מה קורה אם המנוע במטוס כבה? ועוד 7 שאלות שמעניינות את כולנו באוויר
מדוע יש חורים קטנים בחלונות המטוסים ולמה מצטבר עליהם קרח, מהיכן מגיע האוויר לנוסעים והאם ברק באמת יכול להפיל מטוס? טייס הבית סא"ל (מיל') ערן רמות חוזר להשיב לשאלות שמעניינות את כולנו
למה יש חורים קטנים בחלונות המטוס ולמה מצטבר בתוכם קרח?
חלונות הנוסעים במטוס בנויים ממספר שכבות נפרדות. השכבה החיצונית היא חזקה, קשוחה ומשולבת מבנית בתכונות החוזק של גוף המטוס. מצדה הפנימי של שכבה זו יש עוד שכבות-מחיצות שקופות שאינן נושאות בעומס ושתפקידן למנוע מאוויר תא הנוסעים החמים והלח להגיע אל פני החלון החיצוני הקר, וכדי שאדי המים שבו לא יתעבו ויכסו את פנים השמשה החיצונית בשכבת קרח. כך נוצרת גם שכבת בידוד טרמי בין הנוסע, הנהנה להביט בנוף, וגוף המטוס החיצוני השרוי בטמפרטורה נמוכה ביותר, לפעמים עד מינוס 70 מעלות.
תפקיד החור הקטן, הקדוח רק בשכבות הפנימיות של החלון, לאפשר ניקוז אוויר והשוואת לחצים בין מחיצות החלון ותא הנוסעים בשלבי הנסיקה וההנמכה, שכן המחיצות השקופות הללו אינן חזקות דיין לעמוד בלחצים שייכלאו בינן לבין החלון החיצוני.
מהיכן מגיע האוויר שמעל לראשי הנוסעים ועד כמה הוא נקי?
האוויר בתא הנוסעים מגיע מן המנועים. אלה יונקים אוויר חופשי, דוחסים אותו ומעבירים את רובו כאוויר דחוס להמשך פעולת המנוע וייצור האנרגיה הסילונית. חלק מהאוויר הזה משמש לדחיסת פנים המטוס ללחץ השורר בגובה של כ-5,000 רגל (בלחץ יותר נמוך, שפירושו גובה תא יותר גבוה, מתחילות תופעות פיזיולוגיות שליליות אצל חלק מהנוסעים).
האוויר הזה, שהתחמם מאוד מהדחיסה הראשונית של המנועים, מוכנס לתא הנוסעים בטמפרטורה מבוקרת של אוויר ממוזג, אחרי שעבר תהליכים של סינון, דחיסה, קירור וייבוש מבוקרים להתאמתו לנוחות הנוסעים ותנאי הסביבה הנדרשים.
כניסת האוויר הדחוס והממזג הזה לחלל תא הנוסעים מתבצעת דרך מספר לא קטן של מזלפים ופתחי אוויר. חלקם הן הפיוניות הקטנות מעל ראשו של כל נוסע. לאלה יש שימוש בעיקר על הקרקע מפאת החום והדלתות הפתוחות, וגם משום שמערכת המיזוג ניזונה ממזגן חיצוני ולא ממנועי המטוס המודממים. בטיסה הנוסעים נוטים לסגור את הפתחים כדי להימנע ממשבי הרוח, ומסתפקים באוויר הממוזג. בזמן הטיסה טמפרטורת האוויר וחלוקתו לאזורים השונים במטוס נשלטות מתא הטייסים ומבּקרת צוות הדיילים.
האם יש מגבלת שעות שהטייסים יכולים לטוס? הם לא עייפים?
החוק קובע את משך הטיסה הכי ארוך שלטייס מותר להפעיל מטוס לפני שהוא נדרש לנוח. גם לשעות המנוחה לפני טיסה יש הגדרות מדוייקות בחוק. טייס שחורג מהוראות החוק הללו מסתכן באובדן רישיונו לאלתר (ועדיין לא הבאנו לדיון עייפות אמיתית מול בטיחות טיסה).
