Prędkości startowe V1, VR, V2, Vx i Vy

Prędkości referencyjne stosowane podczas startu są zdefiniowane i regulowane przez następujące dokumenty:

V1, określana jako prędkość decyzji, należy do najważniejszych prędkości referencyjnych w procedurze startu. Jest to maksymalna prędkość, przy której załoga może jeszcze podjąć decyzję o przerwaniu startu i bezpiecznie zatrzymać samolot na pasie. Po przekroczeniu V1 start musi być kontynuowany — nawet w razie awarii silnika — ponieważ hamowanie na pozostałym odcinku pasa byłoby nieskuteczne lub niebezpieczne.

Prawidłowe zrozumienie V1 wymaga znajomości dwóch powiązanych pojęć:

VMCG – minimalna prędkość kontroli na ziemi (Minimum Control Speed – Ground)
Jest to minimalna prędkość, przy której pilot jest w stanie utrzymać kontrolę kierunkową nad statkiem powietrznym na ziemi po nagłej awarii silnika krytycznego, używając wyłącznie sterów aerodynamicznych (bez użycia hamulców różnicowych lub podwozia nosowego). Zgodnie z CS-25.149(e), V1 nie może być niższa niż VMCG – jest to jeden z podstawowych warunków certyfikacyjnych.

Prędkość rozpoznania awarii silnika (Engine Failure Recognition Speed)
W obliczeniach V1 uwzględnia się czas reakcji załogi na awarię silnika – standardowo przyjmuje się 1 sekundę od momentu wystąpienia awarii do rozpoczęcia działań przez pilota. Czas ten jest wbudowany w definicję V1 zgodnie z CS-25.107(a)(2).

Gdy samolot osiąga Rotation Speed, pilot wychyla drążek sterowy lub wolant, zwiększając kąt natarcia i unosząc nos statku powietrznego – jest to procedura rotacji.

VR jest wyznaczana tak, aby po rotacji statek powietrzny osiągnął V2 przed wysokością 35 ft (screen height), nawet w przypadku awarii silnika. Stanowi ona część szerszego zestawu prędkości referencyjnych zapewniających bezpieczeństwo podczas startu. Wartość VR zależy od wielu zmiennych, m.in. masy samolotu, konfiguracji klap i slotów (flap/slat setting), warunków atmosferycznych (temperatura, ciśnienie, wiatr) oraz charakterystyk konkretnego typu samolotu.

VR jest zawsze wyższa niż V1 i niższa lub równa V2, zgodnie z wymaganiami certyfikacyjnymi CS-25/FAR Part 25, ponieważ po osiągnięciu VR samolot powinien już mieć wystarczającą prędkość, aby móc kontynuować wznoszenie po awarii silnika.

VMCA – minimalna prędkość kontroli w powietrzu (Minimum Control Speed – Air)
Jest to minimalna prędkość, przy której pilot jest w stanie utrzymać kontrolę kierunkową nad statkiem powietrznym w powietrzu po nagłej awarii silnika krytycznego, stosując maksymalnie 5° przechylenia w kierunku pracującego silnika. Zgodnie z CS-25.149(b), VR nie może być niższa niż 1,05 × VMCA. Warunek ten zapewnia, że w momencie oderwania od ziemi statek powietrzny pozostaje sterowalny nawet przy awarii silnika.

LOF – prędkość oderwania od drogi startowej (Lift-Off Speed)
LOF to prędkość, przy której statek powietrzny faktycznie odrywa się od drogi startowej po wykonaniu rotacji. Nie należy jej mylić z VR – LOF jest zazwyczaj nieco wyższa niż VR i zależy od dynamiki rotacji oraz konfiguracji aerodynamicznej. LOF nie jest bezpośrednio sterowana przez pilota, lecz wynika z charakterystyk aerodynamicznych statku powietrznego.

V2 to prędkość bezpieczeństwa przy starcie (Takeoff Safety Speed), zdefiniowana w CS-25.107. V2 gwarantuje wymagany gradient wznoszenia po awarii silnika krytycznego, umożliwiając bezpieczną kontynuację startu i wznoszenia nawet przy jednym niepracującym silniku. Prędkość ta jest utrzymywana do osiągnięcia wysokości przyspieszenia (acceleration altitude), zgodnie z procedurą awaryjną operatora (często Engine Out SID).

V2 jest określana na podstawie wielu czynników, takich jak masa samolotu, konfiguracja klap i slotów, warunki atmosferyczne (temperatura, ciśnienie, wiatr) oraz charakterystyki konkretnego typu samolotu i jego silników. Procedury wznoszenia po starcie określają wymaganą prędkość wznoszenia i wysokość, do której V2 musi być utrzymana.

Choć rzadziej omawiane w podstawowych szkoleniach, prędkości Vx i Vy są równie istotne dla bezpiecznego i efektywnego lotu.

Vx to prędkość, przy której samolot osiąga najlepszy kąt wznoszenia. Jest szczególnie ważna, gdy konieczne jest szybkie osiągnięcie wysokości na krótkim odcinku poziomym, np. w celu zachowania wymaganego odstępu od przeszkód (obstacle clearance).

Z kolei Vy to prędkość, przy której statek powietrzny osiąga najlepszy wskaźnik wznoszenia (best rate of climb). Oznacza to, że przy Vy samolot  osiąga największy przyrost wysokości w jednostce czasu (best rate of climb. Ta prędkość jest często wykorzystywana po starcie, gdy samolot musi efektywnie osiągnąć wysokość przelotową.

Prędkości referencyjne nie są wartościami stałymi – są wyznaczane przez załogę przed każdym lotem indywidualnie, na podstawie aktualnych danych operacyjnych.

Dane wejściowe do obliczeń:

Narzędzia obliczeniowe:

• Tablice osiągów (Performance Charts) zawarte w AFM/FCOM
• EFB (Electronic Flight Bag) – oprogramowanie do obliczeń osiągów, np. Lufthansa Systems LIDO, Boeing OPT
• FMS (Flight Management System) – w nowszych typach statków powietrznych częściowo automatyzuje obliczenia

Kiedy wykonuje się obliczenia:
Obliczenia muszą być wykonane i zweryfikowane przez obu pilotów przed każdym startem, zgodnie z procedurami operatora zawartymi w OM-B (Operations Manual Part B). W przypadku zmiany masy (np. dosadzenie pasażerów po obliczeniach) lub warunków (np. zmiana wiatru, zamknięcie pasa) obliczenia należy powtórzyć.

Prędkości referencyjne mogą się różnić w zależności od typu samolotu. Oto kilka przykładów:

Podane wartości mają charakter przykładowy. Rzeczywiste wartości prędkości referencyjnych są wyznaczane przez załogę przed każdym lotem na podstawie aktualnej masy, konfiguracji, danych atmosferycznych (QNH, OAT) i długości dostępnej drogi startowej (TODA, ASDA)

Wymagania certyfikacyjne CS-25 / FAR Part 25:

• VMCG ≤ V1 (CS-25.149e)
• V1 ≤ VR (CS-25.107b)
• VR ≥ 1,05 × VMCA (CS-25.107c)
• VR ≤ V2 (CS-25.107d)
• V2 ≥ 1,10 × VMCA dla samolotów dwusilnikowych (CS-25.107e)
• V2 ≥ 1,13 × VS1 (prędkość przeciągnięcia w konfiguracji startowej) (CS-25.107e)