Zrakoplov je upravo napustio svoje parkirno mjesto. Polako se kreće prema pisti, praćen ravnomjernim brujanjem svojih motora. U kabini putnici završavaju sa spremanjem stvari, zatežu sigurnosne pojaseve i bacaju posljednji pogled na svoje telefone prije polijetanja.
Zatim se zrakoplov poravnava s pistom.
Na nekoliko sekundi sve djeluje gotovo mirno. Zrakoplov se ponekad nakratko zaustavi, kao da duboko uzima zrak. Odjednom, broj okretaja motora raste. Brujanje postaje snažnije, sjedala počinju vibrirati, a krajolik iza prozora počinje prolaziti sve brže.
Nekoliko trenutaka kasnije, kotači napuštaju tlo.
Za neke putnike ova je buka uzbudljiva. Ona predstavlja snagu, brzinu i početak putovanja. Za druge može biti impresivna, čak i pomalo zabrinjavajuća. Zašto su zrakoplovi toliko bučni pri polijetanju? Jesu li motori zaista potisnuti do svog maksimuma? I zašto se čini da buka naglo opada nekoliko sekundi nakon uzlijetanja?
Odgovor se uglavnom krije u količini energije potrebne za ubrzanje zrakoplova teškog nekoliko desetaka, pa i stotina tona. No, motori nisu jedini odgovorni. Kretanje zraka, stajni trap, zakrilca, pa čak i okoliš oko zračne luke pridonose tom zvučnom dojmu.
Da bismo razumjeli što se događa, moramo se vratiti na trenutak kada zrakoplov počinje ubrzavati.
Zrakoplov ne polijeće zahvaljujući brzini svojih kotača
Za razliku od automobila, zrakoplov ne koristi svoje kotače za ubrzavanje na pisti. Kotači se slobodno okreću i uglavnom služe za potporu zrakoplovu dok je na tlu.
Motori su ti koji guraju zrakoplov prema naprijed.
Na modernom putničkom zrakoplovu ti su motori obično turboventilatorski motori. Iza ovog pomalo tehničkog naziva krije se prilično jednostavan princip: motor usisava ogromnu količinu zraka sprijeda, ubrzava ga, a zatim izbacuje prema natrag.
Reakcijom se zrakoplov gura prema naprijed.
Dio zraka prolazi kroz jezgru motora. Komprimira se, miješa s gorivom, a zatim izgara u komori za izgaranje. Ovo izgaranje proizvodi vrlo vruće plinove koji se šire, pokreću turbine i izbacuju se prema natrag.
No, kod modernih motora veliki dio potiska proizvodi i ventilator, ogromna obložena elisa vidljiva na prednjem dijelu mlaznog motora. On pomiče znatnu masu zraka oko jezgre motora.
Kada zrakoplov mirno vozi prema pisti, motori rade pri relativno umjerenom broju okretaja. Proizvode tek toliko potiska da pomaknu zrakoplov po tlu.
Pri polijetanju se situacija potpuno mijenja.
Motori moraju ubrzati vrlo težak zrakoplov do brzine dovoljne da njegova krila stvore potreban uzgon. Ovisno o tipu zrakoplova, njegovoj težini i dnevnim uvjetima, ta brzina može biti znatno veća od 200 kilometara na sat.
Tu brzinu treba postići na ograničenoj udaljenosti.
Piloti stoga snažno povećavaju potisak motora. Puno veća količina zraka se usisava, ubrzava i izbacuje u nekoliko sekundi. Upravo taj nagli porast snage uzrokuje karakteristično brujanje koje se čuje na početku polijetanja.
Buka uglavnom dolazi od zraka kojeg motori pomiču
Moglo bi se pomisliti da buka mlaznog motora dolazi isključivo od izgaranja goriva. U stvarnosti, veliki dio zvuka dolazi od pomicanja zraka.
Motor usisava zrak sprijeda i izbacuje ga straga velikom brzinom. Kada se taj ubrzani zrak susretne s vanjskim zrakom, dva se toka miješaju. To miješanje stvara turbulencije, promjene tlaka i zvučne valove.
Što je veća razlika u brzini između zraka kojeg izbacuje motor i okolnog zraka, to buka može biti intenzivnija.
