Все интересующиеся авиацией слышали о существовании такого понятия, как скорость принятия решения на взлете - скорость V1 (произносится "ви-ван"). А некоторые даже в точности знают, что это такое. Для остальных - сейчас расскажу.
Как известно, для эксплуатации самолетов семейства А320, в соответствии с руководящими документами, требуется ВПП длиной 2500 метров и более. При этом многие обращали внимание, что и на взлете мы отрываемся с середины полосы и на посадке останавливаемся задолго до ее конца. Так и есть, в реальности мы всю длину ВПП не используем и чисто технически можно взлететь с полосы в два раза более короткой - 1250 метров, а потом и сесть на нее. [Но делать этого никто, конечно, не будет!] И если с посадкой все понятно - ведь обычно садимся мы не на первые плиты, а метров через 500 от торца, да еще и в зимний гололед - понятно зачем такой запас... А вот зачем такая длинная полоса для взлета? Оказывается - все наоборот! Эта длинная полоса нужна нам именно для взлета, ведь тут работает простое правило - "запас карман не тянет". Чем больше полосы впереди, тем безопаснее. Ведь что такое взлет? Это максимальное напряжение всего и всех - а особенно наших двигателей. Вот когда отказывать двигателям? На снижении, при работе в режиме полетного малого газа? Нет, это "отдых" для них. В крейсерском полете, в том самом режиме для работы в котором они и создавались? Тоже нет. А вот взлет... Предельные обороты, максимальная тяга, температуры по верхним границам допустимого - самое время отказать. А с отказавшим двигателем лететь конечно можно:
но лучше все-таки не лететь! И возникает вопрос - а где та грань, до достижения которой еще можно безопасно прервать взлет? Вот взгляните на картинку:
Очевидно, что если прервать взлет слишком поздно, особенно на короткой ВПП32L, то мы не успеем затормозить в ее пределах и придется искупаться в водах озера Этан-де-Берр. Но самолет это не пароход, а потому купание крайне не желательно! И грань разделяющая возможность остановки от ее невозможности действительно существует и называется она - скорость V1, скорость принятия решения на взлете. До скорости V1 можно прервать взлет, после ее набора нельзя - остатка полосы нам не хватит для остановки, неизбежно выкатывание. И это настолько важно, что даже ковыряющийся в носу непилотирующий пилот отрывается от этого высокоинтеллектуального занятия и дрогнувшим голосом громко объявляет - "Ви-ван!"
Скорость V1 ни в коем случае не является константой - для каждого взлета каждого самолета с каждой ВПП она рассчитывается заново с учетом многих факторов. От чего она зависит? Смотрим:
1. Тип ВС и его техсостояние. Очевидно, что для тяжеленного Ан-124 и легкой Цессны эта скорость будет отличаться. Менее очевидно то, что, например, исправность ВСУ влияет на динамические характеристики самолета - при ее неисправности приходится отбирать мощность от маршевых двигателей. А вот реверс - напомню - при расчете тормозного пути не учитывается.
2. Длина ВПП. Вроде бы всем очевидно, что если на короткой ВПП отрыв самолета произойдет ближе к ее концу, то на длинной это будет только середина? То есть, чтобы осиавить одинаковое расстояние на торможение, на длинной ВПП можно прервать взлет буквально в последний момент, то на короткой придется это делать в середине разбега.
3. Состояние ВПП. Тот самый пресловутый коэффициент сцепления. Каждый водитель знает - торможение на сухом чистом асфальте и на гололеде это "две большие разницы". Пусть откровенного гололеда аэродромные службы стараются не допускать, но... Тормозной путь на сухой ВПП, влажной ВПП, мокрой ВПП и ВПП покрытой слоем осадков (дождя или снега) может отличаться в несколько раз. Несмотря на наличие реверса. То есть начинать торможение на мокрой ВПП придется раньше (на меньшей скорости) чем на сухой. Иначе - выкатывание
4. Взлетная масса. Мы же помним что масса это не что иное, как мера инертности тела? Отсюда логичный вывод - легкий самолет быстро набирает скорость (используя для этого меньший участок ВПП) и хорошо тормозит. А тяжелый - наоборот.
5. Погода. Температура, ветер - все это оказывает влияние на характеристики взлета, а заодно и на расчет V1. Но тут все неоднозначно... В холодную погоду двигаиели тянут лучше - это плюс. А вот шины держат хуже - это минус...
