Γιατί οι υψηλές θερμοκρασίες δυσκολεύουν τα αεροσκάφη στην απογείωση

Και καθώς οι καύσωνες γίνονται πιο συχνοί, το πρόβλημα θα μπορούσε να επεκταθεί σε περισσότερες πτήσεις, αναγκάζοντας τις αεροπορικές εταιρείες να αφήνουν τους επιβάτες στο έδαφος.

«Η βασική πρόκληση που αντιμετωπίζει κάθε αεροσκάφος κατά την απογείωσή του είναι ότι τα αεροπλάνα είναι πολύ βαριά και η βαρύτητα θέλει να τα κρατήσει στο έδαφος», λέει στο CNNi ο Πoλ Γουίλιαμς, καθηγητής ατμοσφαιρικής επιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Reading στο Ηνωμένο Βασίλειο.

«Για να ξεπεράσουν τη βαρύτητα, πρέπει να δημιουργήσουν άνωση, δηλαδή η ατμόσφαιρα να σπρώχνει το αεροπλάνο προς τα πάνω. Η άνωση εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, αλλά ένας από τους σημαντικότερους είναι η θερμοκρασία του αέρα - και καθώς ο αέρας θερμαίνεται διαστέλλεται, οπότε μειώνεται ο αριθμός των μορίων που είναι διαθέσιμα για να σπρώξουν το αεροπλάνο προς τα πάνω. Τα αεροπλάνα αποκτούν 1% λιγότερη άνωση με κάθε επιπλέον 5,4 βαθμούς Φαρενάιτ (3 βαθμούς Κελσίου) αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ακραία ζέστη δυσκολεύει την απογείωση των αεροπλάνων - και σε ορισμένες πραγματικά ακραίες συνθήκες μπορεί να την καταστήσει εντελώς αδύνατη», δήλωσε ο Γουίλιαμς.

Το πρόβλημα επηρεάζει ιδιαίτερα τα αεροδρόμια σε μεγάλο υψόμετρο, όπου ο αέρας είναι ήδη εκ φύσεως αραιότερος, και με μικρούς διαδρόμους, οι οποίοι αφήνουν στο αεροπλάνο λιγότερο χώρο για να επιταχύνει. Σύμφωνα με τον Williams, αν ένα αεροπλάνο απαιτεί 6.500 πόδια (1.981,2 μέτρα) διαδρόμου προσγείωσης στους 68 βαθμούς Φαρενάιτ (σ.σ. 20 βαθμούς Κελσίου), θα χρειαστεί 8.200 πόδια (2.499,3 μέτρα) στους 104 βαθμούς (σ.σ. 40 βαθμούς Κελσίου).

Ο Γουίλιαμς και η ομάδα του ερεύνησαν ιστορικά δεδομένα από 10 αεροδρόμια της Ελλάδας, τα οποία χαρακτηρίζονταν από υψηλές καλοκαιρινές θερμοκρασίες και μικρούς διαδρόμους προσγείωσης και απογείωσης. Διαπίστωσαν αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1,35 βαθμούς Φαρενάιτ (0,75 βαθμούς Κελσίου) ανά δεκαετία από τη δεκαετία του 1970.

«Βρήκαμε επίσης μείωση του αντίθετου ανέμου κατά μήκος του διαδρόμου προσγείωσης, κατά 2,3 κόμβους ανά δεκαετία», δήλωσε ο ίδιος και πρόσθεσε: «Ο αντίθετος άνεμος είναι ευεργετικός για τις απογειώσεις και υπάρχουν κάποιες ενδείξεις ότι η κλιματική αλλαγή προκαλεί αυτό που ονομάζεται “παγκόσμια ηρεμία”, γι' αυτό και οι άνεμοι φαίνεται να επιβραδύνονται».

Στη συνέχεια, η ομάδα έβαλε αυτές τις θερμοκρασίες και τους αντίθετους ανέμους σε έναν υπολογιστή επιδόσεων απογείωσης αεροσκαφών για μια ποικιλία διαφορετικών τύπων αεροσκαφών, συμπεριλαμβανομένου του Airbus A320 - ένα από τα πιο δημοφιλή αεροπλάνα στον κόσμο.

«Αυτό που διαπιστώσαμε ήταν ότι το μέγιστο βάρος απογείωσης έχει μειωθεί κατά 280 λίβρες (127 κιλά) κάθε χρόνο - αυτό ισοδυναμεί περίπου με το βάρος ενός επιβάτη συν τη βαλίτσα του, δηλαδή ένας λιγότερος επιβάτης κάθε χρόνο που μπορεί να μεταφερθεί», λέει ο Γουίλιαμς.

