Ύψος Πυκνότητας

15 Jun 2017
Ας μιλήσουμε για μια εξαιρετικά σημαντική παράμετρο που επηρεάζει τις επιδόσεις των αεροπλάνων, την οποία πολλοί γνωρίζουν, αλλά σχεδόν κανένας δεν λαμβάνει υπόψη του πριν ξεκινήσει την πτήση. Το ΥΨΟΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ!
Το ύψος πυκνότητας είναι, ουσιαστικά, η μόνη και σημαντικότερη παράμετρος που το αεροπλάνο σας "καταλαβαίνει" και προσαρμόζει τα πτητικά του χαρακτηριστικά, είτε εσείς το κάνετε είτε όχι. Είναι το ύψος που θα καθορίσει τα πτητικά χαρακτηριστικά του αεροπλάνου, άσχετα από το πραγματικό ύψος στο οποίο βρίσκεστε κατά την απογείωση, τη διαδρομή ή την προσγείωση! Τι είναι λοιπόν το Ύψος Πυκνότητας (density altitude);

Είναι το Ύψος Πίεσης (pressure altitute), διορθωμένο με την απόκλιση της θερμοκρασίας πάνω ή κάτω από την τυπική!
Και πώς υπολογίζεται αυτό; Αν και ο μαθηματικός τύπος για τον υπολογισμό του είναι αρκετά πολύπλοκος, μπορούμε να πετύχουμε αρκετά μεγάλη ακρίβεια με τον παρακάτω τρόπο:
1. Πρώτα υπολογίζουμε το Ύψος Πίεσης με τον εξής απλό τρόπο.
Από την τιμή της τυπικής βαρομετρικής πίεσης (ISA = 1013 mB), αφαιρούμε την επικρατούσα βαρομετρική πίεση και πολλαπλασιάζουμε το υπόλοιπο επί 30 (η πίεση αυξάνεται ή μειώνεται κατά 1 mB ανά 30 πόδια, ανάλογα από το αν ανεβαίνουμε ή κατεβαίνουμε). Τον αριθμό που θα προκύψει, τον προσθέτουμε ή τον αφαιρούμε από το πραγματικό ύψος, ανάλογα από το αν είναι θετικός ή αρνητικός. Για παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να απογειωθούμε από ένα α/δ, το πραγματικό ύψος του οποίου είναι στα 1.000 πόδια και η βαρομετρική που μας δίνει το ATIS ή ο πύργος είναι 1010.
Οπότε, το ύψος πίεσης είναι: 1013 - 1010 = +3 x 30 = 90 πόδια + τα 1.000 πόδια του πραγματικού ύψους = 1.090 πόδια!
Τώρα, αν η βαρομετρική ήταν π.χ. 1015, τότε θα προέκυπτε ένας αρνητικός αριθμός από την αφαίρεση του 1013 - 1015 = -2 και έτσι θα αφαιρούσαμε 60 πόδια από τα 1.000 πόδια του πραγματικού ύψους, για να καταλήξουμε στα 940 πόδια. Δηλαδή, το ύψος πίεσης θα ήταν χαμηλότερο από το πραγματικό και, άρα, κάτω από τη στάθμη της θάλασσας!

2. Στη συνέχεια, βρίσκουμε την απόκλιση της θερμοκρασίας από την τυπική και πολλαπλασιάζουμε τη διαφορά επί 120 (=αλλαγή του ύψους πυκνότητας ανά 1 βαθμό Κελσίου).
Συνεχίζοντας το παραπάνω παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι μας δίνεται η επικρατούσα θερμοκρασία στο εν λόγω α/δ στους 35°C. Έτσι, επειδή το α/δ μας βρίσκεται στα 1.000 πόδια ύψος, η τυπική θερμοκρασία θα έπρεπε να είναι 15 - 2 = 13°C (αλλαγή θερμοκρασίας κατά 2°C ανά 1.000 πόδια). Βλέπουμε λοιπόν ότι έχουμε μια απόκλιση ίση με 35 - 13 = 22 βαθμούς x 120 = 2.640 πόδια.

