16 апреля 2018 · 9 минут чтения

Какая скорость у самолёта: IAS, GS, TAS и число Маха

В одну и ту же секунду у самолёта несколько разных скоростей — и все они правильные. Разбираемся, какую видит пилот, какую называют пассажирам и откуда берутся V1, VR и V2.

Узлы вместо километров

Скорости большинства современных самолётов измеряются в узлах. Узел — это одна морская миля (1852 метра) в час. Привычка пришла от мореплавателей и держится не из уважения к традиции: морская миля равна одной минуте широты, а значит, расстояние и координаты считаются в одних и тех же единицах.

Навигационный и пилотажный дисплеи A320 со скоростями GS, TAS и приборной — Слева навигационный дисплей с GS и TAS, справа пилотажный с приборной скоростью. Снимки сделаны в один момент — и числа разные

Приборная скорость идёт по левой колонке пилотажного дисплея (PFD), там же отмечены взлётные V1, VR и V2. Истинная и путевая скорости живут в верхнем левом углу навигационного дисплея. Дальше разберём каждую по отдельности.

Приборная скорость: главная для пилота

Если спросить пилота в полёте «какая у нас скорость», он покажет на ленту слева от авиагоризонта. Это приборная скорость, IAS. При пилотировании она важнее всех остальных: именно она описывает несущие свойства крыла прямо сейчас, независимо от высоты. По ней считают скорости взлёта, посадки, сваливания и остальные ключевые рубежи.

Лента приборной скорости на пилотажном дисплее: чуть меньше 340 узлов — Приборная скорость чуть меньше 340 узлов, под лентой — число Маха 0,637

Берётся она из динамического давления: на фюзеляже стоят приёмники воздушного давления, они же трубки Пито. Чем плотнее поток бьёт в трубку, тем больше скорость.

Тонкость в формуле: в ней сидит константа — стандартное давление на уровне моря. А давление с высотой падает. Поэтому приборная скорость совпадает с реальной только у самой земли, а на эшелоне отстаёт от неё на сотню узлов и больше.

Кстати, о пионерах авиации: кожаная куртка, очки и длинный белый шарф. По одной из легенд, шарф и был первым указателем приборной скорости — по тому, как он вытягивался в потоке.

Путевая и истинная: GS и TAS

Верхний левый угол навигационного дисплея: GS 389 и TAS 405 узлов — GS 389 и TAS 405 узлов в верхнем левом углу навигационного дисплея

GS (ground speed) — скорость относительно земли. Именно её объявляют пассажирам. Считается она в первую очередь по спутниковым данным, и она же помогает на рулении: на малых скоростях трубки Пито не дают достаточного напора, чтобы показать что-то осмысленное.

Чуть правее TAS (true air speed) — истинная воздушная скорость, то есть скорость относительно воздуха вокруг самолёта. Разница с путевой — это ветер: попутный добавляет, встречный отнимает.

340 узловприборная, IAS
405 узловистинная, TAS
389 узловпутевая, GS
0,637число Маха

Все четыре числа сняты в один момент. Под колонкой приборной скорости стоит число Маха — если упрощать, это скорость относительно скорости звука в текущей среде. На высоте звук «медленнее», поэтому один и тот же Мах на эшелоне и у земли — это разные километры в час.

Взлётные: V1, VR и V2

Пилотажный дисплей A320 на взлёте: режим SRS и отметки взлётных скоростей — Взлёт: на ленте скорости отмечены V1, VR и V2, в строке режимов — SRS

Три взлётные скорости обозначаются одинаково на всех самолётах с двумя и более двигателями — от маленького Beechcraft 76 до гиганта Airbus A380 — и всегда идут в одном порядке. Представим, что A320 стоит на полосе, карта контрольных проверок выполнена, разрешение получено.

V1 — скорость принятия решения (в наших условиях 148 узлов). После неё взлёт не прерывают даже при серьёзном отказе: тормозного пути уже не хватит. До V1 при отказе выполняют прерванный взлёт — реверс, автоматическое торможение, спойлеры, и самолёт успевает остановиться.
VR — скорость подъёма носа (149 узлов). Пилотирующий тянет штурвал, у A320 это боковая ручка, и носовая стойка уходит в воздух.
V2 — безопасная скорость (149 узлов). При отказе двигателя выдерживают именно её: она гарантирует безопасный градиент набора. Когда всё в порядке, автоматика держит V2 плюс 10 узлов.

