Почему полёт против вращения Земли не короче?

Идея о том, что самолёт, летящий «против вращения Земли», должен приходить быстрее, кажется почти интуитивной. Но в реальной физике — в той, где работают инерция, атмосфера и ветровые поля — направление вращения планеты не экономит время в пути.


Распространённое представление строится на неверной картинке: неподвижная Земля, вокруг которой летят самолёты. В реальности и аэропорт вылета, и аэропорт прилёта, и воздушная масса, и сам лайнер уже участвуют в одном вращательном движении планеты. На широтах крупных авиаузлов это сотни метров в секунду относительно оси Земли.

Когда самолёт стоит на взлётной полосе, он вместе с полосой движется из-за вращения планеты. В момент отрыва от земли лайнер сохраняет эту скорость — прямое следствие закона инерции. Поэтому пассажир, подпрыгнувший в салоне, возвращается примерно в ту же точку, а не «отстаёт» от движения.

Атмосфера ведёт себя так же: нижние её слои движутся вместе с поверхностью, поскольку связаны с планетой гравитацией и вязким трением. Если бы воздуха, вращающегося вместе с Землёй, не существовало, на планете были бы постоянные чудовищные ветра на тысячи километров в час.

Для экипажа и авиадиспетчеров ключевые величины — скорость самолёта относительно воздуха и путевая скорость относительно поверхности. Именно путевая скорость определяет длительность перелёта, и она зависит от направления и силы ветровых потоков.

Реальное влияние вращения Земли проявляется на другом уровне — в динамике атмосферы и долгосрочных траекториях воздушных масс. В метеомоделях присутствует сила Кориолиса, вызывающая систематическое отклонение траекторий. Но в рамках конкретного коммерческого рейса эти эффекты действуют опосредованно — через формирование ветровых полей, а не напрямую.

Главный фактор, определяющий разницу во времени рейсов, — струйные течения. Джетстримы — протяжённые узкие потоки воздуха на высотах 8–12 км — движутся со скоростями 150–250 км/ч и выше. Их структура меняется по сезонам и широтам. Попутный джетстрим способен ускорить самолёт на десятки минут, а встречный — добавить к перелёту час.

Так формируется известная асимметрия: рейсы из Северной Америки в Европу зимой нередко приходят раньше расписания благодаря мощным попутным потокам. Обратные рейсы идут дольше из-за устойчивых встречных ветров. Навигационные службы учитывают это при выборе эшелонов и маршрутов.

На уровне интуиции идея «обогнать вращение Земли» выглядит привлекательно, но реальная физика работает иначе: система «Земля — атмосфера — самолёт» движется как единое целое. Экономия времени в пути — не результат направления относительно вращения планеты, а следствие грамотного учёта ветров и метеоусловий.

ИЗНАНКА
Развенчание мифа о перелётах показывает: если сменить привычную неподвижную картинку мира на физическую модель, становится ясно, что в авиации главное — не движение Земли, а структура атмосферы. Самолёт приходит быстрее не потому, что «обгоняет» планету, а потому что использует правильный воздушный поток.

Фото: ИЗНАНКА.

Читайте, ставьте лайки, следите за обновлениями в наших социальных сетях и присылайте материалы в редакцию.

ИЗНАНКА — другая сторона событий.