Titokzatos zápor
A minden nyilvánvaló ok nélkül lezuhant repülőgépek körül az ötvenes évek óta mindig sok volt a szóbeszéd. A kutatások egészen 1994-ig rendszerint megfeneklettek, amikor aztán az American Eagle 4184-es járata ismeretlen jegesedés miatt Indiana felett teljes sebességgel és 68 emberrel a fedélzetén egy szójaföldre zuhant.
Miután az amerikai szövetségi légihatóság vizsgálódni kezdett, nagy meglepetésre 32 korábbi hasonló esetet talált, amikor nagy magasságban hirtelen leálltak a hajtóművek, a műszerek megbolondultak, és titokzatos „zápor" nyomait találták a gép szélvédőjén. Mindez tiszta égboltnál, bármiféle, radar által jelzett időjárási rendellenesség nélkül és olyan magasságon, ahol a rendkívüli hidegben elvileg nem lett volna lehetőség jégképződésre.
Több elmélet is született, hogyan szállhatott fel olyan magasra a vízpára, ám ezekkel az elképzelésekkel sokáig nem jutottak semmire. Tény viszont, hogy a bajba jutott gépek pilótái a legtöbb esetben újra tudták indítani a hajtóműveket, miután háromezer méternél alacsonyabbra zuhantak. Az utasok jól összerázták magukat, de legalább túlélték az esetet. Egy ízben a hajtóművek végleg bedöglöttek, ám a pilóta siklórepülésben is le tudta tenni a gépet. Minden esetben valamiféle jegesedést írtak le a baleset okaként, még ha ezt nehezen lehetett is értelmezni, mivel a baj mindig a hajtómű forró részeit érintette.
A repülőgépek jegesedése általában jól feltérképezett folyamat: ez olyankor történik, amikor a túlhűlt vízcseppek a gép hideg részeire csapódva megfagynak. Ez azonban teljesen megszokott, és a pilóták jól látják a jégképződést a pilótafülke ablaktörlőin. Ez csak 6700 méternél alacsonyabb magasságon történhet, ráadásul a megfagyó esőt a radarernyők is érzékelik. A repülőgépeken mindenféle ezt jelző mérőműszer is van, de a szárnyakat a repülőtereken még jégtelenítő folyadékkal is lefújják.
Ezzel szemben a kristályos jegesedés olyan magasságokon történik, ahol a víz nem maradhat folyékony. A kristályos pelyhek nem nagyobbak a lisztszemcsének megfelelő negyven mikrométernél, és láthatatlanok a normál csapadékot jól jelző radarok előtt. E szilárd részecskék lepattannak a szárnyakról és más érzékelőkkel, valamint védelmi berendezésekkel felszerelt felületekről. Ám ha a gép legforróbb részein landolnak, amilyen a hajtómű és ennek Pitot-csöve, felolvadnak. Ugyanez történik a pilótafülke fűtött szélvédőjének üvegén, ahol nagy magasságban a furcsa „zápor" jelenségét tapasztalták.
A részecskék olvadása egyre több kristályt vonz a forró felületekre, és amikor olyan tömegben szaporodnak fel, hogy már szilárd állapotban maradnak, egyszerűen leállíthatják, vagy nagyobb, éles szélű darabokban leválva károsíthatják a hajtóművet. Az Air France- gépnél, mint kiderült, a lerakódott jégkristályok eltömték a Pitot-csövet, amely hamis jelzéseket kezdett adni, azt sugallva, hogy a gép túl lassan repül. Erre reagálva a rendszer kikapcsolta a robotpilótát, ami más szenzorok hibás működésével együtt megzavarta a pilótákat, akik az ilyen esetekben javasolt lépésekkel teljesen ellentétesen reagáltak. Azt hitték, hogy vesztenek magasságukból, ezért a gépet olyan élesen irányították felfelé, hogy a hajtóművek egyszerűen leálltak.
Itt az idő az áttervezésre
Minél többet tudnak a szakemberek a kristályos jegesedésről, egyre több balesetről derül ki, hogy ez állhatott a hátterében. A NASA 2011-es jelentése felülírta a repülésügyi hatóság korábbi becslését, és arra jutott, hogy a jelenség a nyolcvanas évektől mintegy 140 légikatasztrófában játszhatott szerepet. A problémát a jelentésben „riasztóan nagynak" nevezték.
