Pilot ci tego nie powie. Patrick Smith
skrzydła wyższe ciśnienie spod jego powierzchni spotyka się z niższym przetaczającym się powyżej płata, powodując turbulentny przepływ powietrza. Winglety, jak się je pieszczotliwie nazywa, pomagają złagodzić mieszanie się tychże mas powietrza, zmniejszając opór, a co za tym idzie, zwiększając zasięg i efektywność. Jako że samoloty wytwarzają różne ślady aerodynamiczne, winglety są czasami niepotrzebne lub ekonomicznie nieopłacalne. Mają je na przykład Boeing 747–400 i Airbus 340, a nie ma ich B777, choć jest on również maszyną szerokokadłubową dalekiego zasięgu. Ponieważ oszczędność paliwa nie zawsze była sprawą priorytetową, tak jak to jest obecnie, a również dlatego że zalety wingletów nie zawsze były w pełni zrozumiałe, starsze modele projektowano bez tych skrzydełek. Dla takich samolotów – na liście znajdują się Boeingi 757 i 767 – winglety są udostępniane jako wyposażenie opcjonalne, jako modyfikacja konstrukcji. Linia lotnicza musi rozważyć, czy długofalowa oszczędność na paliwie jest warta kosztów instalacji, które mogą sięgnąć milionów dolarów w przeliczeniu na jeden samolot.
Estetyka to rzecz gustu. Uważam, że w niektórych odrzutowcach winglety wyglądają atrakcyjnie – bardzo mi się podobają wygięte do góry końcówki w nowym Airbusie 350 – a w innych niezgrabnie, na przykład w Boeingu 767. Spotyka się winglety w różnych kształtach. Niektóre są duże, wręcz o zawadiackim wyglądzie, a inne to tylko lekkie zakrzywienie. Skrzydło z wingletem „wtopionym” (blended) zwęża się stopniowo i nie ma tam żadnych ostrych kątów. Samoloty takie jak B787 i B747–8 mają winglety bardziej zintegrowane i czasami mówi się, że to nachylona końcówka skrzydła (raked wingtip). Osobiście nieszczególnie przepadam za wingletami w kształcie rogów, które mają podwójne skrzydełka skierowane w dół i w górę i są coraz powszechniej instalowane w B737.
>> Do czego służą długie gondole w kształcie kajaka wystające spod skrzydła?
Są to zwykłe osłonki – urządzenia o opływowym kształcie zwane owiewkami. Pomagają one wprawdzie zapobiegać powstawaniu fal uderzeniowych przy dużych prędkościach, ale ich główny cel nie jest aż tak istotny: chodzi o wygładzenie strumienia powietrza wokół znajdujących się pod nimi mechanizmów wypuszczania klap.
Nie tak dawno temu grupa pasażerów bardzo się zaniepokoiła, zauważywszy, że w ich samolocie brakuje jednej z owiewek. Nie zgodzili się polecieć tą maszyną, ponieważ – jak podały media, komentując wydarzenie – „brakowało części skrzydła”. W rzeczywistości owiewka została zdjęta i oddana do naprawy po tym, jak uszkodziła ją ciężarówka firmy cateringowej. Konsekwencją lotu bez owiewki może być nieznacznie większe zużycie paliwa, ale samolot pozostaje absolutnie zdatny do lotu. (Części, których brak jest dozwolony i ewentualne konsekwencje ich braku, są wyszczególnione w CDL–wykazie odstępstw od konfiguracji [patrz strona 88]).
>> Czy samolot odrzutowy może wykonywać akrobacje lotnicze? Czy Boeing 747 byłby w stanie zrobić pętlę lub lecieć do góry „brzuchem”?
Każdy samolot może wykonać niemal każdy manewr, teoretycznie, od pętli przez beczkę po połączenie zawrotu Immelmanna z manewrem pod tytułem Hammerhead. (Podczas lotu pokazowego Boeinga 707 pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku pilot świadomie odwrócił maszynę do góry brzuchem, wykonując beczkę). Jednak możliwość zrobienia takiej figury jest głównie funkcją nadmiaru ciągu, czyli koni mechanicznych, a samoloty komercyjne na ogół nie posiadają silników o dostatecznej mocy w stosunku do ich wagi. W każdym razie wykonywanie takiej figury nie jest dobrym pomysłem. Elementy konstrukcyjne samolotu pasażerskiego nie są przeznaczone do wykonywania akrobacji lotniczych i mogą ulec uszkodzeniu – albo i gorzej. A ponadto personel sprzątający musiałby pracować przez całą noc, ścierając plamy po kawie i wymiociny.