3. Τέλος, αθροίζουμε το ύψος πίεσης με την απόκλιση από την τυπική θερμοκρασία και βρίσκουμε ότι το ύψος πυκνότητας είναι: 1.090 + 2.640 = 3.730 πόδια!
Το αεροπλάνο μας λοιπόν, παρόλο που βρίσκεται σε πραγματικό ύψος 1.000 ποδιών, θα συμπεριφέρεται σα να βρίσκεται στα 3.730 πόδια!!!
Κατά συνέπεια, όταν θα αναζητήσω τις επιδόσεις στο εγχειρίδιο του αεροπλάνου μου, θα κοιτάξω τους πίνακες με τα στοιχεία που ισχύουν για το ύψος των 3.730 ποδών!
Καταλαβαίνεται τώρα ότι, σ' αυτό το ύψος, πρέπει να λάβουμε υπόψη μας τους παρακάτω παράγοντες:
Η παραγόμενη άντωση από τα φτερά θα είναι μειωμένη λόγω της αραιότερης ατμόσφαιρας.
Η απόδοση της προπέλας θα είναι μειωμένη, μιας και η προπέλα είναι κι αυτή μια περιστρεφόμενη πτέρυγα.
Η απόδοση του κινητήρα θα είναι μειωμένη λόγω των λιγότερων μορίων οξυγόνου.
 
Όλα αυτά θα έχουν τις παρακάτω συνέπειες:
Το αεροπλάνο θα επιταχύνει πιο αργά λόγω μειωμένης απόδοσης του κινητήρα και θα χρειαστούμε μεγαλύτερη απόσταση διαδρόμου για να πιάσουμε την ταχύτητα απογείωσης. Θα μας φτάσει το μήκος του διαδρόμου;
Θα χρειαστεί να αναπτύξουμε μεγαλύτερη αληθή ταχύτητα για να παραχθεί η απαιτούμενη άντωση, αλλά και για να κρατηθούμε στον αέρα μετά την απογείωση χωρίς να πέσουμε σε απώλεια στήριξης. Άρα, ακόμα μεγαλύτερη απόσταση διαδρόμου.
Ο βαθμός ανόδου θα είναι μειωμένος λόγω χαμηλότερης απόδοσης του κινητήρα και χαμηλότερης άντωσης από τα φτερά. Αυτό μπορεί να μας θέσει σε άμεσο και υψηλό κίνδυνο αν υπάρχουν λόφοι ή βουνά κοντά στην προέκταση του διαδρόμου απογείωσης!
Η επιχειρησιακή οροφή του αεροπλάνου θα μειωθεί σημαντικά και μπορεί να μην καταφέρουμε να περάσουμε κάποια βουνά στη διαδρομή μας. Έτσι, αν υποθέσουμε ότι ένα αεροπλάνο με επιχειρησιακή οροφή τα 12.000 πόδια ξεκινάει από ένα α/δ στο ύψος της θάλασσας (π.χ. LGTS) κάποια ημέρα που το ύψος πυκνότητας έχει υπολογιστεί στα 2.000 πόδια, το αεροπλάνο αυτό θα μπορέσει να φτάσει μέχρι τα 10.000 πόδια πραγματικού ύψους!!!
 
Τέλος, δύο ακόμη παράγοντες που επηρεάζουν σημαντικά τις επιδόσεις του αεροπλάνου, είναι το βάρος και η υγρασία. Έτσι, πριν ξεκινήσουμε την πτήση μας, κυρίως προς μικρά αεροδρόμια, θα πρέπει πάντα να έχουμε στο νου μας ότι το ύψος, η θερμοκρασία, η υγρασία και το βάρος, είναι παράγοντες που, σε σημαντικό βαθμό, επηρεάζουν αρνητικά τις επιδόσεις του αεροπλάνου μας και από αυτούς θα κριθεί το αν θα τα καταφέρουμε να πετάξουμε με ασφάλεια στον προορισμό μας ή όχι.
 
Καλές και ασφαλείς πτήσεις!