما وجود دارد؟ آیا سرعت هواپیماها با یکدیگر متفاوت است؟

عدد ماخ چیست؟

 عدد ماخ در واقع همان نسبت سرعت هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را معرفی کرد، نام آن را «ماخ» نهادند.

وقتی هواپیما به ارتفاع ۷۰۰۰ تا ۹۰۰۰ متری (۲۵۰۰۰-۳۰۰۰۰فوت) می‌رسد سرعتش را با عدد ماخ مقایسه می‌کنند و آن را به صورت درصدی از سرعت صوت بیان می‌کنند. به عنوان مثال، عدد ماخ ۰.7۰ یعنی 7۰% سرعت صوت. البته چون سرعت صوت با دمای هوا تغییر می‌کند، این عدد ثابت نیست، سرعت صوت در سطح دریا و دمای ۱۵ درجه سانتی گراد ۷۶۱ مایل در ساعت (۱۲۲۴.۷۱ کیلومتر در ساعت) است. در ارتفاع ۳۶۰۰۰ فوت (۱۱۰۰۰ متری) و دمای -۵۷ درجه سانتی گراد این سرعت به ۶۶۰ مایل در ساعت (۱۰۶۲.۱۷ کیلومتر در ساعت) می‌رسد.

بنابراین سرعت هواپیمای مسافربری دارای محدودیت است وقتی هواپیما به سرعت صوت نزدیک می‌شود امواج صوتی به وجود می‌آیند و مشکلات آیرودینامیکی ایجاد می‌کنند. بنابراین، همواره حداکثر عدد ماخ برای هواپیماها محاسبه می‌شود و به عنوان مرجع در اختیار خلبان برای سنجش سرعت پرواز قرار می‌گیرد.

حداکثر سرعت هواپیماهای مسافربری

هواپیماهای مسافربری معمولا با سرعتی بین ۰.۸ ماخ و ۰.۹ ماخ و در ارتفاع ۹۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ متری (۳۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ فوت) پرواز می‌کنند. تنها هواپیماهای کنکورد هستند که می‌توانند مافوق صوت حرکت کنند.

همان‌طور که گفتیم سرعت هواپیما بدون محدودیت نیست، این محدودیت را با اصطلاحی به نام گوشه کافین (Coffin Corner) بیان می‌کنند.

اصطلاح دیگر سقف آیرودینامیکی است. سقف آیرودینامیکی، حداکثر ارتفاعی است که سرعت هواپیمای بال ثابت در نزدیکی عدد ماخ بحرانی (Critical Mach number) قرار می‌گیرد.

تجاوز سرعت هواپیما از این محدوده خطرناک است و می تواند باعث اختلال در کنترل هواپیما شود. در پایین این طیف سرعت استال ( stall speed) قرار دارد و در بالای طیف نیز حداکثر سرعت ماخ  (maximum Mach speed) قرار دارد.

بوئینگ ۷۴۷ و ۷۳۷ عملکردهای مشابه‌ای در آسمان دارند و تفاوت عمده این هواپیما غالبا در فضای داخل کابین و ظرفیت مسافر است.

 به همین دلیل اکثر هواپیماهای با بدنه متوسط و بزرگ معمولا با سرعتی تقریبا یکسان حرکت می‌کنند. این امر به این دلیل نیست که شرکت‌های هواپیمایی سعی در یکسان سازی سرعت داشته باشند، بلکه به خاطر ساختارهای مشابه در هواپیماها است.

انواع سرعت هواپیمای مسافربری و آموزشی

سرعت مشخص یا Indicated airspeed:

این  سرعت در واقع همان سرعت هواپیمایی است که شما با آن پرواز می‌کنید و در نهایت با مقایسه‌ی بین فشار مطلق و فشار استاتیکی، بر روی نشان دهنده‌ی سرعت به نمایش در می‌آید و خلبان این سرعت را مستقیما از روی نمایشگرسرعت می‌خواند. لازم به ذکر است که هرچه سرعت هواپیما بالاتر برود، اختلاف بین فشار مطلق (پیتوت) و فشاراستاتیک افزایش پیدا می‌کند. این سرعت به عنوان پایه و اساس  Performance هواپیمادر نظر گرفته شده است.

سرعت کالیبره شده یا  Calibrated airspeed :

این سرعت برابر است با سرعت مشخص شده و برای خطاهای موجود در آن، نشانگر قرار گرفته است.  برای مثال به شما می گوییم که در هواپیماهای آموزشی، در درون نشان دهنده‌های سرعت چرخ دنده‌هایی موجود می باشد که این چرخ دنده‌ها به علت وجود اصطکاک نمی‌توانند اطلاعات دقیق سرعت را برروی نشان دهنده ی سرعت به طور کامل منتقل کنند.

