Ciśnienie atmosferyczne i QNE, QNH, QFE

Ustawienie prawidłowego ciśnienia podczas lotu ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa. Ponieważ wysokościomierze w samolotach wykorzystują ciśnienie atmosferyczne jako źródło informacji, to źle ustawione ciśnienie powoduje lot na złej wysokości. Jedną z podstawowych metod separacji samolotów jest zapewnienie ich lotu na różnych wysokościach. Stąd biorą się zasady lotu po parzystych poziomach lotu na zachód i nieparzystych na wschód. Dzięki temu może funkcjonować RVSM, w ramach którego samoloty mijają się zaledwie 300 metrów od siebie (1000ft).

W lotnictwie stosuje się różne sposoby pomiaru ciśnienia, w zależności od potrzeb, jak i lokalnych przepisów lotniczych.

Rys. 1. Wysokościomierz baryczny
Źródło: Wikipedia

QFE to ciśnienie lokalne. Możemy z niego skorzystać wykonując kręgi nad lotniskiem. Wystarczy stojąc na lotnisku przestawić pokrętło ciśnienia na wysokościomierzu tak, aby pokazywana wysokość wynosiła 0. Wówczas w okienku ciśnienia (na rys. 1. w niebieskich ramkach) pokaże się aktualne lokalne ciśnienie. Oczywiście ciśnienie to można także pobrać z prognozy pogody. Zastosowanie QFE jest ograniczone. Nie byłoby bezpiecznie latać z tym ciśnieniem na dłuższe trasy, bowiem wszystkie mapy pokazują wysokości terenu nad poziomem morza, a nie nad lotniskiem, z którego wystartowaliśmy. Łatwo byłoby o pomyłę.

QNH to ciśnienie lokalne, ale sprowadzone do poziomu morza. Ponieważ ciśnienie zmienia się wraz z wysokością w sposób wględnie stały (1 hPa na 30 ft, na dużych wysokościach nieco mniej), możliwe jest takie przeliczenie QFE, aby odnosiło się do poziomu morza. Znająć wysokość lotniska AMSL (above mean sea level - nad poziomem morza), możemy tak ustawić wysokościomierz, aby pokazywał wysokość lotniska, a wówczas w okienku ciśnienia odczytamy lokalne QNH. Znowu - możemy w tym celu skorzystać także z prognozy pogody. Używanie QNH pozwala nam łatwiej określić wysokość przeszkód (gór, masztów) w stosunku do naszej wysokości przelotowej.

Trzeba jednak pamiętać, ze ciśnienie lokalne zmienia się. Na każdym lotnisku może być inne. Gdy przechodzą fronty pogodowe, różnice te mogą być bardzo duże. Na małych wysokościach istotne jest, aby ominąć przeszkody terenowe. Jednak na większych nie ma ryzyka zderzenia z przeszkodami - tam priorytetem jest zapewnienie separacji pomiędzy samolotami. Dlatego na dużych wysokościach stosujemy standardowe ustawienie ciśnienia, które jest niezależne od ciśnienia lokalnego.

QNE to ciśnienie standardowe, które wynosi 1013,25hPa (inaczej mierzone: 29,92inHg lub 760mmHg). Jeśli wszystkie samoloty mają ustawione QNE, to można określić różnicę wysokości pomiędzy nimi. Trzeba jednak podkreślić, że wówczas wskazania wysokościomierza mogą być błędne. Tyle, że w każdym samolocie ten błąd będzie taki sam. Mając ustawione QNE nie możemy określić swojej rzeczywistej wysokości nad poziomem morza. Dlatego mówimy wówczas o poziomach lotu (FL - flight level lub krócej F - używane w planach lotu).

Poziom lotu to wysokość wskazywana przez wysokościomierz ustawiony na QNE pozbawiona 2 ostatnich cyfr. Przykładowo: wysokościomierz wskazuje 12000ft - poziom lotu to F120. Zasady podziału przestrzeni powietrznej przyjmują, że poziomy są co 1000ft (w ramach RVSM, czyli do F410) lub 2000ft (powyżej F410), czyli np. F130, F140, F250, F410, F430. Niektóre kraje stosują metryczne poziomy lotu.

Rys. 2. QNE, QNH, QFE

Rozważmy sytuację, w której piloci zapomną ustawić QNE. Widzimy ją na rys. 3. Pilot startujący z lewego lotniska chciał lecieć na poziomie FL120. Ciśnienie QNH na lotnisku wynosiło 990hPa. Pilot wystartował z ciśnieniem lokalnym (prawidłowo), jednak później nie przestawił go na standardowe. W efekcie leci wyżej aż o 700 stóp (różnica pomiędzy 1013 a 990 = 23hPa, pomnożona przez 30ft). Leci 12000 stóp nad lotniskiem startu.

Pilot startujący z prawego lotniska popełnił identyczny błąd. Chciał lecieć na poziomie FL130 Na lotnisku ciśnienie wynosiło 1023hPa. W efekcie pilot leci 300ft za nisko (1013-1023 = -10hPa pomnożone przez 30ft). Jeśli oba samoloty lecą po tej samej drodze lotniczej, to zdarzy się katastrofa.

Na rysunku widać jak zmienia się wysokość poszczególnych poziomów lotu: FL130 wcale nie musi mieć 13000ft. W jednym miejscue ma 13300, a w drugim 12300. To błąd, o którym wspomniano wcześniej. Jednak na dużych wysokościach bardziej istotna jest różnica pomiędzy samolotami, a mniej faktyczna wysokość lotu.

Samoloty zmieniają podczas lotu swoją wysokość nad poziomem morza (niezależnie czy mając ustawione QNH czy QNE), ponieważ w miarę postępól lotu zmienia się lokalne ciśnienie, a piloci nie przestawiają co chwila swoich wysokościomierzy.

Rys. 3. Skutki lotu na QNH lotniska startu

Przejdźmy teraz do konstrukcji przestrzeni lotniczej. Jak już wcześniej powiedzieliśmy, latając na niskich wysokościach stosujemy lokalne QNH, natomiast na dużych - QNE. Jakie to są wysokości? W Polsce transition altitude (TA), czyli wysokość na której przestawiamy ciśnienie z lokalnego na standardowe (QNH->QNE) to 6500ft. W innych krajach są to inne wysokości. Informację o TA znajdziesz na każdej mapce podejścia, SID lub STAR.

Natomiast poziom, na którym zmieniamy QNE na lokalne QNH - transition level (TL) - to w Polsce F80 lub F90 (gdy ciśnienie atmosferyczne na co najmniej 1 lotnisku w Polsce jest niższe niż 995hPa). Poziom F80 jest typowym w Europie. Jednak np. w USA stosowany jest FL180.

Strefa pomiędzy TA i TL nazywana jest transition layer. Należy unikać lotów poziomych w tej strefie (tylko wznoszenie lub zniżanie), bo nie wiemy jakie ciśnienie mają ustawione inne samoloty.

Rys. 4. Procedury ustawiania ciśnienia QNH i QNE w trakcie lotu