Από την έναρξη των πτήσεών του το 1988 έως το 2017, το A320 θα είχε δει το μέγιστο βάρος απογείωσης να μειώνεται κατά πάνω από 8.000 κιλά στο Εθνικό Αεροδρόμιο της Χίου, το κύριο αεροδρόμιο της μελέτης, το οποίο έχει μήκος διαδρόμου λίγο κάτω από 5.000 πόδια (1.500 μέτρα).

Το αεροδρόμιο City του Λονδίνου έχει επίσης έναν διάδρομο προσγείωσης που έχει μήκος λίγο κάτω από 5.000 πόδια. Κατά τη διάρκεια ενός καύσωνα το 2018, περισσότερες από δώδεκα πτήσεις αναγκάστηκαν να αφήσουν τους επιβάτες στο έδαφος προκειμένου να απογειωθούν με ασφάλεια. Σε μία πτήση είδαν να προσγειώνονται έως και 20 άτομα.

Το 2017, δεκάδες πτήσεις ακυρώθηκαν εντελώς για λίγες ημέρες στο διεθνές αεροδρόμιο Sky Harbor του Φοίνιξ, καθώς οι θερμοκρασίες έφτασαν τους 120 βαθμούς Φαρενάιτ (48,8 βαθμούς Κελσίου), που είναι πάνω από τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας για πολλά επιβατικά αεροπλάνα.

Μελέτη του Πανεπιστημίου Κολούμπια προβλέπει ότι έως το 2050, ένα τυπικό αεροσκάφος στενής ατράκτου, όπως το Boeing 737, θα υφίσταται αυξημένους περιορισμούς βάρους από 50% έως 200% κατά τους θερινούς μήνες σε τέσσερα μεγάλα αεροδρόμια των ΗΠΑ: La Guardia, το Εθνικό Αεροδρόμιο Reagan, το Διεθνές Αεροδρόμιο του Ντένβερ και το Sky Harbor.

Πιθανές λύσεις

Ευτυχώς, οι αεροπορικές εταιρείες δεν είναι ανίσχυρες απέναντι στο ζήτημα.

«Υπάρχουν πολλές λύσεις στο τραπέζι. Μία από αυτές θα ήταν ο προγραμματισμός των αναχωρήσεων μακριά από το πιο ζεστό μέρος της ημέρας, με περισσότερες αναχωρήσεις νωρίς το πρωί και αργά το βράδυ, μια τακτική που χρησιμοποιείται ήδη σε καυτές περιοχές όπως η Μέση Ανατολή», λέει ο Γουίλιαμς.

«Τα ελαφρύτερα αεροσκάφη επηρεάζονται επίσης λιγότερο από το πρόβλημα, οπότε αυτό θα μπορούσε να επιταχύνει την υιοθέτηση σύνθετων υλικών, όπως τα ανθρακονήματα για τα αεροσκάφη», σημειώνει ο ίδιος

Εν τω μεταξύ, κατασκευαστές όπως η Boeing προσφέρουν ήδη μια επιλογή «hot and high» σε ορισμένα από τα αεροσκάφη τους, για αεροπορικές εταιρείες που σχεδιάζουν να τα χρησιμοποιήσουν εκτενώς σε αεροδρόμια με μεγάλο υψόμετρο και υψηλή θερμοκρασία.

Η επιλογή αυτή παρέχει πρόσθετη ώθηση και μεγαλύτερες αεροδυναμικές επιφάνειες για να αντισταθμίσει την απώλεια άντωσης, χωρίς αλλαγή στην εμβέλεια ή τη χωρητικότητα των επιβατών.

Φυσικά, μια πιο δραστική προσέγγιση θα ήταν η επιμήκυνση των διαδρόμων προσγείωσης και απογείωσης, αν και αυτό μπορεί να μην είναι εφικτό σε όλα τα αεροδρόμια.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπου καμία από αυτές τις λύσεις δεν είναι εφαρμόσιμη, οι επιβάτες θα πρέπει απλώς να εγκαταλείψουν τις θέσεις τους.

«Το να διώχνουν ανθρώπους από αεροσκάφη επειδή κάνει πολύ ζέστη είναι σπάνιο και θα παραμείνει σπάνιο. Τα περισσότερα αεροπλάνα δεν φτάνουν ποτέ στο μέγιστο βάρος απογείωσης, οπότε αυτό θα συμβεί σε οριακές περιπτώσεις - κυρίως σε αεροδρόμια με μικρούς διαδρόμους, σε μεγάλο υψόμετρο και το καλοκαίρι», υπογραμμίζει ο Γουίλιαμς.

Επιμέλεια κειμένου - Νοηματική απόδοση: Χρήστος Θ. Παναγόπουλος

Why high temperatures can make planes too heavy to take off, by Jacopo Prisco, CNNi