ВОКРУГ СВЕТА «ПРЫЖКАМИ» | Наука и жизнь
Схема полета высотного самолета HyperSoar. Опускаясь с высоты 60 километров до 35 и отражаясь от плотных слоев атмосферы, он совершает прыжки длиной по 450 километров.
Открыть в полном размере
‹
›
Возможно, в будущем гиперзвуковые самолеты (скорость которых в 5—12 раз превышает скорость звука) будут перемещаться по принципу «блинчика» — но только не по воде, а вдоль верхних слоев атмосферы. Специалисты американской национальной лаборатории Лоуренса Ливермора предложили проект летательного аппарата, который позволит совершить перелет между любыми двумя точками земного шара менее чем за два часа.
Разработчики назвали свое детище HyperSoar («сверхвысокий полет»). Это, по сути, гибрид самолета и ракеты, оснащенный комбинированным ракетным и воздушно-реактивным двигателем RBCC (см. www.nasa.gov). Взлетев с аэродрома и развив скорость порядка 10 М (10 скоростей звука — 3000 м/с), HyperSoar достигнет верхнего края атмосферы (примерно 40 км).
HyperSoar привлекателен не только высокой скоростью и грузоподъемностью, но и низким уровнем потребления горючего — вдвое меньшим по сравнению с обычными коммерческими самолетами. Планируется также использовать его для доставки грузов в космос: при достижении максимальной высоты с его борта будут запускать небольшой носитель, который выведет на низкие орбиты коммерческие и военные грузы (аналогичный проект — см.
Любопытно, что проект подобного самолета, предназначенного для бомбардировки Америки, предложил еще в 1943 году германский инженер Зенгер. Самолет должен был стартовать с территории Германии и, сбросив мощную бомбу на один из городов США, приземлиться в союзнической Японии или, полностью обогнув земной шар, вернуться на свой аэродром. Немецкие конструкторы намеревались создать самолет уже к 1948 году, но, к счастью, война закончилась и этим планам не суждено было сбыться. Остается надеяться, что, если проект осуществится, применение HyperSoar станет мирным.
См. в номере на ту же тему
А. ЗАЙЦЕВА — «Блинчики» на воде по-научному.
«Прыгающая» бомба.
Кое-какие расчеты.
Высота полета самолета в авиации.
Почему пассажирские самолеты выполняют авиаперелеты на высоте 10 кмПассажирские самолёты выполняют авиаперелёты, как правило, на высоте 10 километров. Откуда взялась эта планка?
Pixabay
10 000 метров – просто красивое число или за этим скрывается нечто большее?
Вообще, высота полёта авиалайнера отличается в зависимости от типа и модели самолёта, его размера, наличия определенного оборудования и функций. Небольшие самолёты гражданской авиации и некоторые реактивные самолёты летают на высоте не более 6000 метров, в то время как крупные и высокоскоростные авиалайнеры летают в верхних слоях на высоте от 7000 до 13 000 метров. Маленькие легкомоторные самолёты обычно не поднимаются выше 2000 метров.
Что такое высота полёта самолёта?
Высотой полёта принято называть расстояние по вертикали до корпуса воздушного судна. В зависимости от уровня начала отсчёта различают высоту: истинную (от уровня точки, находящейся непосредственно под воздушным судном), относительную (от какого-либо условного уровня — уровня порога взлётно-посадочной полосы, уровня аэродрома, наивысшей точки рельефа и так далее) и абсолютную (от уровня моря).
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Какие бывают высоты полёта самолёта?
Высоты полёта делят на предельно малые, малые, средние и большие. Предельно малые отличаются в зависимости от типа и скорости летательного аппарата, малые — от предельно малых до 1000 метров, средние — от 1000 до 5000 метров, большие — свыше 5000 метров. От высоты полёта следует отличать эшелон, занимаемый воздушным судном. Эшелоны отсчитываются по стандартному атмосферному давлению и имеют определённые нормативными документами значения.
Что влияет на высоту полёта самолёта?
Главный фактор – это разреженность воздуха. Чем выше поднимается от земли судно, тем она больше. Так, например, при достижении высоты 10 000 метров пассажирский самолет быстро двигается и тратит мало топлива, потому что происходит удачное соотношение скорости и расхода горючего. Кроме того, на высоту полёта самолёта влияет еще целый ряд факторов:
- модель воздушного судна;
- грузоподъемность;
- скорость;
- загруженность воздушных коридоров;
- допустимый расход топлива;
- количество кислорода.
На какой максимальной и минимальной высоте летают самолёты?
