Перелёт через Атлантику: маршруты, струйное течение и навигация
Перелёт из Европы в Северную Америку занимает 7-9 часов в одну сторону и около 8-11 в другую. Разница – из-за струйного течения, о котором ниже. Маршрут кажется прямым на экране в подголовнике, но реальный путь самолёта выглядит иначе и каждый день разный.
Почему маршрут не прямой
На плоской карте кажется, что лететь надо строго горизонтально – из Лондона в Нью-Йорк по линии на одной широте. На самом деле кратчайший путь между двумя точками на сфере – дуга большого круга. Она проходит севернее, чем выглядит на обычной карте Меркатора, нередко вблизи Исландии или Гренландии.
Но и эта дуга – только отправная точка. Реальный маршрут строится с учётом ветра.
Струйное течение и треки NAT
На высоте крейсерского полёта – около 10-12 км – дует струйное течение. Это узкий поток воздуха шириной несколько сотен километров, который движется с запада на восток со скоростью 100-300 км/ч. Попасть в него при полёте в Европу – сократить время в пути на час и сжечь значительно меньше топлива. Лететь против него из Европы в Америку – потерять время и деньги.
Именно поэтому маршруты через Атлантику каждый день меняются. Система называется NAT HLA – North Atlantic High Level Airspace. Ежедневно два центра управления – Shanwick и Gander – совместно публикуют набор треков, буквенно обозначенных коридоров от A до Z. Авиакомпании выбирают нужный трек исходя из направления, времени вылета и прогноза погоды.
Shanwick Oceanic Control – совместный орган Ирландии и Великобритании, физически расположен в Прествике (Шотландия). Название составное: Shannon + Prestwick – исторически два центра делили функции, но потом их объединили. Закрывает восточную часть северной Атлантики.
Gander Oceanic Control – канадский центр в Ньюфаундленде, закрывает западную часть. Гандер был стратегической дозаправочной точкой ещё со Второй мировой, когда дальность самолётов не позволяла пересечь Атлантику без остановки.
Shanwick и Gander отвечают за северные треки NAT, но не единственные над Атлантикой. Весь океан поделён между пятью зонами ответственности. Помимо двух северных, есть ещё три:
Reykjavik OACC – исландский центр, управляет воздушным пространством над северной частью Атлантики и Гренландским морем.
New York OACC – американский центр под управлением FAA, управляет зоной к востоку от побережья США, к югу от Gander. Через него идут маршруты с восточного побережья США и Карибского бассейна в Европу.
Santa Maria OACC – португальский центр на Азорских островах, управляет центральной Атлантикой. Через него проходят маршруты из Европы в Южную Америку и Западную Африку. Азоры – один из главных запасных аэропортов для трансатлантических рейсов.
Все эти центры работают без радаров – над океаном их просто нет. Позиции самолётов передаются по голосовой КВ-связи или через спутник, экипаж обязан выходить на связь каждые 10-40 минут.
Западные треки (из Европы в Америку) выходят около 23:00 UTC, восточные (обратно) – около 14:00 UTC. Координаты и высоты каждый раз разные. Конкретный маршрут экипаж узнаёт незадолго до вылета.
Как устроено пространство без радара
Над Атлантикой нет наземных радаров. Сигнал просто не достаёт. До середины 2010-х годов управление воздушным движением здесь основывалось исключительно на голосовых докладах экипажа по КВ-радио и строгих правилах эшелонирования – самолёты держали между собой минимум 10 минут по времени на одном треке и 60 морских миль в стороне.
С 2015-2020 годов ситуация изменилась. Большинство дальнемагистральных самолётов теперь оснащены системой ADS-B – они постоянно транслируют свои координаты, которые принимают в том числе спутники сети Iridium. Это позволило сократить интервалы и одновременно выпускать над океаном больше самолётов.
На какой высоте и скорости летит самолёт
Крейсерская высота – обычно от 33 000 до 41 000 футов (10-12,5 км). Точная высота зависит от загрузки: тяжёлый самолёт в начале маршрута не может набрать максимальный эшелон, он доберётся до него позже, когда выработает часть топлива. Это называется step climb – самолёт поднимается ступенями по мере облегчения.