سرعت زمینی و سرعت هوا

سرعت گیری هواپیما بر اساس مکانیزمی است که بیان شد اما وقتی در مورد حداکثر سرعت هواپیماهای مسافربری صحبت می کنیم موضوع کمی پیچیده تر می شود. در صنعت هوانوردی چند نوع سرعت داریم:

 سرعت زمینی (ground speed) مفهوم سرعت زمینی همان طور که از اسمش پیداست، به سرعت هواپیما نسبت به زمین گفته می‌شود.

سرعت هوا (airspeed) که خود به چند نوع مختلف دسته بندی می‌شود.

 وقتی هواپیما به ارتفاع معینی در آسمان می‌رسد و در مسیر اصلی قرار می گیرد (ارتفاع کروز) سرعت زمینی معمولا متغیر و بین ۳۰۰ و ۶۰۰ گره در ساعت خواهد بود، اما با سرعت هوایی ثابتی پرواز خواهد کرد.

وزش باد مساعد در قسمت دم هواپیما یا تایل ویند (tailwinds) هواپیما را به جلو می‌راند و وزش باد در قسمت جلو یا هد ویند (headwind) از سرعت هواپیما می‌کاهد.

با مثال‌های دیگر این موضوع را بیشتر بررسی می‌کنیم. اگر یک هواپیما روی باند فرودگاه ثابت و بی‌حرکت باشد  و هد ویندی معادل 30 مایل در ساعت داشته باشد علیرغم این که هواپیما ساکن و بی‌حرکت است می‌گوییم 30سرعت هواپیما 30 مایل در ساعت است. این امر به این دلیل است که سرعت جریان هوا روی بال‌ها تعیین می‌کند که بال‌ها تا چه میزان می‌توانند هواپیما را بالا ببرند. به تعبیر دیگر “سرعت هوا” مقیاس اندازه گیری سرعت هوا روی بال هاست. در واقع همین نیروی بالابرنده یا لیفت (lift) است که به هواپیما این امکان را می‌دهد در آسمان معلق بماند و پرواز کند.

حال فرض کنیم یک هواپیمای مسافربری با سرعت ۱۴۰ مایل در ساعت از زمین بلند می‌شود. اما ۲۰ مایل در ساعت سرعت هد ویندش باشد، در این صورت تنها به ۱۲۰ مایل در ساعت سرعت زمینی  کافی است تا بتواند تیک-آف انجام دهد. برعکس این مسئله هم صادق است: اگر هواپیما سرعت تایل ویندش ۲۰ مایل در ساعت باشد در این صورت به ۱۶۰ مایل در ساعت سرعت زمینی نیاز خواهد داشت تا بتواند از زمین بلند شود.

قطعاتی که در بدنه هواپیما تعبیه شده و در سرعت آن موثر می باشد

تایل ویند یا همان  tailwinds  در قسمت دم هواپیما قرار گرفته و هواپیما را به جلو پیش می‌برد.

هد ویند یا همان headwind: در بخش جلوی هواپیما قرار گرفته  و سرعت هواپیما را کاهش می‌دهد.

آیا تاخیر پیش آمده در پرواز با افزایش سرعت قابل جبران است؟

برخلاف آن چه ممکن است در تصور مردم وجود داشته باشد، تاخیر پیش آمده در پرواز یک هواپیمای مسافربری با افزایش سرعت قابل جبران نیست. به عبارت دیگرمی‌توان گفت خلبان اصلا اجازه چنین کاری را ندارد و سرعت هر هواپیما از قبل توسط شرکت هواپیمایی معین می‌شود. عواملی چون مولفه‌های اقتصادی و به صرفه بودن در این انتخاب لحاظ می‌شود. طبیعی است که هرچه هواپیما با سرعت بیشتری حرکت کند سوخت بیشتری مصرف می‌کند؛ بنابراین هزینه سوخت و قیمت بلیت هواپیما در تعیین این سرعت بسیار تعیین کننده هستند. یکی از اولین راهکارها در جبران تاخیر در پرواز، استفاده از تایل ویند (tailwinds)  یا همان باد مساعد در قسمت دم هواپیماست که به خلبان این اجازه را می‌دهد با بهره گیری از آن بدون هر گونه خطایی، از گوشه کافین با سرعت بالاتری به پرواز خود ادامه دهد.

سرعت هواپیمای مسافربری در هنگام تیک-آف و فرود به چه عواملی بستگی دارد ؟

سرعت هواپیما مانند وسایل نقلیه دیگر به عوامل مختلفی بستگی دارد: عواملی چون شرایط محیطی و وزن بستگی مولفه‌های اساسی در تعیین سرعت آن هستند، اما به طور معمول یک هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ که  پر از سرنشین می‌باشد در پرواز طولانی مدت با سرعتی معادل ۱۶۰ گره معادل ۱۸۴ مایل در ساعت از زمین بلند می‌شود. همچنین بررسی‌ها نشان می دهد که هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ در هنگام فرود وزنی معادل ۲۵۰۰۰ کیلوگرم خواهد داشت، بنابراین این هواپیما با سرعتی حدودا ۱۴۵-۱۵۰ گره (۱۶۶ – ۱۷۲ مایل در ساعت)  فرود می‌آید.