Авиация в облаке вулканического пепла

Содержание статьи:
Что такое вулканический пепел.
Откуда в атмосфере вулканический пепел.
Уязвимые места самолетов.
Прогноз.
Онлайн карта полётов в реальном времени, карта закрытых воздушных пространств онлайн.
Продолжение следует.

Статья написана в тот же день, на "скорую руку" по памяти, когда после опытов полетов самолётов KLM и Lufthansa, 18 апреля автору стало ясно, что коммерческой турбинной авиации "пришёл конец"*, надолго. Поэтому могут быть ошибки в изложении фактов.
* - По крайней мере, цены на авиабилеты будут уже совсем другие.

Вулканический пепел от извержения вулкана(ов) в Исландии

Вулканический пепел, растекающийся в воздухе на высоте 3-12 километров, и удерживающийся там годами - это в основном мельчайшие частички кремниевого стекла - оксида кремния SiO2. Например, в начале извержения исландского вулкана Эйяфьятлайокудль, доля двуокиси кремния была 58%, по данным Volcanic Ash Advisory Centres (VAAC) - Центров по наблюдению за вулканическим пеплом.
Полезная информация о положении в воздушном пространстве, интерактивная карта закрытого воздушного пространства и полётов самолётов, с расположением самолётов, высотой и скоростью полетов:
(карта может быть перегружена, не всегда отображается. Перезагружайте настойчиво!)

Грубый вулканический пепел оседает относительно быстро. Например, автор был свидетелем выпадения вулканического пепла в Болгарии от извержения вулкана в Италии - около полутора тысяч километров, за 2-4 дня. Толщина слоя выпавшего пепла была может быть 1/3 миллиметра. Но всё равно противно. Тогда, кажется, полёты самолётов в районе Варны не ограничивали.

Тончайшие частицы пепла (микрометры) плавают в атмосфере годами.
Причём, выше облаков, и водой-льдом осаждаются плохо.
Причём, воздушные течения растаскивают облако пепла по воздушному пространству над всей Землёй.
Важно!
Мелкий вулканический пепел спекается и плавится при невысокой температуре.
Состав облака вулканического пепла: мелкие частицы пемзы, песка, вулканического стекла, оксидов серы, фтора и тому подобного "сырья" для образования кислот.

При извержении исландских вулканов из-за извержений текучей сильно газированной лавы "через" ледники происходит усиленное образование микрочастиц пепла. Физическая модель: раскалите масло в сковородке до 180 градусов, оденьте полный огнезащитный костюм, приготовьте углекислотный огнетушитель, плесните газированную воду в сковородку.
(не надо этого делать, это чёрная шутка)

Слабые места самолётов против вулканического пепла

Тонкий вулканический пепел при дозвуковой скорости полёта самолёта не может причинить существенный вред фюзеляжу самолёта, стеклам, гидравлике. В худшем случае, гипотетически, он может забиться в щели рулей, механики крыла. Но неизвестны случаи, чтобы эти пылевые осадки причинили неприятности (десятки килограммов пепла в осадке - это же не сотни килограммов льда!).

Авиационные приборы... Возможно, будут врать приборы измерения воздушной скорости. Статическое электричество, "грозовые разряды", огни святого Эльма, стекающие с концов крыльев "огненные струи", светящийся "инверсионный след" самолёта. Красиво, но довольно опасно - современные пассажирские самолёты самолёт без электроники лететь не могут.
Не забывайте, что наступают годы активного Солнца. А сей факт означает дополнительные электромагнитные смущения, да еще магнитное поле Земли резко ускорило свои изменения. Компот из обстоятельств... Лично я найду себе портативный механический гирокомпас-авиагоризонт, и буду летать авиапассажиром с автономной навигацией.
:)

Двигатели самолётов - вот самое слабое место современной большой авиации. Авиационные двигатели прокачивают через свои раскаленные бешено вращающиеся внутренности многие тысячи тонн воздуха.

Почти все тонно-километры и пассажирокилометры современная авиация перевозит на керосиновых двигателях славного семейства газотурбинных.

Принцип работы газовой турбины для не-авиаспециалистов

Турбина - это как пропеллер, только лопастей очень много и часто. Лопасти называются лопатками, и одна лопатка перекрывает другую. Турбина предназначена для отбора мощности от потока газа.

Турбокомпрессор - та же турбина, но с обратной функцией: разгонять-сжимать поток газа.