Высота полёта самолёта может очень сильно отличаться от судна к судну. Так, минимальная высота у сельскохозяйственных «кукурузников», которые не могут подниматься выше 5 000 метров. А максимальная – у военной авиации. Например, часть моделей U-2 могут долетать до высоты 27 000 метров.
Но почему пассажирские авиалайнеры летят на высоте именно 10 километров? Дело в том, что чем выше скорость полёта, тем ниже оптимальная плотность воздуха. В плотном воздухе у земли летать неэкономично, а на высоте более 12 километров пришлось бы развивать сверхзвуковую скорость, чтобы обеспечить оптимальные условия работы двигателей. Типичную для гражданской авиации скорость 800-900 км/ч как раз лучше всего развивать на высоте около 10 000 метров.
Как определяется высота полёта самолёта?
Сегодня абсолютно во всех самолётах есть специальный прибор – высотомер. Именно он и помогает определять высоту полёта самолёта.
Все такие приборы устроены и работают одинаковым образом:
- атмосферное давление попадает на прибор через приемник воздушных давлений;
- оно оказывает воздействие на чувствительную мембрану, которая находится герметичной анероидной коробке;
- реагируя на изменение давления, мембрана деформируется;
- реакция через систему кинематических звеньев передается указательной стрелке, которая перемещается на специальной шкале;
- эта шкала – то, что видит в кабине экипаж и по чему он определяет высоту полёта самолёта.
Кто определяет высоту полёта для гражданских самолётов?
Командуют высотой полёта самолёта не пилоты, а диспетчеры. На борту бывает сложно разглядеть близость других лайнеров, поэтому команду к изменению высоты дает с земли именно авиадиспетчер. Пилоту тоже разрешено самому менять высоту, но только в границах выделенного эшелона.
Рекордные высоты полётов разных моделей самолётов
Мировой рекорд высоты полёта поставил в 1977 году Александр Федотов.
Тогда он на МиГ-31 поднялся на высоту 37 000 метров.
Среди гражданских самолётов самыми «высотными» считаются:
- Boeing 737, долетающий до 11 300 метров;
- Airbus A380, который может подняться до 13 115 метров.
Высота полёта самолёта: видео
youtube
Нажми и смотри
Любите путешествовать на самолете?
Как быстро летают коммерческие самолеты?
Насколько быстро летают пассажирские самолеты?
Типичный коммерческий пассажирский самолет летит со скоростью около 400–500 узлов, что составляет примерно 460–575 миль в час при крейсерской высоте около 36 000 футов. Это примерно 0,75–0,85 Маха или другими словами примерно 75–85% скорости звука. Вообще говоря, чем выше летит самолет, тем быстрее он может двигаться.
Такая высокая скорость может быть достигнута только на большой высоте, что является одной из причин, почему коммерческие самолеты летают так высоко.
Различные типы измерения скорости
Скорость может немного сбить с толку, когда речь идет об объекте, движущемся по воздуху.
У вас есть несколько типов скорости; воздушная скорость (а вариаций воздушной скорости довольно много) и путевая скорость.
Что такое скорость относительно земли?
Скорость относительно земли — это время, за которое вы преодолеваете определенное расстояние над землей. Например, на крейсерской высоте самолеты могут развивать путевую скорость от 300 до 600 морских миль в час.
В то время как пассажирские самолеты обычно летают примерно с одинаковой воздушной скоростью, ветер может существенно повлиять на скорость, с которой самолет пролетает над землей.
Попутный ветер толкает самолет с большей скоростью, в то время как встречный ветер замедляет скорость самолета по земле вниз.
При сильном попутном ветре, например, при пересечении Атлантики с запада на восток, путевая скорость самолета может превысить 700 миль в час.
Воздушная скорость
Воздушная скорость имеет несколько различных вариаций. Если самолет неподвижно стоит на взлетно-посадочной полосе и встречный ветер имеет скорость 20 миль в час, он уже имеет воздушную скорость 20 миль в час, несмотря на то, что на самом деле он не движется.
Это потому, что воздушная скорость является мерой скорости воздуха над крылом. Скорость воздуха, движущегося над крылом, определяет, какую подъемную силу создает крыло, и именно эта подъемная сила позволяет самолету выдерживать собственный вес и позволяет ему летать.
Если самолет имеет скорость взлета 140 миль в час, но имеет встречный ветер 20 миль в час, ему нужно будет только достичь путевой скорости 120 миль в час, прежде чем он сможет взлететь. И наоборот, если самолет имеет попутный ветер 20 миль в час, ему необходимо будет достичь путевой скорости 160 миль в час, чтобы оторваться от земли.
