Во время какой части полета влияние сопротивления воздуха более важно?

Ответ, который они ищут, вероятно, круиз . Это, как правило, самая длинная часть полета, поэтому потери от сопротивления будут складываться. Большинство самолетов оптимизированы настолько, насколько это возможно, чтобы иметь хорошую производительность в круизе, чтобы экономить топливо и соответствовать требованиям дальности, поэтому наличие низкого сопротивления более важно в этой части полета, чем другие. Это также, как правило, раздел, где самолет путешествует быстрее всего. Как показал Петер Кэмпф , лобовое сопротивление является самым высоким на более высоких скоростях, кроме периодов, когда шасси, закрылки и т. д., расширены и добавить больше перетаскивания.

Как объяснил Джей Карр , сопротивление важно в каждой точке, пока самолет находится в воздухе, что влияет на различные области производительности. Во время взлета, сопротивление повлияет на расстояние взлетно-посадочной полосы необходимо, и начальное представление подъема. Низкое сопротивление во время спуска полезно, если вам не нужно спускаться быстрее, как при аварийном спуске. Сопротивление, вероятно, самое высокое во время посадки, потому что акцент делается на том, чтобы иметь как можно больше лифта при более медленных скоростях посадки, и этот лифт создается за счет более высокого сопротивления.

Вопрос оставляет много места для интерпретации, так что вот моя версия:

Если мы примем постоянную массу самолета, сопротивление изменяется со скоростью и существует минимум относительно подъемной силы, когда компоненты сопротивления, вызванные подъемом и нулевым подъемом, одинаково велики. Теперь вы можете утверждать, что сопротивление воздуха (как бы оно ни было определено) наименее важно на этой скорости и становится более важным на низкой и высокой скорости.

График показывает компоненты сопротивления типичного планера в прямом полете, но если вы адаптируете скорости и силы, тот же график работает для любого другого самолета. Это показывает, что сопротивление (=сопротивление воздуха) является самым высоким при самой высокой скорости полета.

В любое время, когда воздух движется по поверхности самолета, сопротивление важно. На самом деле нет времени, когда это «важнее». Когда самолет хочет двигаться, во время любой фазы полета тяга корабля должна превышать сопротивление, создаваемое воздухом (или колесами на Земле) на корабле. В любой момент, когда самолет летит, сопротивление должно быть преодолено до такой степени, что крылья могут создать необходимый подъем, чтобы получить самолет в небо.

Возможно, однако, вопрос на самом деле имел отношение к воздушным тормозам ? Когда они развернуты, количество создаваемого сопротивления увеличивается на довольно много, замедляя самолет совсем немного. И в результате воздушные тормоза часто используются во время фазы спуска полета, чтобы самолет не ускорялся до тех пор, пока он приближается к взлетно-посадочной полосе. Возможно, это то, что нужно учителю…

Сопротивление (сопротивление воздуха) играет роль на всех этапах полета, его наиболее важно во время взлета или посадки, как это, когда он будет иметь наиболее резкий/немедленный эффект.

Я бы выбрал посадку в качестве своего любимого ответа и, как это наиболее очевидно, со всеми кусочками металла, свисающими с самолета.

Поскольку самолет замедляется, он опускает передние кромки (если они установлены) и задние кромки закрылков, чтобы увеличить величину подъема, которое крыло может произвести, поскольку вы увеличиваете подъем, вы также увеличиваете сопротивление. В реактивных самолетах спойлеры часто используются, чтобы помочь этому снижению скорости или поддержать/увеличить скорость снижения, замедляясь(не легкий в тяжелом самолете с большим количеством инерции). В какой-то момент во время приближения (обычно около 2000 футов иш) вы должны снизить передачу, которая снова добавляет к сопротивлению.

Все это торможение на подходе позволяет двигателям закручиваться, что полезно на больших турбинных самолетах, поскольку это означает, что двигатель находится в хорошем состоянии, чтобы быстро обеспечить мощность в случае пропущенного подхода.

При приземлении конфигурация снова меняется-спойлеры развертываются, выбирается обратный ход, и когда нос опускается, колесные тормоза ударяются — много сопротивления (хорошо, колесные тормоза не обеспечивают сопротивления воздуха, но они являются довольно большой частью процесса торможения). Спойлеры резко уменьшают подъем крыла, толкая самолет вниз на взлетно-посадочную полосу, что означает, что тормоза имеют наибольший эффект. Некоторые самолеты в этот момент изменяют конфигурацию откидной створки, в легком самолете его выбор убрать откидную створку, которая уменьшает подъем на крыле, делающем тормоза более эффективными. Другие типы понижают больше щитка, имеющ тип влияние «двери амбара». Boeing 747 убирает внутреннюю секцию предкрылка, что снова помогает уменьшить подъемную силу на большей части крыла.

По мере того, как все это происходит, тяга перенаправляется вперед, а мощность увеличивается на двигателях, помогая замедлению до 80-60kts.

В некоторых самолетах (обычно истребителях) вы держите нос от взлетно-посадочной полосы при посадке, чтобы увеличить сопротивление, аэродинамически тормозя до низкой скорости. В коммерческих самолетах вы обычно опускаете нос, так как колесные тормоза имеют больший эффект (обычно у вас намного больше основных колес/тормозных единиц, чем типы истребителей).