Корректируют ли авиалайнеры высоту по широте?

Согласно этой статье НАСА, тропосфера простирается примерно от 5 миль на полюсах до примерно 9 миль на экваторе. Хотя высота тропосферы определяется высотой тропопаузы в соответствии с этим вопросом Aviation SE.

Я ожидаю, что давление воздуха в верхней части тропосферы будет таким же на высоте 5 миль над полюсами, как и на высоте 9 миль над экватором.

По мере увеличения высоты авиалайнера угол атаки, необходимый для создания той же подъемной силы, также увеличивается. В конце концов достигается высота, при которой угол атаки, необходимый для создания достаточной подъемной силы, также является углом атаки сваливания. Это в значительной степени определяет практический потолок самолета. (Конечно, есть и другие факторы, но этот довольно большой.)

Это говорит о том, что практический потолок на полюсах будет ниже, чем на экваторе. Означает ли это, что авиалайнер, летящий полярным маршрутом, будет летать на меньшей высоте, чем тот, который находится в умеренных или тропических регионах?

Самолеты на больших высотах летают на основе барометрической высоты. Кроме того, давление/температура в тропопаузе неодинаковы на экваторе и полюсах.
Вы путаете высоту с высотой
Этот рисунок , который его изобары использовали для полета на большой высоте, иллюстрирует как идею @J.Hougaard, так и ответ на ваш вопрос. Это часть статьи Википедии о высоте .

Ответы (2)

введите описание изображения здесь
(aviationweather.gov) Карта важных погодных явлений.

Обратите внимание на цифры в ячейках. Они уменьшаются по мере увеличения широты: 450 → 400 → 350 → 250.

Примечание: эти значения меняются изо дня в день и от сезона к сезону, они не фиксированы.

Это высоты тропопаузы . 450 — это FL450, т. е. 45 000 футов при стандартном показании альтиметра .

Этот показатель очень важен при планировании полета. Реактивные самолеты обычно летают вокруг этой цифры для оптимальной работы самолета / двигателя.

Так что да, вы правы, чем дальше вы летите от экватора, тем ниже вы должны лететь. Однако следующие два утверждения неверны:

  • Я ожидаю, что давление воздуха в верхней части тропосферы [будет одинаковым независимо от широты].

Градиент давления остается прежним. См.: Почему тропосфера на экваторе на 8 км выше, чем на полюсах?

  • По мере увеличения высоты авиалайнера угол атаки [также увеличивается].

По мере увеличения высоты увеличивается и скорость, чтобы противостоять разреженному воздуху. Пока не окажешься в углу гроба .

Кроме того, для высокоширотных полярных полетов авиакомпания может отказаться от оптимальных характеристик, потому что повышение температуры помогает предотвратить замерзание топлива, однако я могу быть поправлен в этом.

«По мере увеличения высоты увеличивается и скорость, чтобы противостоять разреженному воздуху». Просто чтобы добавить немного цвета. В то время как истинная воздушная скорость увеличивается при неизменной подъемной силе, указанная воздушная скорость также остается постоянной, поскольку динамическое давление не изменяется. Однако, как только самолет начинает приближаться к скорости звука, индикатор воздушной скорости становится ненадежным из-за изменяющейся сжимаемости воздуха. Махметр, учитывающий скорость звука, используется, чтобы удерживать самолет значительно ниже критического числа Маха.
Но обратите внимание, что высота тропопаузы гораздо больше зависит от того, находитесь ли вы в системе высокого или низкого давления, чем от широты. Вы можете иметь 280 и 400 на той же широте. Несмотря на в целом правильный вывод («чем дальше вы летите от экватора, тем ниже вы должны лететь»), рассуждение не то, что считает ОП: давление не обязательно может быть выше на экваторе (на той же высоте), но это просто становится (обычно) бессмысленным подниматься дальше, если температура не падает.
Во втором случае вы правы. Что меня смутило (и я считаю, что ОП), так это то, что вы должны были упомянуть давление, и поэтому я ожидал этого, потому что это было сутью вопроса («Я ожидаю, что давление воздуха в верхней части тропосферы будет аналогичным ...") и это в корне неверно.
«Вы должны летать в [тропопаузе] или ниже для оптимальной работы самолета/двигателя». Нет; фактическое правило состоит в том, что эффективность увеличивается с высотой до тропопаузы, в основном постоянна на некоторой высоте выше нее, а затем снова начинает снижаться. Итак, вы хотите подняться хотя бы до тропопаузы, если позволяют ваши характеристики (которые всегда уменьшаются с высотой), но не намного выше. Однако нет смысла спускаться обратно, если вы перемещаетесь в район с более низкой тропопаузой.

Означает ли это, что авиалайнер, летящий полярным маршрутом, будет летать на меньшей высоте, чем тот, который находится в умеренных или тропических регионах?

Да, но не "это" .

Ваше понимание влияния высоты правильное, за исключением

  • Плотность воздуха, а не давление воздуха, играет большую роль в аэродинамике. Плотность падает с высотой аналогично давлению, но немного медленнее.
  • Самолеты могут компенсировать более низкую плотность за счет более высокой скорости, чтобы избежать увеличения угла атаки, пока они не достигнут другого предела.

Как правило, распределение давления и плотности по высоте существенно не зависит от широты, особенно если мы используем (как следует) правильную геопотенциальную высоту . Как показывает диаграмма в ответе ymb1, давление гораздо больше зависит от погоды, чем от широты.

При этом тропопауза определяется исключительно температурой. В отличие от давления и плотности, которые имеют плавное распределение , оно имеет «особые точки», где распределение «рвется». Одна из таких точек определяет границу тропосферы/тропопаузы. И температура действительно зависит от широты.

Тем не менее, если вы летите полярным маршрутом, вам действительно захочется лететь ниже. Но это просто потому, что летать выше, когда температура уже не падает, не имеет особого смысла, в первую очередь потому, что КПД двигателей не увеличится. Вы можете захотеть лазить по другим причинам, но это уже другая тема.

Корректируют ли авиалайнеры высоту по широте?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v