Турбокомпрессор (турбина-компрессор) сжимает воздух и подает его в камеру сгорания. В камеру сгорания впрыскивается керосин, горячие продукты сгорания в смеси с остатками воздуха (в основном азот) поступают на турбину* - она отбирает механическую мощность у потока газа, вылетающего с камеры сгорания. Механическая энергия используется для привода турбокомпрессора.
* турбина - она же рабочая турбина, называемая также "рабочие лопатки турбины".

Турбореактивный авиадвигатель

В турбореактивном двигателе самолёта рабочая турбина отбирает от выхлопного газа только часть мощности, необходимую для работы компрессора, генератора электричества и т.п. Поток газа на выходе из турбины поступает в сопло, где за счёт преобразования тепловой энергии в кинетическую разгоняется и выбрасывается наружу - создается по закону Ньютона реактивная тяга.
Турбореактивные авиадвигатели (пожиратели керосина) установлены, например, на пассажирском самолёте Ту-154. Турбореактивные авиационные двигатели с форсажной камерой установливаются на военных сверхзвуковых самолётах - на истребителях, ракетоносцах.

Турбовинтовой двигатель

В турбовинтовом авиационном двигателе происходит почти то же самое, что и в турбореактивном двигателе, только рабочие лопатки турбины отбирают от потока выхлопных газов из камеры сгорания почти всю мощность, поток выхлопного газа сильно тормозится и охлаждается. А полученная механическая энергия через редуктор вращает воздушный винт, который и тянет самолет вперед.
Турбовинтовые двигатели экономичны по сравнению с турбореактивными, но только при скорости полёта до 600 километров в час. Турбовинтовые авиадвигатели установлены на пассажирских и транспортных самолетах, самолётах для патрулирования и разведки. Например, самолёты Ан-24 и Ан-26.

Турбовентиляторный двигатель

Турбовентиляторный двигатель работает также, как турбовинтовой двигатель, с той лишь разницей, что вместо низкооборотного винта рабочим органом является так называемый вентилятор - турбокомпрессор, только большего диаметра. Вентилятор не сжимает воздух, а разгоняет его. Таким образом создается тяга.
Турбовентиляторный авиадвигатель позволяет относительно экономично летать с дозвуковой скоростью (до 950 км/час). Классический пример турбовентиляторных самолётных двигателей - семейство CFM56. Эти двигатели стоят, в частности, на самолётах Боигах-737. Доля Боинг-737 в мировом авиационном парке больших коммерческих воздушных судов - более 25 процентов.

Продолжение авиации следует искать в вулканическом пепле

В следующих статьях - расчёты и прогнозы об авиации в облаке, по типам самолётов и авиадвигателей. Прикидочные расчёты сейчас передо мной.
Как вулканический пепел повлияет на экономику и кризис?
Успеет ли "колхоз-Евросоюз" напечатать должное количество евро, чтобы авиаперевозчики и иже с ними немного пожили еще? Какой прогноз по пассажирской авиации?
Как отразится снижение пассажиропотока на социальную атмосферу?
При продаже туров рекомендовать ли туристам поезда и автобусы? Да, есть такая возможность.
Эти вопросы меня волнуют как директора турфирмы-туроператора. Скорее всего, полёты полностью не прекратятся, привыкнем летать "по погоде" и больше ездить поездом и машиной. Сейчас к нас светит яркое солнце, сливы и персики цветут, ночью соловьи поют, самолётов в небе нет, аэропорт Софии закрыт, но рейс из Москвы вылетал, да сел обратно в Шереметьево, наши индивидуальные туристы не звонили (должны были возвращаться этим рейсом) - значит, их устроили в аэропорту, визы у них кончаются во вторник, консульство РФ в Софии есть, значит, "всё в порядке", "В связи с закрытым воздушным пространством над Болгарией и другими странами Европы сегодня в Аэропорту Варна отменены авиарейсы в направлении Софии, Лондона, Вены, Будапешта и Тель-Авива. Запрет для воздушного пространства над Болгарией - до 21:00 местного времени. За дополнительной информацией обращайтесь в вашу авиакомпанию".

Самый "интересный" предварительный вывод из анализа: военная авиация - самая уязвимая, опасность войны резко возрастает. "Тупое" ракетное оружие выходит на первый план. Сначала сбиваем/уничтожаем, потом разбираемся кого/чего сбили/уничтожили.

18 апреля 2010

Источники и дополнительные сведения о авиационных двигателях и вулканическом пепле см. в конце статьи "Выводы об опасности вулканического пепла"

Следующая статья: Удивительные цифры об авиации и вулканическом пепле

постоянный интернет-адрес этой статьи
"Авиация в облаке вулканического пепла"
http://camru.org/articles/aircraft_engines_and_volcanic_ash.html