Latanie na granicy możliwości. Dlaczego śmigłowce nie mogły wylądować wyżej?


Dwa śmigłowce pakistańskiej armii dostarczyły czterech ratowników na wysokość 4820 metrów, skąd ci musieli sami w morderczym tempie iść pod górę na ratunek Elisabeth Revol. Dlaczego nie wylądowali wyżej albo wręcz nie polecieli po Tomasza Mackiewicza? Śmigłowce nie są po prostu stworzone do latania na dużych wysokościach. Tylko specjalnie zmodyfikowana maszyna mogłaby się wznieść dość wysoko.

Czwórkę polskich alpinistów zabrały z bazy pod K2 i dostarczyły na masyw Nanga Parbat dwa śmigłowce pakistańskiego wojska. To maszyny AS550 Fennec, produkowane kiedyś przez koncern Eurocopter, a teraz Airbus Helicopters. Pakistańczycy zakupili je między innymi dlatego, że dobrze radzą sobie na dużych wysokościach. Mimo to wlecenie na 4820 metrów z dwójką pasażerów i ich sprzętem było blisko granicy ich możliwości.

Fizyki się nie pokona

Głównym przeciwnikiem śmigłowców w wysokich górach jest rozrzedzone powietrze. Silniki do działania potrzebują go w znacznych ilościach, które zasysają do wnętrza, sprężają, mieszają z paliwem i podpalają. Im mniej powietrza mogą zassać do wnętrza, tym mniej efektywnie działają. Im wyżej wleci śmigłowiec, tym mniej mocy daje jego napęd. Kolejnym problemem wynikającym z rozrzedzonego powietrza jest mniejsza efektywność wirnika. Każda jego łopata to małe skrzydło, które pędzi z dużą prędkością i generuje siłę nośną jak skrzydła samolotu. Kiedy powietrze się rozrzedza, tej siły nośnej jest coraz mniej. Wrogiem śmigłowców jest też temperatura, choć w wypadku akcji na Nanga Parbat nie miało to znaczenia. Maszyny latają bowiem gorzej w ciepłym powietrzu, które jest rzadsze niż zimne. Na dodatek ciepłe utrudnia chłodzenie silnika, który i tak musi być przeciążany podczas lotów na dużych wysokościach.

Francuska dominacja

Zmorą pilotów i konstruktorów śmigłowców jest więc połączenie dużej wysokości i dużej temperatury. Dobrze było to widać podczas misji zagranicznych polskiego wojska. W Afganistanie, gdzie często jest gorąco i trzeba ciągle działać na wysokości od dwóch do czterech tysięcy metrów, ciężko uzbrojone i opancerzone maszyny szturmowe Mi-24 miały poważny problem choćby z wystartowaniem z bazy w Ghazni położonej na dwóch kilometrach. Na dużych pułapach najlepiej radzą sobie małe i lekkie maszyny. Takie, w których stosunek masy do mocy silnika jest jak najkorzystniejszy. Od dekad w konstruowaniu takich śmigłowców specjalizują się Francuzi. To ich maszyny dominują w Himalajach. Jedną z nich jest właśnie AS550 Fennec, który jest lekkim śmigłowcem stworzonym na przełomie lat 80. i 90. głównie z myślą o wojsku. W normalnych warunkach taka maszyna wzniesie się na około pięć i pół kilometra, choć z minimalnym obciążeniem może wspiąć się wyżej, do około siedmiu. Podobne możliwości ma starszy "krewny" AS550 Fennec, czyli AS350 Ecureuil, skonstruowany w latach 70. na potrzeby rynku cywilnego. Zmodernizowane modele tej maszyny dominują w Himalajach.