Zastanawiacie się być może, jak to możliwe, żeby każdy samolot był w stanie lecieć do góry brzuchem, zwłaszcza kiedy weźmie się pod uwagę to, co mówiłem wcześniej o wysklepieniu skrzydła na powierzchni górnej i jego płaskiej powierzchni spodniej, czego rezultatem jest różnica ciśnień wytwarzająca siłę nośną. Czy, kiedy leci się do góry brzuchem, siła nośna nie powinna działać w kierunku przeciwnym, ściągając samolot w stronę ziemi? Powinna, do pewnego stopnia. Ale, jak już widzieliśmy, skrzydło wytwarza siłę nośną na dwa sposoby, a różnica ciśnień wynikająca z równania Bernoulliego ma mniej istotne znaczenie. Zwykła zmiana kierunku cząsteczek powietrza jest nieporównanie ważniejsza. Pilot musi jedynie utrzymać właściwy kąt, zmieniając odpowiednio kierunek przepływu, a wówczas negatywną siłę nośną powstałą wskutek odwrócenia profilu łatwo kompensuje efekt latawca.
>> Napisałeś, że nie zamierzasz przytłaczać czytelników żargonem lotniczym. „Dyskusja o tym, jak działa silnik odrzutowy”, powiedziałeś, „będzie z pewnością mało zajmująca”. W porządku, ale jeżeli nie masz nic przeciwko temu, to opowiedz, jak działa silnik odrzutowy?
Wyobraźcie sobie anatomię silnika jako zespół przylegających do siebie, zazębiających się i obracających tarcz – to sprężarki i turbiny. Zasysane powietrze jest kierowane na wirujące sprężarki. Następuje jego sprężenie, a następnie wymieszanie z oparami paliwa lotniczego, po czym mieszanka ta jest spalana. Spaliny z hukiem wylatują z tylnej części samolotu. Zanim zostaną wypuszczone, szereg obracających się turbin absorbuje część energii. Turbiny napędzają sprężarki oraz wielki wentylator znajdujący się z przodu gondoli silnikowej.
Starsze maszyny czerpały prawie całą siłę ciągu bezpośrednio z gorących, eksplodujących gazów. W nowoczesnych maszynach większość pracy wykonuje wielkie przednie śmigło (wentylator); można by uznać, że silnik odrzutowy to coś w rodzaju otunelowanego śmigła obracanego przez gniazdo turbin i sprężarek. Najpotężniejsze silniki produkowane przez Rolls-Royce’a, General Electric i Pratt & Whitney generują ciąg o sile powyżej stu tysięcy funtów (450 kN). Moc jest wykorzystywana do zasilania układów elektrycznych, hydraulicznych, urządzeń do presuryzacji i odladzania. To dlatego silniki odrzutowe często nazywane są elektrowniami.
>> Co to jest turbośmigłowiec?
Wszystkie współczesne komercyjne samoloty pasażerskie ze śmigłem są napędzane silnikiem turbinowym. Taki silnik to w gruncie rzeczy silnik odrzutowy. W tym wypadku dla lepszej efektywności przy niższych wysokościach przelotowych i na krótszych dystansach sprężarki i turbiny napędzają śmigło zamiast turbowentylatora. W swobodnej interpretacji można by powiedzieć, że jest to śmigło o napędzie odrzutowym. W silniku turbinowym nie ma żadnych tłoków i nie należy mylić tego „turbo” z turbosprężaniem w samochodach – to zupełnie coś innego. Silniki turbinowe są bardziej niezawodne niż tłokowe i zapewniają korzystniejszy stosunek mocy do masy.
Silniki odrzutowe i turbinowe są napędzane paliwem lotniczym, które jest w zasadzie rafinowaną kerozyną (naftą) – to odmiana materiału używanego w lampach kempingowych. Produkowane jest w różnych klasach, a wersja wykorzystywana przez linie lotnicze nazywa się Jet A. Abstrahując od kul ognia pokazywanych w telewizji, paliwo lotnicze jest zadziwiająco stabilne i mniej łatwopalne, niż można by sądzić, przynajmniej do chwili atomizacji. Możecie przyłożyć zapaloną zapałkę do kałuży z naftą i paliwo się nie zapali. (Ani Patrick Smith, ani wydawca nie biorą na siebie odpowiedzialności za urazy i szkody poniesione w związku z tym stwierdzeniem).
>> Zauważyłem dziurę pod ogonem, która emituje jakieś spaliny. Co to takiego?
Jest to pomocnicza jednostka zasilająca, tak zwane APU (auxiliary power unit), mały silniczek wykorzystywany do zasilania elektryczności i klimatyzacji, kiedy główne silniki nie są włączone lub do wspomagania ich, kiedy pracują. Wszystkie nowoczesne samoloty pasażerskie są wyposażone w APU, a jest ono zazwyczaj umieszczone