Jedna liczba potrafi całkowicie zmienić sposób patrzenia na lot samolotem: prędkość względem ziemi. To ona decyduje, jak długo trwa podróż, ile paliwa zużyje maszyna, jak ustalić trasę i jak planować przesiadki. Czysta „prędkość samolotu” z folderu reklamowego linii lotniczej bywa mocno umowna – w praktyce pilot operuje kilkoma różnymi wartościami prędkości jednocześnie. Zrozumienie, z jaką prędkością naprawdę leci samolot, wymaga rozdzielenia kilku pojęć i spojrzenia na nie jak pilot, nie jak pasażer patrzący przez okno. Dopiero wtedy oczywiste staje się, dlaczego ten sam lot raz trwa 2 godziny, a innym razem 2:40, mimo „tej samej trasy” i „tego samego samolotu”.
Co to w ogóle znaczy: „z jaką prędkością leci samolot”?
W lotnictwie słowo „prędkość” jest zdecydowanie za ogólne. Funkcjonują przynajmniej trzy podstawowe pojęcia, które potrafią się od siebie znacznie różnić, choć opisują ten sam lot.
Rodzaje prędkości w lotnictwie
Pierwszym i najważniejszym pojęciem dla pilota jest IAS – Indicated Airspeed, czyli prędkość wskazywana przez przyrządy. To wartość, którą widzi się na głównym wskaźniku prędkości. Nie mówi ona wprost, jak szybko samolot przemieszcza się względem ziemi, ale jak duży jest napływ powietrza na skrzydło. Z punktu widzenia bezpieczeństwa i aerodynamiki to właśnie IAS ma największe znaczenie – na jej podstawie określa się prędkość przeciągnięcia, maksymalną prędkość z klapami czy tzw. prędkość wznoszenia.
Kolejną wartością jest TAS – True Airspeed, czyli rzeczywista prędkość względem powietrza. Uwzględnia gęstość i temperaturę powietrza, więc rośnie wraz z wysokością, nawet jeśli na wskaźniku IAS liczba pozostaje ta sama. Na poziomie morza 250 kt IAS to prawie 250 kt TAS, ale na wysokości przelotowej ten sam odczyt może oznaczać już około 400 km/h więcej w prędkości rzeczywistej.
Dla pasażera najbardziej intuicyjna jest GS – Ground Speed, czyli prędkość względem ziemi. To właśnie ona decyduje o czasie lotu między dwoma lotniskami. Ground speed to w uproszczeniu TAS plus lub minus wpływ wiatru. Przy silnym wietrze w plecy samolot może lecieć „po ziemi” dużo szybciej niż wynikałoby to z samej mocy silników.
W lotach na dużych wysokościach dochodzi jeszcze liczba Macha. Gdy prędkość zbliża się do prędkości dźwięku, powietrze zachowuje się inaczej, a klasyczne „km/h” przestają być wygodne. Wtedy używa się ułamka prędkości dźwięku – np. Mach 0,82 oznacza 82% prędkości dźwięku w danych warunkach. Standardowy samolot pasażerski lata właśnie w okolicach Mach 0,78–0,85.
Ten sam samolot może mieć w kokpicie stałą prędkość np. 280 kt IAS, a jednocześnie 760 km/h TAS i 900 km/h ground speed, jeśli wiatr silnie wieje w plecy.
Typowe prędkości różnych typów samolotów
Odpowiedź na pytanie „z jaką prędkością leci samolot” zależy wprost od tego, o jakim samolocie mowa. Różnice pomiędzy małym turystycznym jednosilnikowcem a szerokokadłubowym odrzutowcem są ogromne.
Od Cessny po odrzutowiec – przegląd prędkości
Małe, popularne samoloty szkoleniowe i turystyczne, takie jak Cessna 172 czy Piper PA-28, poruszają się w locie przelotowym z prędkością rzędu 170–220 km/h względem ziemi. Dla pilota VFR (lot z widocznością) to w pełni wystarczające, choć z perspektywy kogoś przyzwyczajonego do linii lotniczych wydaje się to „powolne”.
Samoloty klasy „bizjet” – np. popularne Gulfstreamy czy Citationy – wchodzą już w zakres typowy dla maszyn odrzutowych. Ich prędkość przelotowa to zazwyczaj 750–900 km/h (Mach 0,75–0,9), zależnie od modelu, wysokości i masy. W praktyce oznacza to, że na trasie kilkutysięcznokilometrowej różnica czasu względem liniowego Airbusa czy Boeinga jest niewielka.