טייס עייף לא עולה על טיסה(צילום: shutterstock)
לצוות של שני טייסים (צוות יחיד) מותרת פעילות הטסה רצופה עד שמונה שעות. לצוות כפול (ארבעה טייסים, בטיסות ארוכות) במטוס מותר להיות פעיל עד 12 שעות, מותנה בכך שהצוות שאינו מטיס שרוי במנוחה באזור מוגדר למנוחה, מחוץ לתא הטייס. צוות מוגבר של שלושה טייסים המתחלפים לסירוגין ובמשך הטיסה תמיד אחד מהם נח, רשאי לפעול עד עשר שעות.
אלו הן דרישות החוק, ומאחוריהן שנים של ניסיון וערימות של תקינות. יש בהן גם אישורים שונים לחריגות כמתבקש מצרכים מבצעיים (לדוגמה: טיסת אל על ללוס אנג'לס האורכת כ-16 שעות), או אישור לקברניט לשקול חריגה מהוראת החוק על פי צרכי שעה מיוחדים. מאידך, אנחנו בני אדם. אם טייס מרגיש עייף (קורה... מעט...) הוא חייב לסרב לטוס, כי כל אפשרות אחרת פירושה פגיעה בבטיחות הטיסה והנוסעים.
האם ברקים יכולים לפגוע במטוס בימינו?
ברקים עלולים לפגוע במטוס - אך הסבירות לכך היא נמוכה. בראש וראשונה מכיוון שהמטוסים נמנעים מלהיכנס לאזור ידוע של סופת רעמים, שבין השאר זהו אזור מועד לעוד תופעות מטאורולוגיות קשות ומסוכנות. המטוסים עצמם מצויידים בפורקי חשמל סטטי המספקים הגנה מוגבלת. העובדה שהמטוס בנוי ככלוב שרוב קליפתו עשוי מתכת גם היא מספקת הגנה מסויימת, בייחוד לחלקים הפנימיים שלו.
ואחרי כל אלה, כבר ראינו מטוסים שפגעו בהם או עברו דרכם ברקים אימתניים למראית עין, ושיצאו ללא כל נזק (למעט רעש דמוי פיצוץ עז), ולעומתם כאלה, מעטים ביותר, שנחתו עם חור בחרטום, מושבו של המכ"ם, או חור בדופן החיצוני ועם נזק מזערי באזור הפגיעה.
האם יש מטוסים שיכולים לנחות בצורה אוטומטית לחלוטין?
כמעט לכל המטוסים הפועלים כיום בקווים הבין לאומיים יש יכולת נחיתה אוטומטית מלאה, כולל הבאתו של המטוס לעצירה מוחלטת על הציר במרכז מסלול הנחיתה. זהו חלק אינטגרלי מהמערכות האוטומטיות והתצוגות לטייסים ב"גלאס-קוקפיט".
כל המטוסים יוצאים ממפעל הייצור שלהם עם רישיון לנחיתה בתנאי "ראות 0", ואת זה אפשר בפועל לבצע רק עם טייס אוטומטי - בעצם שתיים או שלוש מערכות נפרדות של טייסים אוטומטים, שפועלות בו-זמנית, בודקות ומגבות זו את זו בכל משך הגישה הסופית לנחיתה, שצריכה להיות מאוד מדוייקת.
איך נקבע גובה השיוט בטיסה?
תכונה אפיינית למנועי סילון - ורוב מטוסי הנוסעים בעולם היום מצויידים במנועי סילון לסוגיהם - היא היותו חסכוני בדלק ככל שעולים בגובה. בטיסה בגובה נמוך - המראה, נסיקה לגובה השיוט, מתחת ל-10,000 רגל באזור שדה התעופה לקראת הנחיתה - המטוס צורך באופן יחסי הרבה יותר דלק מאשר בגובה רב יותר, 25,000 רגל ומעלה.
