четвртак, 22. мај 2025.

Avionom oko Zemlje

Da li ste primetili da se neka pitanja postavljaju znatno češće nego što bi to trebalo da bude u 21. veku? Dva, meni lično, posebno neverovatna od tih besmislenih pitanja su: kako avion na dugim putovanjima održava stalnu visinu leta i ne odleti pravolinijski u svemir, ako je Zemlja zaista okrugla, i drugo, da li postoji razlika u dužini leta ako avion leti u pravcu rotacije Zemlje i suprotno, jer bi avion trebalo da brže stigne na destinaciju ako leti u pravcu rotacije?

Ovakva pitanja su, naravno, sasvim legitimna, jer nije sramota ne znati, ali njih postavljaju i neki ljudi, ali ne da bi nešto naučili, nego samouvereno u formi konstatacije, kako bi dobili potvrdu za svoje zablude "jel tako da je Zemlja ravna"?

Hajde onda da vidimo šta su pravi odgovori.

Prvo, kako avion na dugim putovanjima održava stalnu visinu i ne odleti pravolinijski u svemir ako je Zemlja zaista okrugla.

Odgovor je jednostavan: avion održava konstantnu visinu iznad zakrivljene površine Zemlje zahvaljujući kombinaciji aerodinamičkih sila i kontinuitanog automatskog korektovanja visine putem autopilota. Dakle, Zemlja jeste zakrivljena, ali u kontekstu leta aviona na komercijalnoj visini na oko 10.000 m, ta zakrivljenost je blaga. Kako to? Horizont se proteže na oko 350–400 km, i avion "vidi" samo mali deo zakrivljenosti u svakom trenutku. Moderni autopiloti, ali i klasični  instrumenti poput radio-altimetra ili altimetra, kao i barometarskog visinomera, konstantno prate visinu i automatski ili manuelno (pilot) podešavaju elevator (repne površine) kako bi se zadržala željena visina u odnosu na srednji pritisak atmosfere ili referencu geoidne visine. Dobro, a šta je to geoidna visina? Evo definicije: geoidna visina je razlika između visine tačke na površini Zemlje (ortometrijska visina) i visine odgovarajuće tačke na referentnom elipsoidu (elipsoidna visina). Drugim rečima, to je visina geoida (nepravilnog elipsoida koji najbolje približava oblik Zemlje) iznad tog referentnog elipsoida.

Dakle, iako se avion kreće pravolinijski u lokalnom referentnom okviru, vektor sile uzgona se stalno prilagođava, jer lift (sila uzgona) deluje normalno na lokalni horizontalni nivo koji se „zakrivljuje“ s površinom Zemlje. Drugim rečima, avion ne leti pravo u svemir jer ga atmosfera i gravitacija stalno vuku ka Zemlji, a (auto)pilot održava stalnu visinu u odnosu na tu zakrivljenu površinu.

Da vidimo sada odgovor na drugo pitanje: da li postoji razlika u dužini leta ako avion leti u pravcu rotacije Zemlje ili suprotno?

Odgovor je sledeći: ne postoji značajna razlika u dužini leta zbog rotacije Zemlje, jer svi objekti u atmosferi (uključujući avione i vazduh) dele istu rotacionu brzinu Zemlje. Međutim, vetrovi na velikim visinama, a posebno takozvani džet strimovi (jet stream) mogu znatno uticati na vreme leta. Da vidimo sada, kada sam ih već spomenuo šta su džet strim vetrovi i kako oni mogu uticati na let.

Ukratko, to su mlazne struje relativno uskih traka jakog vetra u gornjim slojevima atmosfere, koje se obično javljaju na oko 9.000 metara nadmorske visine. Unutar mlaznih struja, vetrovi duvaju sa zapada na istok, ali traka se često pomera na sever i jug, jer mlazne struje prate granice između toplog i hladnog vazduha. Pošto su ove granice toplog i hladnog vazduha najizraženije zimi, mlazne struje su najjače tokom zime i na severnoj i na južnoj hemisferi.

Vratimo se sada na temu.Dakle,  Zemlja rotira brzinom od približno 1670 km/h na ekvatoru, a atmosfera rotira zajedno s njom zahvaljujući inerciji i trenju između Zemlje i vazduha. Avion u poletanju već prati, zajedno sa vazduhom, početnu brzinu rotacije Zemlje, i ne mora da "prevazilazi" rotaciju da bi leteo u suprotnom pravcu.

Međutim, ono što zaista može da napravi pravu razliku u trajanju leta su visinski vetrovi. Na primer, let između Njujorka i Londona može trajati kraće zahvaljujući zapadnim jet streamovima, dok bi povratni let mogao biti duži. Ovakva strujanja kao što je jet stream može dodati ili oduzeti i preko 150 km/h efektivne brzine aviona.

Da sumiramo: rotacija Zemlje ne utiče direktno na trajanje leta, ali atmosferski vetrovi i planiranje rute zbog vremenskih uslova, mogu imati daleko veći efekat.

Ako nekoga ova tematika zanima i želi da sazna nešto više, može da prouči sledeće izvore:

1. Federal Aviation Administration (FAA) Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge

2. NASA Aerodynamics

3. National Weather Service – Jet Streams

4. NASA Earth Observatory