Lopatice ventilatora također proizvode svoj vlastiti zvučni potpis. One se okreću vrlo brzo i stupaju u interakciju sa zrakom, kao i s različitim strukturama unutar motora.
Tome treba dodati kompresore, turbine i cirkulaciju plinova u jezgri mlaznog motora.
Konačni zvuk koji čuju putnici ili osobe u blizini zračne luke stoga nije jedinstvena buka. Riječ je o složenoj mješavini sastavljenoj od strujanja ventilatora, protoka plinova, mehaničkih vibracija i turbulencija stvorenih oko motora.
Pri polijetanju svi ti fenomeni postaju intenzivniji jer motor radi pri visokom broju okretaja.
To je pomalo kao razlika između ventilatora koji se okreće polako i istog ventilatora postavljenog na maksimalnu brzinu. Princip ostaje isti, ali količina pomaknutog zraka i razina buke više uopće nisu isti.
Na razini zrakoplovnog motora, proporcije su očito puno impresivnije.
Koriste li zrakoplovi uvijek maksimalnu snagu?
Izraz “puna snaga” putnici često koriste za opisivanje polijetanja. Ipak, motori se ne koriste sustavno pri svom maksimalnom potisku.
Prije svakog polaska piloti izračunavaju potrebne performanse uzimajući u obzir mnoge parametre:
-
težinu zrakoplova;
-
duljinu piste;
-
vanjsku temperaturu;
-
vjetar;
-
nadmorsku visinu zračne luke;
-
stanje piste;
-
eventualnu prisutnost prepreka;
-
konfiguraciju zrakoplova.
Kada su uvjeti povoljni, često je moguće poletjeti sa smanjenim potiskom.
Zamislite prilično lagan zrakoplov, dugu pistu, umjerenu temperaturu i povoljan vjetar. U toj situaciji bilo bi nepotrebno tražiti od motora svu snagu za koju su sposobni. Manji potisak dovoljan je za ubrzanje i sigurno polijetanje.
Ova metoda omogućuje smanjenje trošenja motora, ograničavanje mehaničkih naprezanja i produljenje vijeka trajanja određenih komponenti. Također može blago smanjiti potrošnju i buku.
Na Airbusu, putnici zaljubljenici u zrakoplovstvo ponekad čuju za polijetanje s “FLEX” potiskom. Na drugim zrakoplovima govori se o smanjenom potisku ili “derate“. Metode izračuna nisu potpuno iste, ali opća ideja sastoji se u tome da se ne koristi više snage nego što je potrebno.
Suprotno tome, veći potisak može biti potreban kada je zrakoplov težak, kada je pista kratka ili kada je temperatura visoka.
Topli zrak je manje gust od hladnog zraka. Motori i krila stoga mogu biti manje učinkoviti kada je vrlo vruće. Zračne luke na nadmorskoj visini predstavljaju sličnu poteškoću jer je zrak tamo također manje gust.
U tim uvjetima polijetanje može zahtijevati više snage i veću udaljenost za ubrzanje.
Buka koja se čuje stoga ne ovisi samo o tipu zrakoplova. Ona također varira ovisno o težini, vremenskim prilikama, zračnoj luci i performansama izračunatim za let.
Zašto se čini da je buka još jača blizu tla?
Zrakoplov može proizvoditi puno buke pri polijetanju, ali na našu percepciju utječe i njegova blizina.
U trenutku kada motori povećavaju broj okretaja, zrakoplov se još uvijek nalazi na tlu ili na samo nekoliko desetaka metara visine. Putnici sjede nekoliko metara od motora, dok se osobe koje žive oko zračne luke mogu nalaziti izravno ispod putanje polijetanja.
Udaljenost između izvora zvuka i slušatelja stoga ostaje relativno mala.
Nekoliko minuta kasnije, zrakoplov već leti na nekoliko tisuća metara visine. Motori nastavljaju proizvoditi potisak, ali zvuk se čini puno manje impresivnim sa zemlje jer se zrakoplov udaljio.
Okoliš zračne luke također može pojačati ili promijeniti percepciju buke.