Akcja ratunkowa na Nanga Parbattvn24.pl

Trudne latanie w górach

Standardem jest jednak osiąganie wspomnianych pięciu kilometrów. To tak zwany pułap praktyczny, czyli taki, na którym można latać z pasażerami i ładunkiem w sposób bezpieczny. Dla maszyn ważących w stanie pustym 1,1-1,2 tony (mniej niż przeciętny samochód osobowy), każdy dodatkowy człowiek na pokładzie to duża różnica. Himalaista z wyposażeniem może ważyć dobrze ponad sto kilogramów. Najpewniej z tego powodu do akcji na Nanga Parbat Pakistańczycy wysłali dwa AS550, choć teoretycznie jeden może zabrać czterech pasażerów. Maszyny wiozły jednak po dwóch. Jak można się domyślić, chodziło o chęć zmniejszenia obciążenia i umożliwienie zabranie dodatkowego paliwa, ponieważ śmigłowce musiały pokonać długą trasę (tylko z bazy pod K2 na Nanga Parbat było 200 kilometrów w linii prostej). Sam fakt zabrania na pokład każdej maszyny tylko dwóch pasażerów, pokazuje, że śmigłowce działały blisko granicy swoich możliwości. Nie wiadomo, jak wysoko dałyby radę wlecieć, najpewniej wyżej niż 4820 metrów, jednak na ponad pięciu tysiącach zalegały gęste chmury. Wlatywanie w nie lekkimi śmigłowcami, przy porywistych wiatrach, nie byłoby rozsądne. Na dużych wysokościach utrzymanie maszyny pod kontrolą jest znacznie trudniejsze niż na małych. Wyzwaniem staje się start i lądowanie, które wymagają precyzji oraz zapasu mocy silnika. Choć śmigłowiec teoretycznie może być w stanie lecieć na wysokości pięciu czy sześciu kilometrów, to nie znaczy, że będzie się dało nim wylądować. Powyżej pewnej granicy w ogóle niemożliwy jest zawis, który jest najbardziej obciążający dla silnika. Kiedy brakuje mu mocy, to nie utrzyma maszyny w miejscu.

Rozrzedzone powietrze staje się też problemem dla załogi. Standardowe śmigłowce nie mają instalacji tlenowych, ponieważ nie zapuszczają się na duże wysokości. Bez niej piloci mogą zacząć odczuwać efekty niedotlenienia - hipoksji, co jest bardzo groźne, ponieważ prowadzi do zaburzeń świadomości. Maszyny AS550 Fennec mogą mieć instalację tlenową, jednak to wyposażenie opcjonalne.

Starszy cywilny krewny AS550 - AS350 EcureuilFabien1309 | Wikipedia CC BY SA 2.0

Ekstremalne osiągnięcia. Śmigłowcem na Mount Everest

Pięć kilometrów jest więc "pułapem praktycznym" dla śmigłowców klasy AS550 czy AS350, choć to nie granica ich możliwości. Specjalnie zmodyfikowana maszyna tego drugiego typu zdołała dolecieć na szczyt Mount Everest (8848 metrów) i na nim wylądować. Zrobił to w 2005 roku doświadczony pilot testowy firmy Eurocopter Didier Delsalle. Jego maszyna była jednak maksymalnie odchudzona. Wyrzucono z niej wszystko, co zbędne. Leciał sam i korzystał z dodatkowej instalacji tlenowej. Dodatkowo wprowadzono szereg zmian w silniku, aby miał dość mocy.

Absolutny rekord wysokości lotu śmigłowca również dzierżą Francuzi. W 1972 roku szef pilotów firmy Aerospatiale Jean Boulet wzniósł się na 12442 metry w maszynie SA315 Lama. Śmigłowiec był gruntownie zmodyfikowany w celu ustanowienia rekordu.

Rekordowy lot na Mount Everest
Rekordowy lot na Mount EverestAirbus Helicopters/Youtube

Pomimo tego pilot mógł przypłacić ten wyczyn życiem, bowiem na maksymalnej wysokości silnik po prostu się wyłączył z braku powietrza i już nie dało się go ponownie włączyć. Boulet ustanowił więc nijako przy okazji rekord najdłuższego lądowania przy pomocy autorotacji, czyli kontrolowanego opadania. W takiej sytuacji wirnik spadającej maszyny obraca się sam od pędu powietrza, generując dość siły nośnej, aby było możliwe w miarę łagodne posadzenie jej na ziemi. Tego rodzaju wyczyny to jednak odstępstwa od standardu. Normą jest owe pięć kilometrów. Dolecieć po Mackiewicza na ponad siedem by się nie dało. Nie bez specjalnie zmodyfikowanej maszyny, świetnego pilota i idealnej pogody.

Autor: Maciej Kucharczyk//kg / Źródło: tvn24.pl

Raporty: