למה הטיסות היום נמשכות יותר מבעבר?

טיסות יכולות להימשך לפעמים נצח. שעות ארוכות עלינו להישאר בכיסאות צרים, חלק מהזמן לחגור חגורות בטיחות, כשאנחנו תקועים בתוך קופסה מעופפת סגורה. מאז ראשית עידן התעופה נעשו ניסיונות רבים לקצר את משך הטיסות. הבולט בהם היה מטוס הקונקורד, שהבטיח עידן חדש של תעופה מסחרית מהירה. הוא חצה את האוקיינוס האטלנטי במהירות העולה על מהירות הקול וגמא את המרחק בין פריז לניו יורק בפחות מארבע שעות. אולם הטיסה בו הייתה יקרה מאוד, ובשנת 2003 קורקעו הקונקורדים האחרונים מחוסר כדאיות כלכלית.

פרט לקונקורד, כל יתר הפיתוחים הטכנולוגיים בתעופה והשיפור המתמיד במנועים לא הצליחו לקצר בצורה משמעותית את משך הטיסה. למען האמת, טיסות כיום נמשכות אפילו יותר מבעבר. לדוגמה, טיסה מניו יורק ליוסטון, שנמשכה 2:37 שעות בשנות ה-60, אורכת כיום שלוש שעות וחמישים דקות. הבדל של יותר משעה! איך זה ייתכן?

כמו בסיפורו של הקונקורד, גם כאן הגורם העיקרי הוא השיקול הכלכלי, ובראש ובראשונה מחיר הדלק. בשני העשורים האחרונים עלה מחיר הדלק ביותר מ-300 אחוז, כך שחברות התעופה מנסות לצמצם ככל שניתן את הצריכה שלו, גם אם זה בא על חשבון המהירות.

בכתבה הקודמת סיפרנו איך שינוי קטן במבנה הכנף הצליח לחסוך לחברות התעופה הון רב על ידי צמצום צריכת הדלק. גם כאן הרעיון דומה. בדומה למכונית הפרטית, לכל מנוע ולכל מטוס יש מהירות אופטימלית שבה צריכת הדלק הכי יעילה. במטוס, כוח הגרר הוא זה שמשפיע במיוחד על המהירות הזו.

כוח הגרר המופעל על הכנפיים במהלך יצירת כוח העילוי שמרים את המטוס לאוויר, מצטמצם ככל שמהירות המטוס עולה, ותלוי כאמור גם במבנה הכנף. מצד שני, כוח הגרר המופעל על גוף המטוס עצמו על ידי האוויר שהמטוס חותך במעופו גדל כמו  ריבוע המהירות, ותלוי בשטח הפנים של המטוס.  חישוב פשוט ייתן את המהירות האופטימלית שבה כוח הגרר יהיה הכי נמוך, ולכן יידרש כמה שפחות דלק כדי לגבור עליו. המהירות הזאת רחוקה מאוד מהמהירות המירבית שאליה המטוס מסוגל להגיע.

כשמחשבים את עלויות הדלק בטיסה, ההשפעה של כל קילוגרם דלק כפולה ומכופלת: משקל המטוס משפיע מאוד על צריכת הדלק, כך שככל שהמטוס נושא יותר דלק, גם צריכת הדלק עולה בהתאם. כלומר צריך דלק כדי לצרוך דלק, ולכן על כל סטייה קלה מהמהירות האופטימלית משלמים על הדלק בריבית דריבית.

שיקולים רבים

בשנות ה-60, כשהדלק היה זול יחסית, עלות כוח האדם הייתה מרכיב מרכזי בחישוב הוצאות הטיסה, ולכן רצו להגיע ליעד במהירות כמה שיותר גדולה, כדי לשחרר את צוות האוויר, ולחסוך בעלויות התפעול. כיום לא רק שהדלק התייקר, אלא חברות התעופה משלמות תשלום נוסף על "חתימת הפחמן", מעין מס המוטל על זיהום האוויר, וגם הוא קשור באופן ישיר לכמות הדלק הנצרכת.

סיבה נוספת להתארכות זמן הטיסה היא מנהלתית. זמן הטיסה מחושב מרגע שחרור הבלם ועד שהמטוס מתחבר לשרוול הנחיתה בשדה היעד. כיום, עקב ריבוי טיסות והעומס הגובר על מסלולי ההמראה והנחיתה, מטוסים מתעכבים הרבה זמן על המסלול ובהקפות בהמתנה לנחיתה והזמן הזה מחושב כחלק ממשך הטיסה בפועל.

בנוסף, חברות התעופה נקנסות כיום על אי-עמידה בזמנים, ולכן נוטות "לנפח" את משך הטיסה המדווח, כדי שיוכלו לספוג ללא תשלום עיכובים קלים. אחרי הכול איש לא יכעס אם המטוס יקדים מעט. יתרה מזאת, חברות התעופה משלמות גם על זמן החנייה בשדה התעופה, ולכן לעתים משתלם יותר לתכנן את הטיסות כך שיהיו באוויר יותר זמן ולא יבזבזו זמן יקר וחסר תועלת על הקרקע.

בסופו של דבר, עלות הטיסה מורכבת מגורמים רבים, שחלקם משתנים גם בהשפעת עונות השנה ומזג האוויר, והעובדה שהמטוס כאמור אינו טס במהירות המקסימלית מאפשרת לטייסים להתאים את זמן הטיסה לכל השיקולים, ולא פעם מגיעים ליעד אפילו לפני השעה המיועדת.

אך מחקר חדש שהתפרסם בשנה שעברה בכתב העת Nature Climate Change טוען כי נמצא קשר של היזון-חוזר (פידבק) בין כמות הדלק במטוסים למשטר הרוחות בנתיבי הטיסה. על פי המחקר,  שינויי האקלים השפיעו גם על משטר הרוחות בנתיבי הטיסה, יצרו יותר מערבולות ושינו את עוצמתם של הזרמים שבהם נעזרים המטוסים כדי לקצר את משך הטיסה. כתוצאה מכך גדלה פליטה הפחמן הדו-חמצני ממנועי המטוסים, וזו האיצה את התהליכים והאריכה עוד יותר את זמן הטיסה, וחוזר חלילה.

בסופו של דבר, דלק הוא אחד הגורמים המרכזיים שמעכבים את ההתפתחות הטכנולוגית בתחום התעופה, אך נעשים כיום ניסיונות רבים להיפטר מהאילוץ הזה. ממש לא מזמן, ב-23 ביוני השנה, נחת מטוס הניסוי Solar Impulse בספרד, לאחר שחצה  את האוקיינוס האטלנטי במשך שלושה ימים, כשהוא מונע רק באנרגיית השמש, בלי טיפה אחת של דלק. המטוס הנסיוני מתקרב להשלמת הקפת של העולם בעזרת השמש בלבד, כדי להוכיח שאפשר לעשות זאת בלי דלק.