ישנה גם מהירות אופטימלית (שגדלה עם הגובה, וקטנה עם ירידת המשקל) שבה המנוע חסכוני ביותר ותנאי הטיסה נותנים מרחק מירבי אפשרי עם כמות דלק נתונה. כתוצאה מכך ישאפו הטייסים לשייט בגובה המרבי האפשרי.
משקל המטוס בתחילת הטיסה, בעודו עמוס בדלק, יגביל את יכולת הטיפוס והנסיקה של המטוס. לכן בשלבי הטיסה הראשונים, ובמיוחד בטיסות לטווחים הארוכים, שבהן השתנות כמות הדלק היא גדולה, ובהתאם ירידת משקל המטוס, יהיה השיוט הראשוני בגובה אופייני של 28-32 אלף רגל במהלך הטיסה. בהפסקות של 2-3 שעות ישתנה גובה השיוט עד שלקראת סופה המטוס יוכל לשייט בגובה של 38-42 אלף רגל ואף יותר, תלוי כמובן גם בסוג המטוס.
לכל אלה מצטרפות הוראות והגבלות בקרת התעבורה האווירית, שמשיקולי הפרדה שכבתית בין מטוסים באותו אזור או באותו נתיב, יכתיבו גובה שיוט שאינו בהכרח אופטימלי.
שיקול נוסף ומהותי ביותר בתכנון גובה השיוט הוא משטר הרוחות בגבהי ובנתיבי הטיסה המתוכננים מחד, ותופעות מטאורולוגיות - עננים, מערבולות וכיו"ב - החזויות לאורך הנתיב והשאיפה להימנע מקרבתן, מאידך. ראו גם להלן את הדיון על שאלת זמן הטיסה.
מדוע טיסה מערבה לכיוון אירופה או ארה"ב נמשכת זמן רב יותר מטיסה בין אותם יעדים בכיוון ההפוך?
במרחב האטמוספרי של כדור הארץ, בגבהים בהם משייטים מטוסי הנוסעים, נושבות רוחות עזות למדי וכיוונן הכללי הוא ממערב למזרח. כאשר מהירות הרוחות האלה עולה על ערך (שרירותי) של 80 קשרים (שהם 144 קמ"ש) קוראים להן זרמי סילון המדומיינים ומצוירים במפות התחזית המטאורולוגית כצינורות גדולים וארוכים שמתקדמים בחלל האטמוספרי. כל גוף - מטוס, בלון, כדור פורח - שנמצא בתוך "צינור" כזה, שועט-נסחף על-פני כדור הארץ בכיוון שאליו נושב זרם הסילון ובמהירות הרוח של הצינור. בחורף אופייני מהירויות זרמי הסילון יכולות להגיע אף למעלה מ-200 קשרים (למעלה מ-360 קמ"ש).
במפה החורפית המצורפת להדגמה, ניתן לראות צינורות צפופים של זרמי סילון הממלאים את השמים של הים התיכון וצפון אפריקה. כל פס כחול הוא זרם סילון עצמאי, החץ בראשו מציין את כיוון הזרימה שלו והמשולשים והקווים הצמודים מציינים את מהירותו. הזרם הצפוני, מעל הים התיכון נמצא בגובה 33,000 רגל (FL330) ומהירותו 150 קשר (שלושה משולשים) מעל ספרד.
הוא פונה מזרחה ו"דועך" ל-90 קשר לקראת שמי יוון. הזרם הדרומי שמרכזו בגובה 38,000 רגל (FL380) אך רחבו משתרע בין גובה 30 ל-45 אלף רגל (300/450) במהירויות שבין 100 ל-130 קשרים. אופייני שגם סביבתם של זרמי הסילון הללו רוחשת מרוחות, אמנם נמוכות מ-80 קשרים ולכן לא מצויירות, אך כיוונן ומהירותן דומים.