На пилотажном дисплее V1 обозначена голубым треугольником, VR — точкой цвета маджента, V2 — треугольником того же цвета. После V1 пилотирующий снимает руку с рычагов управления двигателями: решение принято.

Откуда берутся эти цифры

Отмотаем время назад, к подготовке к вылету. Скорости не берутся из воздуха: их считает электронный лётный портфель — планшет со специальным софтом. В него вносят длину полосы (мы вылетаем с полосы 14 правая в Домодедово, это 3500 метров), взлётную массу и центровку, превышение аэродрома, ветер, температуру, состояние полосы, взлётный режим тяги, положение закрылков, работу кондиционирования и противообледенительных систем.

Страница TAKE OFF на MCDU: V1 148, VR 149, V2 149 — Посчитанные скорости остаётся ввести в MCDU: V1 148, VR 149, V2 149, полоса 14R

Первым делом портфель отвечает на главный вопрос: взлетим ли мы с этой полосы вообще или придётся оставить на земле пару сотен бутылок из дьюти-фри. Для 3500 метров вопрос риторический, поэтому вносим остальное — и скорости готовы.

Разряженный планшет в кабине A320 — А если накануне рейса слишком долго кидались злыми птичками — начинается второй способ

Второй способ — бумажный. Открываете документ с таблицами, где по осям разложены переменные, ведёте пальцем до пересечения и смотрите, попало ли значение внутрь графика. Потом берёте следующую таблицу и по весу и конфигурации получаете V1, VR и V2, переходя от ячейки к ячейке и прибавляя или отнимая несколько узлов.

Таблицы взлётных скоростей в руководстве Airbus — Те самые таблицы: температура по вертикали, длина полосы по горизонтали, в ячейке — масса и V1/VR/V2

И так раз за разом, пока не наберутся все значения. Примерно как в первом классе: пальчик передвинул — символ прочитал.

Набор, эшелон, снижение

Мы оторвались от полосы, держим V2 плюс 10 и убрали шасси. На 1500 футах рычаги управления двигателями уходят в режим набора, нос опускается, самолёт разгоняется до скорости уборки механизации, а дальше — до 250 узлов. Ниже 10 000 футов быстрее нельзя, это общее правило.

После 10 000 футов нос опускается ещё, скорость растёт быстрее, а высота — медленнее. Выключаются посадочные фары, и самые нетерпеливые держат руку на табло «пристегните ремни».

Вид из кабины A320 на эшелоне: облака под самолётом — Эшелон достигнут, самолёт выровнялся и идёт с крейсерской скоростью

На снижении всё повторяется в обратную сторону: опускаем нос, после 10 000 футов скорость снова падает до 250 узлов.

Скорости на заходе

В фазе захода самолёт замедляется до скорости чистого крыла — на ней лететь максимально экономично. Дальше скорость гасится ступенями вместе с выпуском механизации: первое положение закрылков, второе, третье и, наконец, полное.

Страница APPR на MCDU: VAPP 137, VLS 132 — Заход: VAPP 137 узлов при VLS 132 — разница и есть поправка на ветер

Итоговая VAPP — это минимальная выбираемая скорость VLS с поправкой на ветер и порывы, обычно от 5 до 15 узлов сверху. На 1000 футов экипаж проверяет критерии стабилизированного захода: если всё в норме, снижение продолжается.

Перед самым касанием самолёт скажет своё «Retard! Retard!» — напоминание убрать тягу в малый газ. Ещё мгновение — и колёса на полосе.

Что запомнить

IAS — что чувствует крыло. По ней пилотируют и считают все ключевые рубежи.
TAS — как быстро самолёт идёт относительно воздуха. На высоте всегда больше приборной.
GS — как быстро он идёт относительно земли. Это число и объявляют пассажирам.
Число Маха — доля от скорости звука в текущих условиях. На эшелоне важнее узлов.
V1, VR, V2 — три взлётных рубежа: решение, подъём носа, безопасный набор.

Всё это видно на приборах нашего A320 в «Ривьере»: ленту скорости, отметки V1, VR и V2, страницу MCDU с расчётом — и как они меняются, когда вы сами двигаете рычаги.