Турбулентность в авиации¶

Турбулентность — это возмущение воздушного потока, при котором воздух движется хаотично, образуя вихри и скачки скорости, из-за которых самолёт начинает трястись, «подпрыгивать» и отклоняться от заданной траектории. В авиации турбулентность считается одним из самых частых явлений, с которым сталкивается любой полёт: по данным метеорологических служб, за год самолёт попадает в зоны турбулентности от нескольких десятков до сотни раз, однако лишь небольшая их часть ощущается пассажирами как заметная тряска.

¶Причины возникновения

Воздух в атмосфере всегда движется неравномерно: на разных высотах и в разных точках он обладает разной температурой, влажностью и скоростью. Когда эти потоки сталкиваются или проходят через препятствия, возникают вихри — закрученные потоки воздуха, похожие на водовороты в реке. Самолёт, попадая в такую зону, испытывает неравномерное воздействие на крыло: одна его часть может получать подъёмную силу больше, другая — меньше, и корпус начинает раскачиваться.

Основные причины турбулентности:

• Вертикальные восходящие и нисходящие потоки. Нагретый землёй воздух поднимается вверх, а холодный — опускается. Особенно сильные потоки образуются над прогретыми полями, пустынями и городами.
• Грозовые облака. Внутри кучево-дождевых облаков воздушные потоки могут достигать скоростей 50–100 км/ч и менять направление за секунды.
• Реактивная турбулентность. За каждым самолётом остаётся «шлейф» возмущённого воздуха, который сохраняется несколько минут. По этой причине воздушные коридоры разделяют по высоте — минимальная дистанция между самолётами составляет 300 метров.
• Горный рельеф. Воздух, обтекающий горы, образует крупные вихри с подветренной стороны, которые могут подниматься на десятки километров.
• Струйные течения (джет-стримы). Быстрые потоки воздуха на высотах 8–12 км, скорость которых доходит до 300–400 км/ч. На границе джет-стрима и более спокойного воздуха возникает «пространственная турбулентность» — одна из самых непредсказуемых разновидностей.

¶Виды турбулентности

Отдельно выделяют чистую (невидимую) турбулентность — возмущения в ясном небе без облаков. Она не отображается на метеорологических радарах, поэтому пилот может попасть в неё без предупреждения. Именно этот вид чаще всего становится причиной травм у пассажиров, которые не пристегнуты ремнями.

¶Как классифицируют силу тряски

Международная организация гражданской авиации (ИКАО) и метеорологические службы используют шкалу от 0 до 9, где 0 — абсолютно спокойный воздух, а 9 — экстремальная турбулентность, приводящая к потере контроля над самолётом. В авиационных сводках чаще встречаются категории:

• Лёгкая (light) — едва заметное покачивание, стаканы на подносе слегка колышутся. Около 70–80 % всей зарегистрированной турбулентности.
• Умеренная (moderate) — тряска ощущается всеми пассажирами, предметы могут перемещаться по салону, хождение затруднено.
• Сильная (severe) — самолёт резко меняет высоту и крен, незакреплённые предметы и непристёгнутые люди могут получить травмы. Пилоты получают указание обходить зону.

¶Что происходит с самолётом

Современные пассажирские самолёты проектируются с большим запасом прочности: крылья рассчитаны на изгиб вверх примерно на 1,5 метра без разрушения, а конструкция испытывается на специальных стендах с многократным нагружением. Зафиксированные случаи разрушения самолёта из-за турбулентности единичны и почти всегда связаны с устаревшими типами воздушных судов. Для пассажиров главную опасность представляет не сама тряска, а резкое вертикальное ускорение: при сильной турбулентности человек может быть прижат к креслу или, наоборот, подброшен к потолку, если не пристегнут.

¶Меры безопасности

• Ремни безопасности. Рекомендуется пристёгиваться даже при отсутствии сигнала «привязать ремни», так как невидимая турбулентность может начаться внезапно.
• Обход зон. Экипаж получает метеоданные от диспетчеров и предыдущих экипажей (система PIREP) и может менять высоту или маршрут на 20–100 км в сторону.
• Предупреждение TCAS и радар. Бортовые радары показывают грозовые облака, но не «прозрачную» турбулентность. Современные системы прогнозирования (например, проект NOAA «Turbulence Aware») используют данные от самих самолётов для построения карт риска в реальном времени.
• Правила в салоне. Перед посадкой и во время тряски стюардессы просят убрать ноутбуки и тяжёлые вещи, откинуть спинку кресла и поднять столик — это снижает риск травм.

¶Статистика

По данным авиационных регуляторов, ежегодно в мире фиксируется несколько десятков случаев травмирования пассажиров и членов экипажа именно из-за турбулентности, чаще всего это ушибы и переломы конечностей. Авиакомпании США и Европы в последние годы отмечают рост числа инцидентов, связанных с высокогорной турбулентностью, что исследователи связывают с изменением климата и усилением струйных течений.

Источники:

• «Воздушный кодекс РФ» — раздел о безопасности полётов
• ИКАО (ICAO) — документы по метеорологическому обеспечению полётов
• NOAA — исследования турбулентности и климатические модели
• «Авиация: Энциклопедия» — Б.Н. Сырнев, В.А. Скурихин
• Руководство по лётной работе (Flight Crew Operations Manual) Airbus и Boeing