Fenomenet med ”kölvattensvirvlar” är inte nytt. Inom flygindustrin pågår sedan länge jakten på en teknisk lösning. Några av aktörerna är NASA, brittiska Defence Evaluation and Research Agency samt flygplanstillverkaren Boeing.
De två Boeingingenjörerna Jeffrey Crouch och Phillippe Spalart har kanske kommit längst. För drygt ett år sedan sökte Boeing patent för idén.
Virvelvindarna uppstår genom skillnader i lufttrycket mellan över- och undersidan på flygplanets vingar och stjärtparti. Luftströmmar som kan sträcka sig flera kilometer efter ett flygplan. Mönstret kan liknas vid svallvågen efter en båt.
Forskare har uppmätt maxhastigheten nära centrum av de cylindriska och motroterande virvlarna till 360 kilometer i timmen (drygt 100 meter i sekunden). Om ett efterföljande flygplan hamnar i sådana virvelströmmar kan krafterna vara tillräckliga för att kasta runt flygplanet. Piloterna tränar på sådana situationer och kan normalt hantera dem. De flesta kända olyckor på grund av wake turbulence har uppstått nära marken. I samband med start och landning minskar piloternas säkerhetsmarginal för att parera de kraftiga vindkasten.
I fallet med American Airlines flög däremot det snabbare accelererande Airbusplanet ikapp strömvirvlarna från Japan Airlines en och en halv minut tidigare startande jumbojet. Airbuspiloterna klarade den första stöten. Men när flygplanet sju sekunder senare åter gick in i kraftigt turbulent luft bröts först stjärtparti och sedan sidoroder sönder. Planet försattes i en okontrollerbar spin och krafterna vid rotationen blev så starka att de båda jetmotorerna slets loss från vingarna.
Att wake turbulence kan få så förödande effekter på ett passagerarflyg överraskade expertisen. Det skyndar ytterligare på kravet att eliminera de dödliga strömvirvlarna. Hittills har flyget försökt undgå problemet genom att hålla långa avstånd mellan planen. Reglerna för flygledarna är att se till att landande och startande flyg har minst 11 kilometers avstånd i luften, eller 120 sekunder vid start.
Nackdelen är att antalet landningar och starter per timme begränsas. Flygbolagen har klagat ljudligt över ökande köbildning och förseningar i peaktrafik.
Boeingingenjörernas försök till lösning är att piloterna själva eliminerar luftströmmarna där de uppstår, vid det egna planets ving- och stjärtspetsar. Tester i vindtunnlar visar att oregelbundna vingklaffsrörelser skapar en vågliknande störning av luftströmmen över vingarna. Något som visat sig lösa upp virvelströmmarna. Problemet är att de upprepade vingklaffrörelserna samtidigt stör planets navigationsförmåga vid start och landning.
Genombrottet kom när Crouch och Spalart kombinerade oregelbundna rörelser i ytterklaffarna med spoilerrörelser.
På det sättet motverkar de yttre och inre virvelströmmarna varandra kring vingarna. En instabilitet som slår sönder vingspetsturbulensen. I sin patentansökan har Boeingforskarna utvecklat en sensor som kontinuerligt mäter luftströmmarna efter flygplanet.
En dator beräknar informationen och meddelar dessutom efterföljande flygplan om hur kraftiga efterströmmar som bildats. Nasa:s forskare arbetar efter en annan teori. Flygledarna ska få instrument som kan beräkna hur lång tid det tar i rådande väderförhållande för virvelströmmarna att ebba ut på naturlig väg.
Med den informationen kan flygledarna exakt bestämma vilken väntetid det behövs mellan landande och startande flygplan.
Alla flygplan skapar wake turbulence efter sig. Men styrkan i virvelströmmarna ökar i förhållande till planets vikt och hastighet. Allra kraftigast virvelströmmar bildadas efter stora flygplan som flyger sakta – därför är risken störst efter en jumbo som just startat eller landat.
Som en ödets ironi har just Airbus konstruktörer designat vingkonstruktionen på den kommande jättejumbon, Airbus 380, så att den automatiskt ska lösa upp de livsfarliga virvelströmmarna.
ULF WALLIN
Källa: New Scientist
