Centrul de învățare · Performanță · Lecția 2

Performanța la urcare, croazieră și aterizare

Decolarea este doar începutul. Lecția urmărește restul zborului: cum urcă avionul, cât de departe și cât timp poate zbura în croazieră, cât poate plana și ce decide distanța de aterizare.

Aproximativ 13 minute, plus testul. Face parte din Performanță. Se bazează pe lecția Altitudinea densității și performanța la decolare.

1. Două viteze optime de urcare

Un avion are două viteze de urcare utile, iar ele răspund la întrebări diferite.

• Vx, viteza celui mai bun unghi de urcare, dă cea mai mare înălțime pentru o distanță dată față de sol. O folosești ca să depășești un obstacol după decolare.
• Vy, viteza celei mai bune rate de urcare, dă cea mai mare înălțime într-un timp dat. O folosești ca să ajungi repede la altitudinea de croazieră.

Vx este mai mică decât Vy. Ambele valori se găsesc în manualul de zbor. Pe măsură ce urci, Vx tinde să crească, iar Vy să scadă, până când se întâlnesc la plafonul absolut al avionului, unde acesta nu mai poate urca.

Ideea din spatele lor: unghiul de urcare depinde de tracțiunea în exces (tracțiune minus rezistența la înaintare), iar rata de urcare depinde de puterea în exces (puterea disponibilă minus puterea necesară). Ține minte care viteză are care rol. Valorile din manual sunt valabile doar pentru masa, configurația flapsurilor și condițiile indicate.

2. Ce schimbă urcarea

Orice reduce puterea sau tracțiunea în exces reduce urcarea. Cauzele obișnuite sunt aceleași ca în lecția despre decolare.

• Altitudinea densității. Aerul rarefiat dă motorului mai puțină putere, iar elicei mai puțină tracțiune. Cu cât este mai cald și cu cât ești mai sus, cu atât urcarea este mai slabă.
• Masa. Un avion mai greu are mai puțină putere în exces și urcă mai încet.
• Flapsuri, rezistență la înaintare și viteză. Flapsurile extinse, o viteză greșită sau un element care creează rezistență reduc toate urcarea. Urcarea la o viteză greșită costă atât unghi, cât și rată.
• Vântul. Vântul nu schimbă rata de urcare față de aer. Schimbă însă unghiul față de sol. Un vânt din față face traiectoria de urcare mai abruptă față de sol, ceea ce ajută la depășirea obstacolelor. Un vânt din spate o face mai lină.

Gradientul de urcare este înălțimea câștigată, ca procent din distanța parcursă. Contează viteza la sol, nu viteza aerodinamică:

gradient (%) = rata de urcare (ft/min) ÷ viteza la sol (ft/min) × 100

Un nod înseamnă aproximativ 101 ft/min (6.076 ft în 60 de minute), deci poți înmulți nodurile cu 101 ca să obții ft/min.

3. Croazieră: putere, rază de acțiune și autonomie

În croazieră alegi o setare de putere din tabelul manualului de zbor. Fiecare combinație de putere, altitudine și amestec dă o viteză adevărată (TAS) și un debit de combustibil. Contează doi termeni.

• Autonomia este cât timp poți rămâne în aer. Este maximă la cel mai mic debit de combustibil care menține încă zborul orizontal, adică zburând încet.
• Raza de acțiune este cât de departe poți ajunge. În aer calm, cea mai bună rază se obține zburând aproximativ la viteza celei mai bune finețe aerodinamice (raportul portanță/rezistență), care este mai mare decât viteza pentru autonomie.

Vântul schimbă raza de acțiune. Cu vânt din față, un zbor ceva mai rapid dă mai multă distanță pe litru. Cu vânt din spate, este mai bine puțin mai încet. Calculul simplu este:

autonomia (h) = combustibil utilizabil (L) ÷ debit de combustibil (L/h) și raza de acțiune = autonomia × viteza la sol

Aceste calcule dau o valoare înainte de rezerve. Planificarea combustibilului, inclusiv rezerva, se găsește în lecția despre planificarea zborului.

4. Planarea

Cu motorul la ralanti sau oprit, avionul continuă să zboare, pe o traiectorie descendentă. Viteza optimă de planare (din manual) dă cea mai mare distanță și este apropiată de viteza celei mai bune finețe aerodinamice. Raportul de planare este distanța parcursă împărțită la înălțimea pierdută. Un raport de 9 la 1 înseamnă 9 unități înainte pentru fiecare unitate de înălțime.

Reguli pentru planare: un vânt din față o scurtează, un vânt din spate o lungește, iar un avion mai greu planează la o viteză mai mare, dar, în aer calm, nu mai departe. Flapsurile, o elice care se rotește liber (autorotație) și planarea mai rapidă sau mai lentă decât viteza optimă reduc toate distanța. Vei folosi asta în lecția despre pana de motor.