Typowe samoloty pasażerskie – np. Boeing 737, 787, Airbus A320, A350 – latają przeważnie z prędkością przelotową w przedziale 830–920 km/h względem ziemi, przy liczbie Macha około 0,78–0,85. Przewoźnicy często optymalizują prędkość między czasem lotu a zużyciem paliwa, dlatego oficjalne dane producenta i rzeczywista prędkość w danym dniu mogą się różnić o kilkadziesiąt km/h.
Osobną kategorię stanowią samoloty wojskowe. Myśliwce współczesnej generacji bez problemu przekraczają 2 000 km/h, a niektóre konstrukcje sięgały w testach niemal 3 000 km/h. Nie oznacza to jednak, że lecą z taką prędkością „na co dzień” – lot z naddźwiękową prędkością to ogromne obciążenie paliwowe i konstrukcyjne, dlatego w rutynowych misjach często latają poddźwiękowo lub nieznacznie naddźwiękowo.
- Małe turystyczne: 170–220 km/h
- Śmigłowce cywilne: zwykle 180–260 km/h
- Samoloty pasażerskie: około 830–920 km/h
- Myśliwce: typowo ponad 1 000 km/h, maksymalnie nawet 2 000–2 500 km/h
Od czego zależy prędkość w locie?
Prędkość samolotu w danym momencie to nie tylko kwestia „ile mocy mają silniki”. W grę wchodzi kilka jednocześnie działających czynników, z których część jest pod kontrolą pilota, a część wynika z fizyki i warunków atmosferycznych.
Wysokość, masa i pogoda – trio, które rządzi prędkością
Wraz z wysokością maleje gęstość powietrza. Samolot lecący wysoko napotyka mniejszy opór aerodynamiczny, dlatego przy tej samej mocy silników może osiągać wyższą prędkość rzeczywistą. Dlatego loty przelotowe odbywają się zazwyczaj na wysokości 10–12 km – tam odrzutowiec jest najbardziej ekonomiczny.
Masa samolotu wpływa na wymaganą prędkość do utrzymania się w powietrzu. Cięższa maszyna potrzebuje wyższego IAS przy starcie i lądowaniu, ale w locie przelotowym różnice są mniejsze. W praktyce liniowce startujące na długi lot międzykontynentalny, z maksymalną ilością paliwa, mają prędkości decyzji i oderwania istotnie wyższe niż przy krótkiej, lekkiej rotacji krajowej.
Pogoda, a konkretnie wiatr, to główny powód, dla którego ten sam lot potrafi trwać różną ilość czasu mimo tej samej trasy. Silny jet stream wiejący z zachodu na wschód nad Atlantykiem sprawia, że loty z Ameryki do Europy bywają krótsze nawet o 40–60 minut, podczas gdy w drugą stronę ten sam samolot „męczy się” pod wiatr, mając mniejszą prędkość względem ziemi, mimo że w kokpicie prędkość względem powietrza jest podobna.
Nie bez znaczenia jest też profil aerodynamiczny skrzydeł i konstrukcja płatowca. Samoloty o cienkim, „szybkim” profilu są zoptymalizowane pod lot z dużą prędkością przelotową, ale często wymagają większej prędkości przy starcie i lądowaniu oraz dłuższego pasa. Konstrukcje „wolniejsze” lepiej radzą sobie z krótkimi drogami startowymi, ale nie osiągają tak imponujących prędkości przelotowych.
Na koniec warto wspomnieć o ograniczeniach konstrukcyjnych: każdy samolot ma określoną VNE – Never Exceed Speed, prędkość, której nie wolno przekraczać. W przypadku odrzutowców rolę ograniczenia przejmuje zwykle maksymalna dopuszczalna liczba Macha. Przekroczenie tych wartości nie oznacza natychmiastowej katastrofy, ale dramatycznie zwiększa ryzyko uszkodzeń konstrukcji.
Prędkość przy starcie i lądowaniu
Prędkość przelotowa robi wrażenie w tabelkach, ale w codziennym doświadczeniu pasażera najbardziej odczuwalne są momenty startu i przyziemienia. Tam liczby są inne, a margines błędu – zdecydowanie mniejszy.
