W lotnictwie, a właściwie w "termodynamice lotniczej", stosowanej przez pilotów na co dzień mówi się o trzech różnych rodzajach temperatury mierzonej. Dla małego człowieczka, mającego pod nogami grunt, może się wydawać, że temperatura to temperatura i koniec. Ale schody zaczynają się, gdy mówimy o ruchu ciała, tudzież samolotu, który z ogromną prędkością przecina strugi powietrza. Zachodzi tu szereg procesów fizycznych, które mają wpływ na pomiar temperatury. Dlatego zacznę od wyjaśnienia, czym jest TAT - czyli najbardziej skomplikowana i ważna do zrozumienia wartości mierzonej temperatury.
Przede wszystkim zastanówmy się, czym jest temperatura. Zbyt często używamy tego pojęcia, wydaję się ono kompletnie podstawowym słowem, ale czy potrafimy wyjaśnić co to właściwie za wartość? Tak, to stopień nagrzania czy miara ciepła ciała. Lecz to dalej nie wyjaśnia tej zagadki. Nie bawiąc się w ścisłe definicje fizyczne dotyczące układów i ich równowagi, to można powiedzieć, że temperatura to pewna własność danego ciała, wyrażana liczbowo, w odpowiedniej skali oczywiście, a dotycząca energii zawartej w środku, w wewnątrz tego ciała. Inaczej: jest to wielkość wynikająca z ruchu (energii kinetycznej) wszystkich cząstek ciała. I na tym skończmy, bo więcej nie ma co wyjaśniać na tym etapie.
TAT (Total Air Temperature):
A to pierwszy rodzaj istotnej dla samolotu temperatury powietrza. Wynika z wyżej opisanej definicji, bezpośrednio. Po to tyle tłumaczenia.
Nasz samolot lecąc, z pewną prędkością, w przestworzach, tnie strugi chłodnego powietrza, które mając pewną prędkość początkową (prądy, wiatry) obija się o nos samolotu, następnie obiegając cały kadłub. Na tym etapie powietrze, które statycznie ma często bardzo niską temperaturę (mowa o wysokościach przelotowych), rzędu <-50°C, uzyskuje pewną, można powiedzieć dużą, energię kinetyczną. Następnie powietrze obiegające kadłub, wpada do próbników (ang. probes), czujników umieszczonych w punktach stagnacji temperatury (tj. w punktach, w których opływ powietrza jest zerowy, a cała energia kinetyczna została adiabatycznie zamieniona do energii wewnętrznej układu, co skutkuje wzrostem temperatury). To tłumaczy, dlaczego TAT jest wyższe niż prawdziwa, statyczna temperatura powietrza. Oczywiście to wszystko związane jest także z tarciem, które dodatkowo wzmaga wzrosty energii.
SAT (Static Air Temperature):
Właściwie nie trzeba tu nic tłumaczyć. Jest to wartość statyczna temperatury, czyli rzeczywista, mierzona w powietrzu (co odróżnia ją od ostatniego typu). Odczytuje się ją z FMC (zdjęcie poniżej), gdzie wyliczana jest z TAT na podstawie aktualnej prędkości strug powietrza, gęstości itp. Można odczytać ją z map pogodowych lub raportów, lecz będzie to tylko aproksymacja, ponieważ rzadko kiedy wartości na papierze zgadzają się z rzeczywistością. To jest właśnie ta temperatura, która dla "zwykłego człowieka" jest najistotniejsza, temperatura otoczenia.
(z serwisu http://www.b737.org.uk)
Powyżej zdjęcie z pokładowego systemu zarządzania lotem Boeinga 737 (zakładka PROGRESS), gdzie widać wartość -40°C pod napisem SAT. Obok napis ISA DEV (ISA Deviation - dewiacja od wartości ISA), a pod spodem wartość +07°C. Oznacza to, że temperatura, która aktualnie występuje wokół samolotu, jest o 7 stopni wyższa niż przyjęta na tej wysokości w tzw. wzorcowej atmosferze ISA.
OAT (Outside Air Temperature):
Tak naprawdę to samo co powyżej, z tym że mierzone i używane na ziemi. O tej temperaturze mówimy stojąc na płycie lotniska, czyli będąc na powierzchni ziemi. Jest to także temperatura statyczna, panująca na lotnisku. Podawana jest w METAR-ach, w informacji ATIS, razem z punktem rosy (ang. dew point). Tutaj mamy do czynienia zawsze z dokładną wartością.
Ot cała filozofia! Wzorami zarzucę kiedy indziej!
