Был ли трансатлантический переход «Конкорда» слишком коротким для достижения оптимальной крейсерской высоты?

Простой ответ заключается в том, что «Конкорд» не имел единой заданной высоты, ему было разрешено свободно подниматься выше ~ FL450; это подробно обсуждается в эпизоде ​​​​166 - «Полет на Конкорде» (стоит послушать, поскольку он отвечает практически на все вопросы о Конкорде!). Как намекает @pilothead в своем ответе, он набирал высоту, сжигая топливо, но на самом деле самолет никогда не начинал набор высоты, он просто дрейфовал вверх, сжигая топливо, и становился легче.

Также в эпизоде ​​обсуждалась сложная процедура захода на посадку и отъезда. Из-за графика сжигания топлива Concorde на самом деле не имел возможности продержаться более одного круга по схеме ожидания или выполнить ступенчатый набор высоты с некоторыми корректировками маршрута, как многие авиалайнеры. У них была специальная процедура вылета, которая была более или менее взлетно-посадочной, чтобы лететь без перерывов, и аналогичный вариант снижения. Таким образом, полет фактически представлял собой набор высоты до крейсерского блока, а затем планирование вниз вплоть до посадки. В зависимости от ветра и условий любого дня, а также нагрузки на борту крейсерская высота может сильно варьироваться.

У Concorde был набор высоты 10 000 футов в минуту и ​​​​максимальная высота 60 000 футов, поэтому время для набора высоты не было проблемой. У него была оптимальная крейсерская высота, которая менялась в зависимости от веса, поэтому по мере сжигания топлива он поднимался выше, чтобы оставаться на оптимальном уровне.

На этих высотах не было других самолетов, поэтому он получал разрешение на подъем на высоту 15 000 футов за раз и совершал крейсерский набор высоты на протяжении всего полета, пока не потребовалось снижение до места назначения.

«У нас почти нет восхождения».

Это то, что сказал капитан Concorde Дэвид Роуленд на высоте около 43 000 футов.

Хотя Concorde имел лучшее отношение тяги к весу по сравнению с дозвуковым реактивным лайнером, большая его часть была необходима для сверхзвукового сопротивления ( источник изображения ).

Именно это сопротивление заставляло Конкорд набирать высоту по мере того, как он терял вес (топливо), а также если воздух становился холоднее (больше тяги двигателя).

Фактически, ROC (скороподъемность) Concorde лишь немного лучше, чем у современного типичного дозвукового реактивного лайнера. От Евроконтроля :

• Начальный набор высоты: ROC 4000 футов/мин
• Набор высоты до эшелона полета 150: ROC 2000 футов/мин.
• Набор высоты до эшелона полета 240: ROC 1500 футов/мин.
• Cruise Ceiling FL 600: ROC 1200 футов/мин

С другой стороны, SR-71 имел впечатляющую общую среднюю скорость 3530 футов в минуту, чтобы подняться на высоту 70 600 футов.

Использование форсажной камеры Concorde (после взлета и начального набора высоты) ограничивалось преодолением звукового барьера и достижением скорости 1,7 Маха. Это произошло на высоте около 43 000 футов. После чего выбирался соответствующий режим автопилота крейсерский набор высоты (либо Max Climb , либо его расширение Max Cruise, в зависимости от числа Маха).

Макс Клаим занят; обратите внимание, что целевая высота составляет 60 000 футов.

Из программы ITVV Concorde (диск 1) во время этого разгона до 1,7 Маха капитан заметил, что скорость набора высоты составляла 700 футов / мин (форсажные камеры все еще были включены). Капитан отметил, что на скорости 1,7 Маха и с выключенным форсажем «это очень медленное ускорение в данный момент, на самом деле у нас почти нет набора высоты». (МСА была +9°C, день был теплый.)

Но он быстро указал, что это неплохо (теплый день), потому что это увеличивает локальную скорость звука, и, следовательно, 1,7 Маха будет более высокой истинной воздушной скоростью, чем если бы это был более холодный день.

Отклонение МСА

Два приведенных выше рисунка взяты из статьи , написанной директором по дизайну Concorde, главным летчиком-испытателем и руководителем летных испытаний.

На рис. 5 показан непрерывный набор высоты по мере того, как самолет теряет вес. На рис. 6 показано влияние отклонения ISA.

Интересно отметить, что в тропических условиях часто требуется менее 10 минут до М = 1,0 и примерно 20 минут до М 2,00. В Северной Атлантике для достижения M = 2,00 может потребоваться 50–60 минут, но скорость блоков мало отличается, поскольку более высокое значение TAS в жарких условиях компенсирует сокращение времени при M 2,00. Эта точка показана на рисунке 6.

Цитата и рис. 6 подтверждают замечание капитана о том, что медленное ускорение/набор высоты компенсируется увеличением локальной скорости звука.