Zvuk se može reflektirati od tla, zgrada, terminala ili određenih metalnih površina. Okolni reljef također utječe na njegovo širenje. U dolini se, na primjer, buka može širiti drugačije nego na potpuno otvorenom području.
Vremenski uvjeti također igraju ulogu. Vjetar može prenijeti zvuk u određenom smjeru, dok promjene temperature u atmosferi mogu zakriviti zvučne valove.
To je jedan od razloga zašto zrakoplov određenih dana može djelovati neuobičajeno bučno, čak i ako je njegovo polijetanje potpuno normalno.
Motori nisu jedini koji stvaraju buku
Tijekom prvih sekundi leta, zrakoplov se nalazi u konfiguraciji koja se vrlo razlikuje od one koja se koristi tijekom krstarenja.
Zakrilca su izvučena na krilima kako bi se povećao uzgon pri malim brzinama. Ovisno o zrakoplovu, mogu biti izvučene i druge visokoučinkovite površine.
Ti elementi mijenjaju oblik krila i remete strujanje zraka. Oni omogućuju zrakoplovu da poleti pri razumnoj brzini, ali također proizvode više otpora i aerodinamičke buke.
Stajni trap također pridonosi razini buke.
Sve dok su kotači izvučeni, zrak udara u gume, noge stajnog trapa, vrata i različite mehanizme. Svi ti elementi stvaraju turbulencije.
U trenutku samog ubrzanja na pisti, putnici također čuju kotrljanje kotača po tlu. Pista nikada nije savršeno glatka. Gume prelaze preko spojeva, utora, oznaka i malih nepravilnosti.
Što zrakoplov brže ubrzava, to brujanje postaje brže i intenzivnije.
Kada zrakoplov napusti tlo, buka kotrljanja naglo nestaje. Ali gotovo odmah se može začuti drugi zvuk: onaj uvlačenja stajnog trapa.
Kotači se počinju uvlačiti u trup ili u krila. Hidraulički mehanizmi se pokreću, vrata se otvaraju pa zatvaraju, a kotači se mogu nastaviti okretati još kratko vrijeme.
Za putnika koji ne poznaje te zvukove, rezultat može djelovati zabrinjavajuće: vibracije, udarci, prigušeno brujanje ili mehanički zvukovi ispod poda.
Ipak, sve to je dio normalnog rada zrakoplova.
Zašto se čini da motori usporavaju odmah nakon polijetanja?
To je vjerojatno jedan od trenutaka koji najviše iznenađuje putnike.
Zrakoplov je upravo poletio. Motori su bučni, kut penjanja djeluje strmo i, odjednom, brujanje se smanjuje. Neki ljudi tada imaju dojam da su motori izgubili snagu, čak i da su se ugasili.
U stvarnosti, obično se radi o normalnom smanjenju potiska.
Potisak korišten za napuštanje tla ne treba se zadržati tijekom cijelog penjanja. Jednom kada je zrakoplov u letu, na visini predviđenoj procedurom, piloti smanjuju broj okretaja motora na potisak prilagođen penjanju.
Ovaj prijelaz može biti automatski ili njime mogu upravljati piloti, ovisno o tipu zrakoplova i procedurama kompanije.
Kako se broj okretaja motora smanjuje, buka također opada. Razlika može djelovati značajno jer dolazi nakon vrlo bučne faze.
Zrakoplov ipak nastavlja normalno penjati.
U nekim regijama, procedure za smanjenje buke mogu učiniti ovu promjenu još uočljivijom. Cilj je ograničiti zvučno onečišćenje iznad naseljenih područja, uz održavanje performansi i potrebnih sigurnosnih margina.
Putanja se također može promijeniti ubrzo nakon polijetanja. Zrakoplov može blago smanjiti kut penjanja kako bi ubrzao i započeo postupno uvlačenje zakrilaca.
Za putnika to može stvoriti dojam da zrakoplov blago “pada”. Ipak, zrakoplov obično nastavlja penjati. Njegov stav postaje jednostavno manje nagnut, što mijenja osjećaje u sjedalu.
Buka se smanjuje, nos se blago spušta i motori mijenjaju broj okretaja: ti su događaji normalni i predviđeni.
Zašto se buka mijenja nekoliko puta tijekom penjanja?