А теперь давайте возьмем два самолета и попробуем виртуально взлететь с двух ВПП аэропорта Марселя. Причем сделаем все грамотно - но наоборот. С короткой ВПП будем взлетать на тяжелом А321 и в плохих условиях, а с длинной - на легком А320 в идеальных. Рассчитываем характеристики и получаем:
а) ВПП31L, 2370 метров, давление QNH 980 гпа, температура 35°С, ВПП мокрая, ветер 132°, 10 узлов. Самолет A321, взлетная масса 87000 кг, центровка 34%, механизация в положении 1+F, противообледенительная система выключена, отбор воздуха в систему кондиционирования - от двигателей. Получаем скорость V1 - 134 узла, скорость Vr (подъема носовой стойки) - 158 узлов и скорость V2 (грубо - скорость отрыва) - 167 узлов. При этом взлет строго на режиме TOGA, ни о каком снижении тяги даже речи нет!
б) ВПП31R, 3500 метров, давление QNH 1010 гпа, температура - 15°С, ВПП сухая, ветер 312°, 10 узлов. Самолет A320, взлетная масса 56000 кг, центровка 25,1%, механизация в положении 2, противообледенительная система выключена, отбор воздуха в систему кондиционирования выключен. Получаем скорость V1 - 139 узлов, скорость Vr - 140 узлов и скорость V2 - 150 узлов. Взлетать при этом нам предлагается на режимах от FLEX 68 (оооочень пониженная тяга) до TOGA (непонятно зачем, но можно).
В данном примере нужно смотреть не на абсолютное значение V1, а на разницу между V1 и Vr. И, как видим, практика совпадает с теорией - на тяжелом самолете и короткой полосе решение нужно принять задолго до отрыва (разница 24 узла), а вот на легком можно и потянуть до последнего момента (скорости совпадают). И тут возникает интересный вопрос - а зачем вообще нужна эта V1, на очень длинных ВПП? Может ее того... отменить вовсе? Ну смотрите сами - если V1 совпадает с Vr - какой в ней практический смысл? А смысл оказывается есть! Во-первых, как только экипаж начал увеличивать тангаж для взлета (самолет достиг скорости Vr), ни о каком его прерывании речи уже нет, уж больно быстро все происходит:
Кому лень читать - напомню. Пока поймешь что да как, пока примешь решение - самолет успевает запрыгнуть довольно высоко. И остатка ВПП, после насильного досаживания его обратно, уже не хватает для остановки. Даже при ВПП длиной более 4 км.
А во-вторых, перечисляя факторы влияющие на расчет V1 мы забыли еще об одном:
6. Энергоемкость тормозной системы. И особенно актуален этот фактор именно для случаев похожих на обсуждаемый - длинная ВПП и большая масса. Сразу оговорюсь - на посадке энергоемкости хватит, так как там и скорость будет ниже, и масса к тому моменту сильно уменьшится, и механизация будет выпущена сильнее, да и максимальная интенсивность торможения не потребуется. Так вот, если на тяжелом самолете начать резко тормозить с большой скорости, то критичным будет уже не остаток ВПП, а эффективность охлаждения тормозных дисков. Стоит им перегреться и все - торможение закончено. Конечно, можно пытаться использовать реверс, но... Эффективности от того реверса ждать не приходится, ведь взлет мы прервали не просто так - из-за разнотяга и издохших тормозов использовать максимальный реверс вряд ли получится. Так что не нужно даже пытаться угадывать почему значение V1 оказалось равно Vr при расчете - дело может быть именно в том, что компьютер считает невозможным поглотить энергию выделенную при торможении. Все данные для этого расчета у него есть - и масса, и длина ВПП и погода и даже центровка.
И последнее - скорость эта важна еще и в психологическом плане, как ни странно. Судите сами - с начала разбега рука КВС (вне зависимости от того, кто пилотирующий) всегда лежит на РУДах, в постоянном напряжении. Чуть что и он готов сдернуть РУДы на малый газ (на А320 этого достаточно для запуска программы прерванного взлета). Сложность тут не в этом примитивном движении, потянуть рычаги на себя, сложность в принятии решения. А вот на скорости V1 можно расслабиться. Все, решение принято, взлетаем.