Пилоты всегда ориентируются на воздушную скорость, а не на путевую, поскольку именно воздушная скорость удерживает самолет в полете. Наземная скорость является побочным продуктом. В принципе, если бы у вас был встречный ветер со скоростью около 140 миль в час, самолет мог бы оторваться от земли, не двигаясь вперед!
Скорость звука
Когда самолет достигает высоты от 25 000 до 30 000 футов, его скорость определяется «числом Маха», а не узлами.
Это просто процент от скорости звука. Например, число Маха 0,80 составляет 80% скорости звука. Это не фиксированная скорость, так как скорость звука зависит от температуры воздуха.
Скорость звука на уровне моря при температуре воздуха 15 градусов по Цельсию составляет 761 миль в час. Это сокращается примерно до 660 миль в час при температуре -57 градусов по Цельсию на высоте 36 000 футов.
Когда самолет приближается к скорости звука, начинают формироваться ударные волны, вызывающие аэродинамические проблемы. Таким образом, у самолетов есть максимальное число Маха, с которым они могут летать, поэтому эта скорость становится эталонной.
Скорость самолета | Grupo One Air
Как быстро летает самолет?
Измерить скорость, с которой движется автомобиль, легко; все, что вам нужно, это магнит и датчик: скорость, с которой вращается магнит, будет пропорциональна скорости, с которой движется автомобиль. А вот в авиации не все так просто.
Вы когда-нибудь задумывались как измеряется скорость самолета ? Какой инструмент или система используется? А вы знаете , как быстро взлетает самолет? Или до какого максимума они могут дотянуться? Далее мы предоставим вам эти ответы и дадим вам еще много фактов.
Содержание
- Анемометр, прибор для измерения скорости в самолетах
- Как работает анемометр?
- Типы скорости самолетов
- Может ли самолет летать со скоростью 0 узлов?
- С какой скоростью взлетают самолеты?
- Посадочная скорость самолета
- Максимальная скорость самолета
- Как быстро летает самолет?
- Вас может заинтересовать…
- Какое топливо используют самолеты?
- Шевроны или вмятины на авиационных двигателях
- Могут ли самолеты летать без двигателей?
- Что такое PTU или блок передачи мощности
- Хвостовое оперение самолета
- Грузовой отсек коммерческих самолетов
Анемометр, прибор для измерения скорости в самолетах
Пилоты должны знать заранее скорость, с которой они движутся в воздушной массе, которая окружает самолет и за ее измерение отвечает анемометр .
Известный сегодня анемометр был разработан в 1926 году Джоном Паттерсоном .
До этого в самолетах использовались анемометры, подобные разработанному Леонардо да Винчи, плоская металлическая деталь, которая движется по калиброванному графику . Когда скорость увеличивается, сопротивление листу увеличивается, заставляя его двигаться.
Как работает анемометр?
Для определения скорости анемометр использует два значения: полное давление и статическое давление
. Когда последнее выводится из первого, получается динамическое давление.Полное давление – статическое давление = динамическое давление
Полное и статическое давление получают с помощью трубки Пито или зонда (см. фотографию), устройства, которое обычно располагается на внутренней стороне крыла самолета. , вне слоя листа.
Анемометр имеет цветовую шкалу для облегчения восприятия:
Además, el anemómetro tiene una escala de colores para que su comprensión sea aún más fácil:
- ⚪️ Белая шкала указывает диапазон скоростей, при которых можно использовать закрылки.
- 🟢 Зеленая дуга соответствует нормальной рабочей скорости.
- 🟡 Желтая дуга должна использоваться только в исключительных случаях и при отсутствии турбулентности.
- 🔴 Красная линия означает, что нельзя превышать скорость.
Типы скоростей самолетов
Мы можем говорить о различных скоростях в зависимости от типа самолета и высоты, на которой он летит. Например:
- Указанная скорость: Это то, что пилот видит в анемометре, который не учитывает влияние ветра. Это тот, который используется в небольших самолетах.
- Скорость относительно земли: Наиболее близка к скорости автомобиля и получается через инерцию или спутники. Эта скорость учитывает влияние ветра.
- Число Маха: На больших высотах мы используем число Маха, отношение между нашей скоростью и скоростью звука в этом районе.
Число Маха рассчитывается путем деления нашей скорости на местную скорость звука.
Чтобы рассчитать местную скорость звука, LSS, на английском языке, мы должны применить следующую формулу:
LSS = 38,95 √ Температура, выраженная в градусах Кельвина
Если вы не знаете, как преобразовать градусы Цельсия в градусы Кельвина, это действительно легко: просто прибавьте 273. То есть -60 градусов по Цельсию это 213 К.