Nakon smanjenja potiska, zvuk motora može se još nekoliko puta mijenjati.
Zrakoplov postupno ubrzava, uvlači zakrilca i prilagođava svoj režim penjanja. Motori ne rade na fiksnoj postavci od polijetanja do visine krstarenja.
Oni se stalno prilagođavaju potrebama zrakoplova.
Kontrola leta može zatražiti od zrakoplova da privremeno održava određenu brzinu ili visinu. Piloti ili automatika tada prilagođavaju potisak.
Kada se zakrilca uvlače, aerodinamička buka se također mijenja. Krilo postupno poprima glađu konfiguraciju, bolje prilagođenu velikim brzinama.
Putnici mogu čuti električne motore ili hidrauličke mehanizme kako pomiču površine. U nekim zrakoplovima ti su zvukovi posebno prepoznatljivi.
Promjene broja okretaja stoga ne znače da motori rade nepravilno. Naprotiv, pokazuju da zrakoplov prilagođava svoju konfiguraciju svakoj fazi leta.
Polijetanje nije jedinstven događaj. To je brzi niz faza:
-
postavljanje potiska;
-
ubrzanje na pisti;
-
rotacija;
-
uzlijetanje;
-
uvlačenje stajnog trapa;
-
smanjenje na potisak za penjanje;
-
ubrzanje;
-
postupno uvlačenje zakrilaca.
Svaka od tih faza ima svoje zvukove i osjećaje.
Gdje se u kabini najviše čuje buka?
Razina buke puno ovisi o mjestu koje zauzimate u zrakoplovu.
Putnici koji sjede u blizini motora prirodno čuju više određenih frekvencija i vibracija. Na zrakoplovima čiji su motori postavljeni ispod krila, područje oko krila može djelovati posebno bučno tijekom polijetanja.
U prednjem dijelu kabine, brujanje motora često je manje prisutno, iako buka zraka oko trupa postaje uočljivija kada se brzina poveća.
Straga, percepcija snažno ovisi o dizajnu zrakoplova. Zvuk koji proizvode motori i turbulencije tamo može biti izraženiji.
Na nekim regionalnim zrakoplovima čiji su motori postavljeni na stražnji dio trupa, raspodjela buke je očito drugačija.
Turbopropelerski zrakoplovi također imaju poseban zvučni potpis. Njihove elise se brzo okreću i stvaraju ritmičniju buku, ponekad popraćenu vibracijama koje su dobro osjetne u kabini.
To ne znači nužno da su manje sigurni ili manje učinkoviti. Njihov pogon jednostavno proizvodi zvuk drugačiji od onoga kod zrakoplova opremljenog turboventilatorskim motorima.
Čak i dva sjedala smještena u istom zrakoplovu mogu ponuditi različita zvučna iskustva ovisno o njihovoj blizini vratima, krilu, mlaznom motoru ili određenim dijelovima strukture.
Zašto su neki zrakoplovi puno tiši?
Svi motori ne proizvode istu količinu buke.
Stari turboventilatorski motori obično su ubrzavali manju količinu zraka pri vrlo velikoj brzini. Ta metoda mogla je stvoriti posebno bučan mlaz.
Moderni motori s visokim omjerom obilaznog toka usvajaju drugačiji pristup. Njihov veliki ventilator pomiče puno veću masu zraka, ali ga ubrzava manje naglo.
To rješenje omogućuje učinkovito stvaranje potiska uz smanjenje buke i potrošnje goriva.
Upravo iz tog razloga moderni motori imaju impresivne promjere. Na nekim novijim zrakoplovima, gondola motora gotovo je široka kao trup malog putničkog zrakoplova.
Proizvođači također rade na obliku lopatica, usisnicima zraka i materijalima ugrađenim u gondole.
Neke unutarnje površine prekrivene su akustičnim pločama dizajniranim za apsorpciju dijela zvučnih valova. Te strukture sadrže male šupljine koje zarobljavaju ili prigušuju određene frekvencije.
Na nekim motorima također se vide nazubljeni rubovi na stražnjem dijelu gondole ili ispušne cijevi. Ti oblici, često nazivani “chevronima”, omogućuju progresivnije miješanje tokova zraka i mogu smanjiti određene komponente buke.