5. Ce decide distanța de aterizare

Distanța de aterizare este distanța necesară pentru a te opri. Manualele dau rularea la sol și adesea distanța de la 50 ft deasupra pistei, care include rotunjirea. Valorile dintr-un manual american (Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge) arată mărimea efectelor:

Factor	Efect asupra distanței de aterizare (aproximativ)
Masă la aterizare cu 10% mai mare	cu aproximativ 10% mai lungă
Viteză de apropiere cu 10% prea mare	cu cel puțin 21% mai lungă
Fiecare 1.000 ft de altitudine	cu aproximativ 3,5% mai lungă (viteza adevărată este mai mare în aer rarefiat, deci viteza la sol la atingere este mai mare)
Vânt din spate	mai lungă, și cu mai mult decât o scurtează un vânt din față de aceeași mărime
Suprafață umedă, moale sau cu zăpadă	mai lungă, uneori mult mai lungă (lecția următoare)

Efectul vitezei este cel pe care piloții îl pot controla. Menținerea vitezei din manual, cu o apropiere stabilizată, economisește pistă. Aterizarea lungă și cu viteză mare pe o pistă umedă este un drum frecvent către o ieșire de pe pistă.

Un exemplu rezolvat, cu numere inventate. Manualul dă 380 m de la 50 ft pentru masa folosită în tabel. Astăzi aterizezi cu o masă cu 10% mai mare, deci adaugi 10%: 418 m. Apoi compară distanța de aterizare disponibilă (LDA, din AIP) a aerodromului cu această valoare, cu o marjă în plus.

Doar pentru instruire. Zborurile reale folosesc datele de performanță din manualul de zbor aprobat. Procentele de mai sus sunt orientative, ca să înțelegi factorii, nu pentru planificare.

6. Încearcă singur

Rezolvă fiecare problemă mai întâi pe hârtie, apoi deschide răspunsul ca să compari. Cifrele sunt inventate.

1. Avionul tău inventat urcă cu 600 ft/min la o viteză adevărată de 80 kt. (a) În aer calm, care este gradientul de urcare? (b) Cu un vânt din față de 15 kt, care este gradientul? Folosește 1 kt = 101 ft/min.
   Arată răspunsul

   1. (a) Viteza la sol 80 kt, deci 80 × 101 = 8.080 ft/min. Gradient = 600 ÷ 8.080 = 0,074, deci aproximativ 7,4%.
   2. (b) Viteza la sol 65 kt, deci 65 × 101 = 6.565 ft/min. Gradient = 600 ÷ 6.565 = 0,091, deci aproximativ 9,1%.
   3. Rata de urcare nu s-a schimbat. Vântul din față a făcut traiectoria mai abruptă față de sol.
2. Un avion inventat are un raport de planare de 10 la 1 la viteza optimă de planare de 65 kt. Motorul cedează la 2.500 ft deasupra solului. (a) Cât poate plana în aer calm, în mile marine (1 NM = 6.076 ft)? (b) Un câmp se află la 3 NM, drept înainte, și bate un vânt din față de 10 kt. Poți ajunge la el?
   Arată răspunsul

   1. (a) Distanța = 2.500 × 10 = 25.000 ft. 25.000 ÷ 6.076 = aproximativ 4,1 NM.
   2. (b) Vântul din față reduce viteza la sol de la 65 la 55 kt. Distanța scade în același raport: 4,1 × 55 ÷ 65 = aproximativ 3,5 NM.
   3. Asta înseamnă doar 0,5 NM peste distanța până la câmp, fără nicio rezervă pentru un viraj, pentru timpul de decizie sau pentru rotunjire. Este la limită, iar un câmp mai apropiat ar fi o alegere mai bună.
3. Manualul unui avion inventat dă o distanță de aterizare de 380 m de la 50 ft. Aterizezi cu o masă cu 10% mai mare decât cea din tabel și treci pragul pistei cu o viteză cu 10% mai mare decât cea din manual. Estimează distanța cu tabelul de mai sus. Pista are un LDA de 520 m. Ce faci?
   Arată răspunsul

   1. Cu 10% mai greu: 380 × 1,10 = 418 m.
   2. Viteză cu 10% prea mare: cel puțin +21%, deci 418 × 1,21 = aproximativ 506 m.
   3. LDA este de 520 m, deci rămân doar 14 m, fără nicio marjă, iar o suprafață umedă ar depăși această valoare. Nu este acceptabil. Zboară cu viteza corectă, redu masa sau folosește o pistă mai lungă.

7. Urmărește

Un videoclip despre vitezele celei mai bune rate și celui mai bun unghi de urcare și despre legătura lor cu curba de putere. Compară formulările cu materialul propriului curs.

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB; compară ce înveți cu materialul școlii tale de zbor și cu instructorul tău.

Mai multe de urmărit

O a doua prezentare a acelorași două viteze, de la un instructor. Videoclipul este american, deci formulările și unele reguli diferă de practica europeană (ICAO/EASA).

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB.

8. Verifică-te

Cinci întrebări originale de exersare. Răspunde-le, apasă Verifică răspunsurile și citește fiecare explicație.

Următoarea: Suprafața pistei, panta și limitele de vânt lateral. Înapoi la centrul de învățare.