Hyppää pääsisältöön

Mikä pitää lentokoneen ilmassa?

Julkaistu
15.06.2014 klo 07:16
Lentämisestä tullut niin tuttua, että pidämme sitä luonnollisena liikkumismuotona ihmisille.  Liikkuminen korkealla ilmassa on kuitenkin melkoinen insinöörien taidonnäyte.

Siiven yläpinta pitää ilmassa

Maailman suurimpaan matkustaja-koneeseen Airbus A380:een mahtuu 853 matkustajaa. Koneen siipien kärkiväli on 79,8 metriä ja pinta-ala 845 m² eli yli neljän tenniskentän verran.

Lentokone pysyy ilmassa siipien aiheuttaman nostovoiman ansiosta. Nostovoima syntyy paine-eroista, kun siiven yläpinnalle muodostuu alipaine ja siiven alapinnalle ylipaine. Merkittävämpi osa nostovoimasta muodostuu siiven yläpinnalla.

Nostovoiman suuruuteen vaikuttavat muun muassa lentonopeus ja -korkeus, siiven ja ilmavirran välinen kohtauskulma, sekä siiven koko, muoto ja puhtaus. Siksi lentokoneiden siivistä poistetaan lentoasemilla jäätä.

Lentokonetta voidaan ohjata siipeen liitetyillä laipoilla, lentojarruilla ja siivekkeillä. Winglet on siiven kärjessä oleva pystysuora osa, joka parantaa siiven nostovoimaa ja vähentää polttoaineenkulutusta.


Korkealla on pienempi ilmanvastus

Merkittävä osa lentämisen kustannuksista tulee polttoaineesta. Nopeasti lentävissä lentokoneissa ilmanvastuksella on suuri merkitys polttoaineen kulutukseen, sillä vauhdin kaksinkertaistuessa ilmanvastus nelinkertaistuu.

Jotta ilmanvastus olisi mahdollisimman pieni, lentokoneet suunnitellaan virtaviivaisiksi. Toinen keino vähentää ilmanvastusta on lentää korkealla ohuessa yläilmassa.

Korkealla lentäessä on myös mahdollista hyödyntää suihkuvirtauksia. Ne ovat yli viiden kilometrin korkeudessa jopa 120 metriä sekunnissa puhaltavia tuulia, jotka voivat siivittää koneen nopeammin ja pienemmällä polttoaineenkulutuksella kohti määränpäätä.

Polttoaineen kulutuksen vähentämiseksi on tehty vuosikymmeniä töitä ja tuloksia on tullut aerodynamiikan parantumisen, moottorien kehittymisen ja monien teknisten ratkaisujen ansiosta. Lentokoneiden polttoaineen kulutus matkustajaa kohden on pienentynyt noin 70 prosenttia 40 vuoden aikana.

Jokainen uusi lentokonesukupolvi vähentää polttoaineen kulutusta noin 20 prosentilla. Nykyaikaiset lentokoneet kuluttavat kolme litraa polttoainetta matkustajaa kohti sadan kilometrin matkalla.

Ilmakehän happipitoisuus laskee ylöspäin mentäessä. Vain muutama ihminen on selvinnyt Mount Everestin huipulle (8 848m) ilman lisähappea.

Myös lentäjien ja lennonjohdon toiminnalla voidaan vähentää polttoaineen kulutusta. Kun lentokone käyttää lentoasemaa lähestyessään niin sanottua jatkuvan liu’un menetelmää, sillä voidaan säästää jopa pari sataa kiloa polttoainetta.

Helsinki-Vantaalla näitä vihreitä laskeutumisia jo noin 60 prosentissa lähestymisissä.


Ilmanpaine pienenee ylöspäin mentäessä

Ihmiset ovat sopeutuneet ilmanpaineeseen, joka vallitsee lähellä merenpinnan tasoa. Ilmakehässä ylöspäin mentäessä ilmanpaine pienenee viiden ja puolen kilometrin korkeudessa puoleen ja kymmenen kilometrin korkeudessa neljäsosaan.

Lentokoneissa ilmanpaine pidetään koneellisesti sellaisena, että se vastaa aina lähellä merenpintaa olevia olosuhteita. Ylöspäin noustessa ja alaspäin laskeutuessa ilmanpaine voi kuitenkin koneen sisällä hieman vaihdella, mikä voi tuntua korvissa. Yksi keino välttää korvien lukkoon menemistä on syödä nousujen ja laskujen aikana purkkaa.

Ilmakehässä happipitoisuus laskee ylöspäin mentäessä. Lentokoneen järjestelmät pitävät automaattisesti huolta siitä, että happipitoisuus pysyy koneessa hyvänä.


Jäätävän kaunista

Lentokoneen tuolissa ulos katsoessa ei aina muista, että ikkunan takana kirkkaassa auringonpaisteessa voi olla todella kylmä.

Lämpötila laskee maan pinnalta noustaessa noin 5–8 °C kilometrissä ja enimmillään pakkasta on noin 50 °C.


Teksti: Sami Laakso

Ihmisiä & Ilmailua