Как 220 кН тяги двигателя создают 700 кН, необходимые для поддержания высоты А320? [дубликат]

На Airbus A320 два двигателя развивают около 220 кН в крейсерском режиме, а их вес составляет около 700 кН (около 70 тонн). Отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению в крейсерском режиме составляет около 15 (вероятно, выше), что означает в крейсерском режиме подъемную силу = 700 кН и сопротивление = 47 кН (или меньше).

введите описание изображения здесь

Каково точное объяснение приведенных выше цифр? Как 220 кН тяги создают 700 кН, необходимые для поддержания высоты, и 47 кН, необходимые для поддержания скорости?

Обратите внимание, что сопротивление увеличивается пропорционально квадрату скорости. И что авиалайнеры имеют эксплуатационные ограничения числа Маха.

Ответы (3)

Двигателям нужно только преодолеть индуктивное сопротивление, чтобы оставаться в воздухе, что является результатом подъемной силы, но обычно намного меньше, порядка 1/20 для современного реактивного самолета. Это отношение указывается как подъемная сила к сопротивлению или L/D. Это жизненно важная характеристика самолета. Почему? Крылья странные и сложные, простого 100% правильного ответа не существует.

Только ракете нужна тяга, равная силе тяжести, ведь у нее нет крыльев! (Д/Д = 1/1)

Я не могу составить никаких уравнений, но именно поступательное движение создает подъемную силу. Если бы у вас был планер с полностью свободным сопротивлением и без ветра, он мог бы вечно оставаться в прямолинейном полете со всеми силами в равновесии. Гравитационные счетчики поднимаются. И никакого сопротивления, так что никакой тяги. Причина, по которой он должен в конечном итоге опуститься, заключается в том, что сила сопротивления замедляет его. Чем меньше скорость, тем меньше подъемная сила. В самолете с двигателем тяга просто должна уравновешиваться сопротивлением. Затем все силы снова уравновешиваются, поэтому единственная сила, которую необходимо уравновесить двигателям, — это сила сопротивления.

Я знаю, что это обычное объяснение, и, может быть, вы правы, перефразируя то, что я читал тысячу раз, но я не могу легко понять это. Последствия для планера без сопротивления действительно удивительны, но очень логичны.
Честно говоря, у меня тоже с этим проблемы. Иногда мне кажется, что я понял, потом я начинаю сомневаться. Может быть, позже я смогу перефразировать это так, чтобы это имело больше смысла.
Главное помнить, что работа есть скалярная скорость. Тогда все ясно.
Справедливости ради, мысленный эксперимент с планером без сопротивления, вероятно, является самым нелогичным для меня, поскольку подъемная сила создает сопротивление, помимо любого дальнейшего паразитного сопротивления от корпуса планера.

два двигателя развивают около 220 кН в крейсерском режиме.

Один двигатель A320 ( V2527-A5 ) развивает 120 кН при SLC (уровень моря). Оба будут 240 кН. В круизе тяги будет намного меньше. 25% от этого показателя.

Наглядный пример: CF6-80C2B1F Боинга-747 развивает 57 160 фунтов силы в режиме SLC и 12 820 фунтов в крейсерском режиме (22% от SLC). В крейсерском режиме тяга намного ниже (меньше воздуха, меньше тяги).

В любом прямолинейном полете независимо от высоты тяга = сопротивление. За исключением того, что если полет слишком медленный с высоко поднятым носом, то часть тяги компенсирует вес, но для всех намерений и целей предположим, что они одинаковы, и вы не ошибетесь.

L/D также не является фиксированным значением. Меняется со скоростью.

На малых высотах лобовое сопротивление выше (плотнее воздух). В крейсерском режиме истинная скорость выше. Подъемная сила зависит от истинной, а не указанной воздушной скорости. Вот как меньшая тяга может создать большую подъемную силу там, где воздух разрежен, и самолет может развивать высокую истинную скорость полета.

Форма скорости, применимая к уравнению подъемной силы, является истинной воздушной скоростью . Истинная воздушная скорость определяется как фактическая скорость самолета в воздухе и включает поправки на плотность, сжимаемость и погрешность приборов.

Основная проблема: система шкивов (сейчас снята с рассмотрения) — задача одного тела, самолет — задача двух тел (самолет и воздух). Воздух делает подъем.

Также поступательная скорость является фактором, уменьшающим тягу двигателя. (Статическая тяга больше, чем тяга на скорости).
Тогда у вас есть сверхзвуковой авиалайнер :)
" воздух действует обратно на крыло, но в другом направлении (система двух тел) " это не совсем то, что мне трудно понять. Трудная часть заключается в том, почему 40 кН тяги достаточно, чтобы заставить этот воздух действовать «в другом направлении», чтобы уравновесить 700 кН без внешней энергии. Хотя я знаю, что вы ответите (это соотношение L/D), в этом трудно разобраться.
@mins Ваш вопрос представляет собой перефразировку вопроса «Как вообще работают крылья?», Ответ на который часто объясняется просто, но также немного неправильно. Учебником физики была бы гидродинамика. До появления компьютеров все работало только потому, что так говорили эмпирические данные.