Ezek szerint itt az idő a repülőgépek hajtóműveinek áttervezésére, s e célból már 2006 óta zajlik egy nagyszabású program, amelyben a NASA mellett ott a Boeing és több más cég, valamint szervezet is. A részletekhez azonban tudni kellene, mi az a hőmérséklet, amelyen a hajtóművek még eljegesedhetnek. Ezt kutatják a NASA Glenn Kutatási Központjának repülésszimulációs laboratóriumában. Az évek óta zajló kísérletek során a kutatók kidolgoztak egy olyan berendezést, amelyben pillanatonként tudják modellezni a hajtóművön keresztüljutó jégkristályok nagyságát és koncentrációját, amíg azok kifejtik végzetes hatásukat. A kísérletek azonban a New Scientist szerint nem a kívánt irányba jutottak. Amint a laboratóriumban bekapcsolták a jégszemcséket kibocsátó generátort, a kristályok homokfúváshoz hasonlóan viselkedtek, és leborotválva tönkretették az érzékeny mérőberendezést. És mivel a szemcsék statikus elektromosságot is hordoztak, a megmaradt érzékelők is téves adatokat olvastak le.
Sokkal strapabíróbb berendezéssel újra kellett kezdeni a kísérleteket, amelyek komplex jegesedési mintára világítottak rá. Szakértők úgy becsülik, egy használható modell kidolgozásához akár még tíz év is kellhet, s ehhez képest egy új, átalakított hajtómű megszületése még legalább ugyanilyen távol van.
A Boeing háza táján már korábban felismerték a kristályos jegesedés és az úgynevezett konvektív (forró levegő feláramlásával járó) viharok közötti kapcsolatot is. Ezek nem látványos, mennydörgéssel és villámlással járó jelenségek, de jelentős, akár a hagyományos felhőszakadásnál háromszor nagyobb mennyiségű vizet juttatnak a levegőbe. A tudomány még nem teljesen ismeri e viharokat, az azonban már világos, hogy zömmel melegre van szükség a kialakulásukhoz, ami némileg megmagyarázza, hogy az érintett balesetek többségükben forróbb éghajlatokon következtek be.
Nem lélegezhetünk föl
A Glenn kutatóközpont munkatársai szerint legjobban úgy lehet megismerni e különös viharokat, ha egy speciálisan felszerelt géppel belerepülnek a közepükbe. Ezt meg is tették, amikor is a hőmérő a nagy mínuszokból hirtelen nulláig szökött, jelezve, hogy az érzékelőn jég vált ki. Az erős feláramlás ugyanis jelentős mennyiségű vízgőzt juttat a szokásosnál jóval nagyobb magasságokba. Mindez akkor a legerősebb, amikor a vihar már csitulni kezd, ám ennek az okát még kutatják. Azt remélik, az összegyűjtött adatok révén és a műholdak segítségével egyrészt meg tudják előre becsülni, melyik repülőgép jut ilyen viharok környékére, másrészt olyan radarokat tudnak kifejleszteni, amelyek érzékelni tudják a kristályos jég jelenlétét. Ehhez is pár év kell még. Egy olyan műszert azonban már kidolgoztak, amely a repülő időjárási radarjának jeleiből következtethet arra, hogy olyan heves esős terület fölött repülnek, amely veszélyekkel járhat.
Kanadai kutatók, Dan Fuleki vezetésével, két műszert is kifejlesztettek, amelyek egyikét a repülő külső részére szereltek: ez a levegő elektromos jellemzőit megváltoztató részecskék jelenlétére figyelmeztet. A másik a hajtóműben lévő jeget észleli.
A számos próbálkozás ellenére még messze nem lélegezhetünk fel. Sok balesetről még csak sejtjük, hogy a kristályos jég okozta, hiszen 3000 méter alatt – a gép sorsától függetlenül – a jelenség minden nyoma elpárolog. Ráadásul a klímaváltozás hatására az egyre melegebb, párásabb időjárás nagyobb eséllyel szülhet az égben ilyen veszélyes feláramlásokat.
A Pitot-cső
A Henri Pitot francia mérnök által még 1732-ben feltalált csővel eredetileg áramlások sebességét mérték. Az egyszerű Pitot-cső egy az áramlás útjába szemből behelyezett áramvonalas csőidom, amelynek belső furatában keletkezik az áramlás hatására a torlónyomás, miközben a furat másik végén egy nyomásváltozás-mérésre alkalmas eszköz található.