אם מהירותו של מטוס נוסעים בשיוט אופייני היא 450 קשרים (810 קמ"ש), והוא יטוס (במפת הדוגמה) מספרד לישראל בתוך זרם הסילון, הרוח תישא אותו עם מהירותה והוא "ידהר" מזרחה על-פני כדור הארץ במהירות גבוהה של כ-1000 קמ"ש וזמן הטיסה יתקצר בכ-25%.
כשאותו מטוס יחזור מישראל לספרד ויטוס בתוך זרם הסילון, הרוח הנגדית "תהדוף" אותו ומהירות "זחילתו" על פני כדור הארץ תקטן ל-630 קמ"ש, 370 קמ"ש איטי יותר מאשר בטיסה לישראל, ולכן משכה יהיה ב-37% יותר ארוך.
קברניט הטיסה מערבה, מישראל לספרד, יקצר את זמן הטיסה אם יטוס מחוץ לזרם הסילון (צפונה, בדוגמה) ובגובה אחר שיהיה גם יותר חסכוני בדלק (ראה לעיל - גבהי שיוט). עדיין, באופן מובהק בדוגמה לעיל, וגם כשהרוחות נחלשות בקיץ, הרוחות יגרמו להקטנת המהירות למי שטס מערבה והגברתה אצל הטסים מזרחה. וכך גם יהיו תמיד הפרשים בין טיסה על אותו נתיב בין טיסה "עם הרוח" לבין טיסה עם "רוח אף".
מה קורה אם למטוס בעל שני מנועים כבה אחד מהם (בגלל תקלה) מעל האוקיאנוס האטלנטי ואין לו היכן לנחות?
למטוסי נוסעים החוצים את (כל!) האוקיינוסים נקבעה תקינה מיוחדת הנקראת ETOPS - (Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards), שאינה חלה על מטוסים בעלי ארבעה מנועים. תקינה זו מגדירה את תנאי הפעלתם של מטוסים דו-מנועיים הרחק משדות תעופה זמינים לנחיתת חירום.
כדי לעמוד בדרישות התקינה הזו המטוס חייב להיות במשך כל הטיסה במרחק שאינו עולה על שעתיים טיסה (120 דקות) או שלוש שעות (180 דקות),
תלוי בדגם המטוס ורישויו אל שדה מתאים לנחיתת חירום. בהתאם לדרישה הזו מתוכנן נתיב הטיסה באוקיינוס כך שלא יתרחק משדות אופציונליים מעבר לטווח המותר כנ"ל.
לפעמים פירוש הדבר להאריך את נתיב הטיסה ולקרב אותו לשדה זמין מתאים בגלל ששדה אחר קרוב יותר אינו עונה, למשל, על דרישות מזג האוויר בזמן התיאורטי האפשרי לנחיתת החירום. גם כמויות הדלק לטיסה כזו עולות על הדרוש לביצוע נטול אירועים של הטיסה, שכן בכל נקודה, גם בסוף האוקיאנוס חייב להישאר מספיק דלק במטוס כדי לענות על צרכי הטיסה והתצרוכת החריגה עם מנוע אחד תקול, ולהגיע תוך שעתיים (או שלוש) לשדה בטוח. בשורה התחתונה אסכם: תמיד יש היכן לנחות.
סא"ל (מיל') ערן רמות הוא ראש המרכז למחקר תעופתי במכון פישר למחקר אסטרטגי אוויר וחלל. עד לאחרונה שימש כטייס מסחרי בחברת אל על, בעל ניסיון תעופתי של למעלה מ-45 שנה בהן ביצע למעלה מ-15,000 שעות טיסה על עשרות סוגי מטוסים צבאיים ואזרחיים.
ניסיונו התעופתי של רמות כולל בין היתר תפקידי טייס קרב משנת 1967, מדריך טיסה וטייס ניסוי בשירות קבע ומילואים בחיל האוויר. בעברו היה טייס הניסוי הראשי ומפקד המרכז לניסויי טיסה (מנ"ט) של חיל האוויר. עם שחרורו מחיל האוויר המשיך לפעול כטייס ניסוי בתעשייה האווירית
לפנייה לכתב/ת 