Крейсерская скорость – около 900 км/ч относительно земли при попутном ветре, 800-850 без него. Число Маха, на которое ориентируется экипаж, – обычно 0,84-0,85. Это не максимум для самолёта, а экономически оптимальная скорость.
Топливо и запасные аэропорты
Трансатлантический рейс – одна из наиболее сложных задач с точки зрения топливного планирования. Самолёт несёт топливо на маршрут, плюс запас на уход на запасной аэропорт, плюс резерв на непредвиденные обстоятельства. На старте Boeing 777 или Airbus A350 может весить на 100-120 тонн больше, чем в конце рейса – только за счёт топлива.
Запасные аэропорты для трансатлантических рейсов – отдельная тема. Над серединой океана ближайший аэропорт – на Азорских островах (Лажеш), в Гандере (Канада) или в Рейкьявике. Именно поэтому в экстренных ситуациях самолёты садятся именно там – это не случайный выбор, а часть плана, который составляется до вылета.
Двухмоторные самолёты – Boeing 787, Airbus A350, A330 – летят через Атлантику по правилам ETOPS (Extended-range Twin-engine Operations). Это разрешение, которое означает: самолёт имеет право находиться не более X минут от ближайшего аэропорта на одном двигателе. Большинство современных самолётов имеют ETOPS-180 или ETOPS-240 – то есть могут лететь 3-4 часа на одном двигателе до аэропорта. Без этого сертификата маршрут был бы невозможен.
Связь и навигация над океаном
Над Атлантикой нет покрытия сотовых сетей. Авиационная связь идёт через КВ-радио (коротковолновое) и SATCOM – спутниковую связь. Экипаж периодически докладывает позицию, высоту и прогнозируемое время до следующей точки – даже сейчас, когда есть автоматическая передача координат через ADS-B.
Навигация строится на инерциальных навигационных системах (IRS) и GPS. IRS не зависит от внешних сигналов – она вычисляет положение по ускорениям, начиная от точки выравнивания перед вылетом. GPS корректирует накопленную ошибку. Оба источника используются одновременно.
Интернет для пассажиров на трансатлантических рейсах работает через спутники – чаще всего Viasat или Inmarsat. Скорость нестабильна, но для мессенджеров хватает. Над центральной частью океана бывают провалы в покрытии на 30-60 минут.
Почему восток и запад – разные полёты
Из Нью-Йорка в Лондон самолёт летит в среднем 6,5-7,5 часов. Обратно – 8-9,5 часов. Иногда разница достигает 2 часов на одном и том же маршруте. Всё из-за струйного течения: на восток оно подталкивает, на запад – мешает.
В исключительных случаях, когда струйное течение особенно сильное, самолёты летят на запад значительно южнее обычного – буквально на широте Испании и Португалии, огибая поток. Это добавляет расстояние, но экономит время и топливо.
Потому что Земля – сфера, а карта на экране – плоская проекция. Кратчайшее расстояние между двумя точками на сфере – это дуга большого круга, которая на плоской карте Меркатора выглядит изогнутой вверх. На самом деле это и есть прямой путь.
Маршрут через высокие широты – это и есть “напрямую” по дуге большого круга. Плюс туда же смещает выгодное положение струйного течения. Это не крюк, а геометрически кратчайший путь плюс попутный ветер.
До вылета экипаж знает несколько запасных аэропортов вдоль маршрута. Чаще всего это Азорские острова (Португалия), Гандер или Гуз-Бэй в Канаде, Рейкьявик в Исландии. При необходимости самолёт разворачивается к ближайшему из них – это занимает от 30 минут до 2 часов в зависимости от точки маршрута.
GPS над Атлантикой работает – спутники никуда не деваются. Но даже без него самолёт использует инерциальные навигационные системы (IRS), которые вычисляют положение по движению и ускорениям. За 7-8 часов полёта IRS накапливает небольшую ошибку – GPS её периодически корректирует.
Струйное течение дует с запада на восток. Полёт из Америки в Европу идёт с попутным ветром 150-300 км/ч – самолёт летит значительно быстрее относительно земли. Обратный рейс – против того же ветра, отсюда и разница в 1-2 часа.
В самой середине Атлантики, примерно между Азорами и Ньюфаундлендом, под самолётом нет ни одного острова на 1 500 километров в любую сторону. Это единственное место на маршруте, где до ближайшей суши дальше, чем в любой другой точке рейса.