Почему самолеты медленнее на больших высотах?

Вопросы / ответыПочему самолеты медленнее на больших высотах?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 2 месяца назад

На многих симуляторах полета я заметил, что самолеты имеют тенденцию замедляться с увеличением высоты. Например, я могу достичь 1100 узлов чуть выше уровня моря в Google Earth flight simulator (F16), но только около 400 узлов на 11 км с тем же самолетом.

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

Почти, но не совсем, дубликат aviation.stackexchange.com/questions/5121 — …

3 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 месяца назад

Это связано с тем, что вы смотрите на индикатор IAS (указанная скорость воздуха).Это представляет собой количество относительного воздуха, который течет над и под крыльями самолета. Это то, что создает подъемную силу и позволяет самолету летать. Именно поэтому этот инструмент так важен и относится к основным летным приборам.

Это не следует путать с GS (наземная скорость), которая может ощущаться IRS (Intertial Reference System) или GPS. Наземная скорость не имеет отношения к пилоту самолета, но она по-прежнему полезна, например, для определения ETA (расчетное время прибытия) и для оценки топлива во время полета.

Индикатор IAS указывает на более низкую скорость, потому что чем больше вы поднимаетесь, тем меньше воздуха. Таким образом, даже воздух течет быстрее, чувство глобального давления ниже.

Таким образом, на самом деле самолеты не медленнее на больших высотах . Они быстрее (по крайней мере, большинство самолетов, чья оболочка полета заставляет их летать быстрее, когда они выше, иначе они остановились бы, потому что им пришлось бы слишком увеличить угол атаки, чтобы уравновесить недостаток воздуха, протекающего над и под крыльями). Но когда они достигают своей целевой скорости Маха, их скорость будет медленно уменьшаться, поскольку температура наружного воздуха уменьшается до конца подъема.

Извините, что картина на французском… Но, как вы можете видеть, конверт полета авиалайнера заставляет его на самом деле летать быстрее, как он поднимается.

Конверт рейса авиалайнера

 


 

Разные темпы

Есть разные скорости на самолете, и это может быть довольно запутанным.

  1. IAS (указанная скорость полета) — это то, что непосредственно ощущают приборы. Это вычислено, вычитая статическое давление (статические порты размещены на фюзеляже, вертикально к относительному воздушному потоку) от полного давления (трубы Пито помещены параллельно относительному воздушному потоку. Это дает измеренное динамическое давление, которое затем отображается в узлах, км/ч или Мп / ч. Эта скорость показана на большинстве самолетов авиации общего назначения в качестве основного указателя скорости (но на самом деле это не скорость, а скорее «давление воздуха»).

  2. CAS (Откалибрированная скорость воздуха) это же как IAS, но без ошибок аппаратуры. Это дает скорость, связанную с реальным динамическим давлением, ощущаемым самолетом. Эта скорость показана на большинств авиалайнерах как основная индикация скорости (для пилота и автопилота).

  3. TAS (истинная скорость полета) это же как CAS когда на 15°C, влажность 0%, 1013,25 HPA (29.92 inHg) (ISA, атмосфера международного стандарта). На этот раз это буквально скорость воздуха (скорость воздуха): это реальная скорость, с которой относительный воздух течет вокруг самолета . При этом учитывается тот факт, что плотность воздуха не всегда одинакова. Эта скорость используется, например, при измерении или обращении к характеристикам самолета во время круиза. Он также используется при планировании полета до учета ветра.

  4. GS (наземная скорость) — скорость самолета относительно поверхности Земли (эквивалент скорости, показанной в автомобиле). В самолете мы не можем использовать скорость колеса для ее измерения, потому что мы находимся в воздухе, поэтому для этого нам нужен GPS или IRS. Если снаружи нет ветра, TAS и GS одинаковы. Если есть попутный ветер 30kt, GS на 30kt выше, чем TAS. Эта скорость используется, чтобы знать, когда вы прибудете в аэропорт назначения, и знать, если у вас будет достаточно топлива (потому что ветер учитывается). Эта скорость также используется, когда самолет находится на земле (при рулении или, как правило, на низких скоростях, когда колеса находятся на земле). Авиакомпании или аэропорты устанавливают ограничения скорости при рулении. Единственный способ узнать, соблюдаете ли вы ограничения, — это посмотреть на скорость. Кроме того, индикатор воздушной скорости обычно не будет активен ниже определенной скорости (45KIAS для B737).

Итак, почему первичная индикация воздушной скорости (IAS или CAS) является неправильной скоростью (не фактической скоростью) воздуха, протекающего вокруг самолета?Это связано с тем, что эта неправильная скорость представляет собой реальное ощущение давления вокруг крыльев, которое отвечает за подъем. Именно этот параметр нужен нам как пилоту и используется в самолетных руководствах для описания V-скоростей. Идеально, что IAS и CAS не корректируются с высотой и температурой, потому что, если мы знаем, что наш самолет останавливается на 120kts, например, нам не нужно будет заботиться о высоте или температуре. Наш самолет будет останавливаться на той же скорости, независимо от высоты и температуры. Если бы мы использовали TAS, скорость сваливания постоянно менялась бы, и было бы сложнее держать самолет в хороших и безопасных условиях полета.

Скорости в авиации: преобразование из указанной воздушной скорости в наземную скорость

 

Вот где вы можете найти эти скорости в кабине Boeing 737 NG:

Индикации скоростей в 737NG

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

Я просто отредактировал ответ, чтобы добавить часть о различных скоростях, используемых в авиации.

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

На рисунке горизонтальная ось-это число Маха, пик которого равен 0.85

0.85

. Поскольку температура воздуха падает с высотой, истинная скорость воздуха соответствует маху 0.85

0.85

падает также.

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

@Fox на графике перехода от TAS к GS рассмотрите возможность замены «удалить ветер» на «Добавить ветер» или «учитывать ветер».»

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

@Фокс Я сделал корректировку Терри предложил нижней графики (в основном потому, что я всегда лично не любил «удалить ветер» себя) — ваша оригинальная графика остается здесь, Если вам не нравится изменение 🙂

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

@voretaq7: спасибо, так яснее! Кроме того, я только что добавил изображение, показывающее, где найти эти скорости в B737 NG. Я рассматриваю вопрос о том, чтобы добавить скорость Mach & EAS в список, но я не знаю, хорошая ли это идея.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 месяца назад

То, что вы на самом деле видите в кабине, указано AirSpeed (IAS). Индикатор воздушной скорости фактически измеряет динамическое давление (которое зависит от скорости и плотности воздуха). Прибор предполагает, что плотность составляет 1.225 кг / куб. м, независимо от высоты. В реальной жизни этого не происходит. По мере того как вы идете выше плотность уменьшает и так делает динамическое давление. Инструмент чувствует, что динамическое давление уменьшается, и поскольку «он знает» плотность, она постоянна, это покажет вам, что скорость воздуха уменьшается.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 месяца назад

Во время подъема есть пункт, где подъем продолжается, поддерживая фиксированное число Маха. Эта точка во время подъема называется перекрестной высотой.

M=TAS / a

  • M: число Маха
  • TAS: истинная скорость полета
  • a: скорость звука

Поскольку скорость звука уменьшается с уменьшением овса, TAS также должен уменьшаться, чтобы поддерживать постоянное число Маха. Однако, хотя tas уменьшается, самолет не является.

Введите описание изображения здесь
(pprune.org)

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

Каков источник (очень полезной) графики, пожалуйста?

flyman Админ. ответил 2 месяца назад

Я рад, что график оказался полезным. Я нашел изображение по следующей ссылке: quora.com/What-is-a-crossover-altitude