Как мне получить максимальную высоту выносливости?

Здесь , здесь и здесь есть отличные объяснения физики, определяющей максимальную скорость выносливости .

Я думал о самолетах, которые должны находиться «на месте» без указания высоты, а затем задавался вопросом: не является ли максимальная выносливость функцией как высоты по плотности, так и скорости? Если да, то каковы соответствующие переменные и уравнения?

(Я полагаю, что максимальное значение L/D является функцией числа Маха, так что это могло бы удобно объяснить эффект изменения плотности воздуха с высотой. Но из ответов на максимальную скорость выносливости я вижу, что уже существуют различия между реактивными двигателями и винтами. что при добавлении плотности воздуха приведет к дополнительным различиям между турбовинтовыми и поршневыми винтами.)

Число Маха зависит от температуры, а не от давления.
Максимальная «выносливость» IAS может быть найдена в зависимости скорости снижения от скорости планирования. Плотность Высота и выбор двигателя становятся критически важными в зависимости от числа Маха (здесь для высоты), на котором вы хотите лететь при данном IAS из-за угла «гроб». Итак, если вы хотите слоняться без дела (кроме легче воздуха), поршневые двигатели дадут наибольшую мощность на данную единицу топлива. Вам нужна низкая нагрузка на аэродинамический профиль как на крыле, так и на пропеллере, чтобы избежать более высоких чисел Маха. Невысокий винтокрылый Helios поднялся на высоту более 90 000 футов.

Ответы (1)

Ответ зависит от многих факторов. Что следует учитывать:

  • Улучшенная эффективность двигателей внутреннего сгорания на большей высоте из-за более низкой температуры воздуха.
  • Меньшая выходная мощность с высотой из-за меньшей плотности воздуха, поэтому наиболее эффективная установка мощности совпадает с наилучшей скоростью выносливости, которая близка к скорости сваливания .

Но не все лучше наверху:

  • Опять же из-за более низкой температуры на большей высоте число Рейнольдса падает с высотой , даже если учитывать более высокую скорость полета для компенсации падения плотности воздуха. Это увеличивает сопротивление при нулевой подъемной силе и снижает максимальный коэффициент подъемной силы. Для винтовых конструкций с большим удлинением уже одно это снижает максимальную выносливость.

Есть еще , но это основные факторы. Так что это зависит от характеристик двигателя, нагрузки на крыло, формы в плане и аэродинамического профиля и даже от атмосферных условий. Это затрудняет общий ответ – в конце концов оптимум должен быть найден для каждой конструкции индивидуально.

Со всеми оговорками, хороший кандидат на оптимальную выносливость близок к практическому потолку самолета, когда оптимальная скорость ожидания может быть достигнута при крейсерской мощности двигателя. Если позволяет ветер: максимальная скорость ветра возникает вблизи тропопаузы, и для того, чтобы удержаться на месте даже при сильном ветре, может оказаться невозможным летать на максимальной скорости праздношатания. Есть рассказы о Ме-109, которые должны были отправиться на западный фронт с завода в Аугсбурге, а оказались на аэродромах в Чехословакии, потому что летчик попал в неизвестное тогда реактивное течение.

Диаграмма скорости ветра по высоте на 40° северной широты

Скорость ветра по высоте на 40° северной широты ( источник изображения ).

Это хороший предварительный ответ с отличной информацией. Для целей этого вопроса не обращайте внимания на ветры наверху; т.е. местонахождение праздношатания не имеет значения.