Inženjeri također proučavaju izvore aerodinamičke buke. Oblik stajnog trapa, zakrilaca i njihovih mehanizama može se optimizirati kako bi se ograničile turbulencije.
Zahvaljujući tim poboljšanjima, moderni širokotrupni zrakoplov ponekad može djelovati manje bučno od puno manjeg zrakoplova dizajniranog nekoliko desetljeća ranije.
Veličina zrakoplova stoga nije dovoljna za određivanje njegove razine buke.
Kako zračne luke pokušavaju ograničiti buku?
Iako su moderni zrakoplovi općenito manje bučni od svojih prethodnika, zvučno onečišćenje ostaje važna tema za stanovništvo koje živi oko zračnih luka.
Putanja polijetanja često su dizajnirane tako da što je više moguće izbjegavaju najgušće naseljena područja.
Piloti slijede precizne procedure koje naznačuju smjerove, visine i ponekad trenutke u kojima se potisak ili konfiguracija moraju promijeniti.
Neke zračne luke također nameću ograničenja tijekom noći. Najbučniji zrakoplovi mogu biti zabranjeni u određene sate, podvrgnuti dodatnim porezima ili ograničeni u broju dopuštenih kretanja.
Mjerne stanice postavljene su oko platformi kako bi zabilježile buku koju proizvode polijetanja i slijetanja.
Ipak, treba podsjetiti da se putanje ne mogu birati isključivo na temelju buke. Sigurnost, vrijeme, reljef, zračni promet i performanse zrakoplova ostaju prioritet.
Zrakoplov ne može jednostavno zaobići svaku kuću. Procedure stoga traže kompromis između sigurnosti, učinkovitosti i smanjenja neugodnosti.
Ne bi li električni zrakoplov bio potpuno tih?
Ideja o gotovo tihom zrakoplovu je privlačna. Ipak, čak bi i električni zrakoplov nastavio proizvoditi buku.
Električni motor uklanja izgaranje i određene mehaničke izvore prisutne u turboventilatorskom motoru. Ali on i dalje mora pokretati elisu, ventilator ili drugi sustav koji omogućuje ubrzanje zraka.
A pomicanje velike količine zraka neizbježno proizvodi zvuk.
Tome se dodaje aerodinamička buka stvorena strujanjem zraka oko krila, trupa, zakrilaca i stajnog trapa.
Pri malim brzinama, pogon često predstavlja glavni izvor zvuka. Ali kada se brzina poveća, buka zraka oko zrakoplova postaje sve važnija.
Budući električni ili hibridni zrakoplovi vjerojatno će moći biti tiši u određenim fazama leta. Međutim, nikada neće biti potpuno tihi.
Letenje teškim strojem pri velikoj brzini nužno podrazumijeva pomicanje puno zraka.
Treba li se brinuti kada je polijetanje vrlo bučno?
U ogromnoj većini slučajeva, velika buka pri polijetanju je potpuno normalna.
Zrakoplov mora brzo ubrzati, motori rade pri visokom broju okretaja, kotači se kotrljaju po pisti, a krila su konfigurirana za stvaranje puno uzgona pri malim brzinama.
Nakon uzlijetanja, stajni trap se uvlači, zakrilca mijenjaju položaj i potisak se prilagođava. Sve te radnje izazivaju buku, vibracije i promjene osjećaja.
Piloti se očito ne oslanjaju samo na zvuk motora.
Oni raspolažu brojnim instrumentima koji pokazuju njihov broj okretaja, temperaturu, tlak, potrošnju i opći rad. Sustavi zrakoplova također nadziru mnoge parametre i signaliziraju anomalije.
Neuobičajena buka koju čuje putnik stoga ne znači automatski da se događa problem.
Položaj sjedala, vrijeme, korištena snaga i konfiguracija zrakoplova mogu učiniti jedno polijetanje bučnijim od drugog.
Također je često da putnik iznenada primijeti zvuk jednostavno zato što mu posvećuje više pažnje. Jednom kada postane zabrinut, svaka vibracija ili promjena broja okretaja može djelovati nenormalno.
Razumijevanje tijeka polijetanja često omogućuje da se ta faza proživi puno mirnije.