Dlaczego startuje się znacznie wolniej niż się leci
Duży samolot pasażerski typu Boeing 737 czy Airbus A320 odrywa się od pasa zwykle przy prędkościach rzędu 240–290 km/h (czyli ok. 130–155 kt IAS), zależnie od masy, konfiguracji klap, długości pasa i warunków atmosferycznych. To prędkość, przy której siła nośna na skrzydle staje się wystarczająca, aby unieść maszynę w powietrze z bezpiecznym zapasem nad prędkością przeciągnięcia.
Podczas lądowania prędkość jest nieco niższa, ale nadal znacząca. Typowe prędkości podejścia dla odrzutowców pasażerskich mieszczą się w okolicach 220–260 km/h. Dodatkowo pilot utrzymuje tzw. prędkość podejścia VREF plus zapas (np. +5 czy +10 kt), aby mieć margines na podmuchy i zmiany wiatru w końcowej fazie zniżania.
Małe samoloty turystyczne operują na dużo niższych prędkościach. Cessna 172 startuje i ląduje zazwyczaj w okolicach 90–120 km/h. Dzięki temu wystarczają im krótsze pasy startowe i można nimi operować z małych, lokalnych lotnisk – kosztem oczywiście czasu podróży na dłuższych trasach.
Warto zauważyć, że nawet jeśli na podejściu do lotniska wskazywana prędkość względem powietrza jest stała, to przy silnym wietrze czołowym prędkość względem ziemi może być znacznie niższa. Dla pasażera oznacza to wrażenie „powolnego pełzania” nad miastem, choć z punktu widzenia aerodynamiki wszystko jest w normie.
Dlaczego samoloty pasażerskie nie latają szybciej?
Skoro istnieją samoloty naddźwiękowe, naturalnie pojawia się pytanie: dlaczego rejsowy lot z Warszawy do Nowego Jorku trwa 8–9 godzin, a nie 3–4? Odpowiedź sprowadza się głównie do ekonomii i fizyki.
Lot z prędkością zbliżoną do prędkości dźwięku dramatycznie zwiększa opór aerodynamiczny. Każde „dociśnięcie gazu” powyżej optymalnej prędkości przelotowej przekłada się na nieproporcjonalny wzrost zużycia paliwa. Dla linii lotniczej różnica kilku procent prędkości to często różnica kilkunastu procent w kosztach paliwa na danym locie.
Dodatkowo konstrukcja współczesnych samolotów pasażerskich jest optymalizowana pod lot w zakresie Mach 0,78–0,85. Przesunięcie tego optymalnego punktu wyżej wymagałoby innej geometrii skrzydeł, innej struktury kadłuba i znacznie droższych materiałów, co przełożyłoby się na ceny biletów.
Historia zna oczywiście przykład Concorde’a – samolotu naddźwiękowego, który latał z prędkością około 2 150 km/h. Skrócenie czasu podróży transatlantyckiej do ok. 3,5 godziny było imponujące, ale koszt operacji, ograniczenia tras (hałas, boom soniczny) i wydatki na utrzymanie sprawiły, że projekt okazał się nieopłacalny komercyjnie.
Jak prędkość odczuwa pasażer?
Paradoks prędkości w samolocie polega na tym, że im szybciej leci maszyna, tym mniej się to czuje w środku. Na wysokości przelotowej brak punktów odniesienia – nie widać szybko przemieszczającego się terenu, a zakręty wykonywane są z niewielkim przechyleniem. Pasażer, który nie patrzy w okno i nie śledzi mapki na ekranie, może kompletnie nie mieć poczucia, czy samolot leci 600, czy 900 km/h.
Odczuwalne są za to zmiany prędkości: przyspieszanie podczas rozbiegu, wyhamowanie po przyziemieniu, zmiany ciągu przy turbulencjach. Jednak sama prędkość przelotowa jest „nudna” – i dobrze. To właśnie stabilny, przewidywalny lot z równą prędkością sprawia, że nowoczesne lotnictwo jest tak efektywne i bezpieczne.
W praktyce więc pytanie „z jaką prędkością leci samolot” ma kilka poprawnych odpowiedzi. Dla pilota – z taką, jaką pokazuje IAS i Mach. Dla dyspozytora – z taką, jaka daje odpowiedni czas przelotu przy akceptowalnym zużyciu paliwa. Dla pasażera – z taką, która pozwala na punktualne lądowanie i spokojny lot, nawet jeśli sam licznik kilometrów na godzinę pozostaje abstrakcją.