Важно помнить, что скорость звука зависит только от температуры массы воздуха, в которой мы находимся.
Может ли самолет лететь со скоростью 0 узлов?
Если самолет может лететь со скоростью 60 узлов и встречный ветер также равен 60 узлам, скорость относительно земли составляет 0 узлов . Самолет неподвижен, хотя пилот продолжает показывать 60 узлов на анемометре.
Наоборот, если самолет имеет хвостовую скорость ветра 60 узлов, скорость относительно земли будет 120 узлов.
Теперь вы понимаете, почему так важно знать о ветре в авиации, чтобы планировать маршруты, управлять топливом и, конечно же, безопасно летать?
Если вы считаете этот факт любопытным, читайте дальше, чтобы найти ответы на наиболее частые вопросы о скорости самолета .
С какой скоростью взлетают самолеты?
Скорость, с которой самолет взлетает , вероятно, является наиболее часто задаваемым вопросом, и ответ на него будет сильно различаться в зависимости от множества факторов.
Взлетная скорость коммерческих рейсов рассчитывается перед каждым рейсом с учетом веса самолета, его высоты, высоты аэропорта, температуры и многих других факторов.
Тем не менее, как правило, мы можем сказать, что самолеты с малым и средним радиусом действия, такие как Airbus A320, взлетают со скоростью 220 км/ч , тогда как Airbus A380
, самый большой пассажирский самолет в мире, будет делать это на 270 км / ч.В нашем случае, с нашим Diamond DA20 C1, мы стартуем примерно со скоростью 95 км/ч . Как видите, скорость взлета может действительно варьироваться от одного самолета к другому.
Посадочная скорость самолета
Как и при взлете, при посадке скорость все время меняется и зависит от многих факторов.
Тем не менее, чтобы дать вам представление, мы можем сказать, что коммерческие самолеты приземляются со скоростью около 240 км/ч. В нашем случае самолеты авиации общего назначения касаются земли на скорости 85 км/ч.
Кроме того, на посадочную скорость очень сильно влияет используемая конфигурация закрылков . Вы знаете, что закрылки — это движущиеся планки на крыльях, которые раскрываются, чтобы самолеты могли летать медленнее. Они используются при взлете и посадке.
Подробнее о закрылках и других деталях самолетов вы можете узнать в нашем посте об их сходстве с птичьими крыльями.
Максимальная скорость самолета
Скорость самолетов ограничена по разным причинам . Первый – это максимальное время, в течение которого двигатели могут работать на максимальной скорости.
На малых высотах максимальная скорость будет зависеть от конструктивных ограничений, а на больших высотах ограничение будет связано с аэродинамическими причинами.
В анемометре, как мы видели ранее, имеют набор VNE, (скорость не должна превышать) , который варьируется от модели к модели.
Например, Airbus 320 не может превышать крейсерскую скорость M.79; а самолеты авиации общего назначения даже имеют более ограниченную максимальную скорость
. Наш Diamond DA42 имеет VNE 300 км/ч.С какой скоростью летает самолет?
Как объяснялось выше, коммерческих самолетов измеряют свою крейсерскую скорость по отношению к числу Маха . В целом можно сказать, что они летают вокруг M.77; это эквивалентно 860 км/ч или 14 км в минуту. Невероятно, вам не кажется?
Concorde , самый быстрый пассажирский самолет из когда-либо существовавших, развивает крейсерскую скорость до 2,35 Маха . Это 41 км в минуту!
Но это еще не все! Самый быстрый самолет в истории , истребитель Lockheed SR-71 «Блэкберд» разгонялся до невероятных 3540 километров в час, или, говоря другими словами, почти километр в секунду .
Представьте, что вы путешествуете почти в три раза быстрее скорости звука… Из Малаги в Нью-Йорк за пару часов!
Если вы хотите узнать больше о скорости самолетов, не пропустите пост об эффекте Кориолиса, в котором мы объясняем, почему самолет летит быстрее на восток, чем на запад.
Вас может заинтересовать…
Все 6 /Аэрокосмическая промышленность 0 /Воздушное право 0 /Авиация 0 /Aviation News 0 /Commun 0 /Вы хотите стать пилотом? ? 0 /Общие знания 0 /Человеческая деятельность 0 /Законодательство 0 /Аэропорт Малаги 0 /Метеорология 0 /Навигация 0 /Операционные процедуры 0 /Детали самолета 6 /Производительность 0 / Пресса 0 /Принципы полета 1 /Новости RPAS 0 /Симуляторы 0
Какое топливо используют самолеты?
26 января 2023 г.