📖 Članci koji bi vas mogli zanimati
Želite li nastaviti otkrivati tajne zrakoplovstva? Evo tri članka za bolje razumijevanje kako zrakoplovi lete, zašto dostižu takve visine i što zračni prijevoz čini tako sigurnim.
-
Kako tako težak zrakoplov može letjeti?
-
Zašto se zrakoplovi gotovo nikada ne sruše?
-
Zašto zrakoplovi lete tako visoko?
✈️ Preporučeni proizvodi
Želite li svoju strast prema zrakoplovstvu proširiti izvan ovog članka? Otkrijte naše kolekcije posvećene zaljubljenicima u zrakoplove, s predmetima za izlaganje, darivanje ili nošenje svuda sa sobom.
Puno buke za podizanje nekoliko tona s tla
Ako su zrakoplovi toliko bučni pri polijetanju, to je prije svega zato što moraju postići nešto izvanredno u vrlo malo vremena.
Zrakoplov težak nekoliko desetaka ili stotina tona mora ubrzati dovoljno da ga krila počnu nositi. Da bi to postigli, njegovi motori usisavaju i ubrzavaju ogromnu količinu zraka.
Buka polijetanja je stoga zvuk potiska, ali i zvuk kotača na pisti, zraka oko krila, izvučenih zakrilaca i stajnog trapa.
Jednom u letu, buka se obično smanjuje. Motori prelaze na potisak za penjanje, trap se uvlači, zakrilca se postupno uvlače i zrakoplov se udaljava od tla.
Sljedeći put kada čujete brujanje motora kako ispunjava kabinu, znat ćete što se događa.
Zrakoplov ne stvara samo buku.
On ubrzava gigantsku masu zraka kako bi pretvorio stroj od nekoliko tona u zrakoplov sposoban napustiti tlo i popeti se prema nebu.
🎬 Za bolje razumijevanje rada zrakoplovnog motora
Impresivna buka koja se čuje pri polijetanju izravno je povezana s radom mlaznih motora i ogromnom količinom zraka koju pomiču. Kako biste preciznije otkrili što se događa unutar zrakoplovnog motora, evo jednostavnog i edukativnog videa koji objašnjava svaki korak njegovog rada.
FAQ o buci zrakoplova pri polijetanju
Zašto motori postaju iznenada bučni na pisti?
Piloti snažno povećavaju potisak kako bi ubrzali zrakoplov do brzine polijetanja. Motori tada usisavaju i pomiču puno više zraka, što povećava razinu buke.
Koriste li se motori uvijek pri svojoj maksimalnoj snazi?
Ne. Kada težina zrakoplova, duljina piste i vremenski uvjeti to dopuštaju, piloti mogu koristiti smanjeni potisak izračunat prije polijetanja.
Zašto buka naglo opada nakon uzlijetanja?
Jednom kada je zrakoplov u penjanju, piloti obično smanjuju potisak za polijetanje na potisak prilagođen penjanju. To smanjenje je normalno i ne znači da se motori gase.
Kakva je to velika buka ispod zrakoplova nakon polijetanja?
Često dolazi od uvlačenja stajnog trapa. Kotači se uvlače, vrata se otvaraju pa zatvaraju, što može izazvati brujanje, udarce i vibracije.
Zašto se neka polijetanja čine bučnijima od drugih?
Buka ovisi o tipu zrakoplova, njegovoj težini, korištenoj snazi, temperaturi, vjetru, pisti i mjestu koje zauzimate u kabini.
Jesu li veliki zrakoplovi uvijek najbučniji?
Ne. Moderni širokotrupni zrakoplov opremljen novijim motorima može biti manje bučan od manjeg, ali starijeg zrakoplova. Dizajn motora znači više od same veličine zrakoplova.
Jesu li moderni zrakoplovi zaista tiši?
Da, općenito govoreći. Motori s visokim omjerom obilaznog toka, akustični materijali i aerodinamička poboljšanja omogućili su znatno smanjenje buke novih generacija zrakoplova.
Bi li električni zrakoplov bio potpuno tih?
Ne. Čak i bez izgaranja, ostala bi buka elisa ili ventilatora, kao i aerodinamička buka koju stvara zrak oko trupa, krila i stajnog trapa.
