На каком участке полета влияние сопротивления воздуха более существенно?

Ответ, который они ищут, вероятно, круиз . Как правило, это самая длинная часть полета, поэтому потери от лобового сопротивления складываются. Большинство самолетов максимально оптимизированы, чтобы иметь хорошие характеристики в крейсерском режиме, чтобы экономить топливо и соответствовать требованиям по дальности полета, поэтому низкое сопротивление в этой части полета важнее, чем в других. Это также, как правило, участок, где самолет движется быстрее всего. Как показал Петер Кемпф , сопротивление максимально на более высоких скоростях, за исключением периодов, когда шасси, закрылки и т. д. выдвинуты и увеличивают сопротивление.

Как объяснил Джей Карр , сопротивление важно в любой точке, пока самолет находится в воздухе, влияя на различные области характеристик. Во время взлета сопротивление будет влиять на необходимое расстояние до взлетно-посадочной полосы и начальные характеристики набора высоты. Низкое сопротивление при спуске полезно, если только вам не нужно спускаться быстрее, например, при экстренном спуске. Сопротивление, вероятно, самое высокое во время приземления, потому что упор делается на максимально возможную подъемную силу при более низких посадочных скоростях, и эта подъемная сила создается за счет более высокого сопротивления.

Вопрос оставляет много места для интерпретации, так что вот моя версия:

Если мы предполагаем, что масса самолета постоянна, сопротивление зависит от скорости, и существует минимум по отношению к подъемной силе, когда составляющие сопротивления, вызванного подъемной силой, и сопротивления нулевой подъемной силы одинаково велики. Теперь вы можете утверждать, что сопротивление воздуха (как бы оно ни определялось) наименее важно на этой скорости и становится более важным на низкой и высокой скорости.

На графике показаны компоненты сопротивления типичного планера при прямолинейном полете, но если вы адаптируете скорости и силы, тот же график будет работать и для любого другого самолета. Это показывает, что лобовое сопротивление (= сопротивление воздуха) является самым высоким при максимальной скорости полета.

Каждый раз, когда воздух движется над поверхностями самолета, большое значение имеет сопротивление. На самом деле нет времени, когда это «более» важно. Когда самолет хочет двигаться, на любом этапе полета тяга корабля должна превышать сопротивление, которое воздух (или колеса на земле) создает на корабле. В любой момент, когда самолет летит, сопротивление должно быть преодолено до такой степени, что крылья могут создать необходимую подъемную силу, чтобы поднять самолет в небо.

Хотя, может быть, вопрос действительно касался пневматических тормозов ? Когда они развернуты, величина создаваемого сопротивления увеличивается довольно сильно, немного замедляя самолет. В результате воздушные тормоза часто используются на этапе снижения, чтобы самолет не разгонялся слишком сильно по мере приближения к взлетно-посадочной полосе. Возможно, это то, что нужно учителю...

Сопротивление (сопротивление воздуха) играет роль на всех этапах полета, оно наиболее критично во время взлета или посадки, поскольку именно тогда оно будет иметь наиболее резкий / немедленный эффект.

Я бы выбрал посадку как мой любимый ответ и как наиболее очевидный, когда все куски металла свисают с самолета.

По мере того, как самолет замедляется, он опускает предкрылки передней кромки (если установлены) и закрылки задней кромки, чтобы увеличить подъемную силу, которую может создать крыло, поскольку вы увеличиваете подъемную силу, вы также увеличиваете сопротивление. В реактивных самолетах спойлеры часто используются для облегчения этого снижения скорости или для поддержания/увеличения скорости снижения при торможении (что непросто для тяжелого реактивного самолета с большой инерцией). В какой-то момент во время захода на посадку (обычно около 2000 футов) вы должны понизить передачу, что снова увеличивает сопротивление.

Все это сопротивление при заходе на посадку позволяет двигателям раскручиваться, что полезно на самолетах с большими турбинами, поскольку это означает, что двигатель находится в хорошем состоянии для быстрого обеспечения мощности в случае ухода на второй круг.

При приземлении конфигурация снова меняется — раскрываются спойлеры, выбирается задний ход, а когда нос опускается, включаются тормоза колес — сильное сопротивление (хорошо, тормоза колес не создают сопротивления воздуха, но они составляют довольно большую часть процесс торможения). Спойлеры резко уменьшают подъемную силу крыла, прижимая самолет к взлетно-посадочной полосе, что означает, что тормоза имеют наибольший эффект. Некоторые самолеты в этот момент меняют конфигурацию закрылков, в легких самолетах есть возможность убрать закрылки, что уменьшает подъемную силу на крыле, делая тормоза более эффективными. Другие типы опускают больше створок, создавая эффект типа «амбарной двери». Боинг 747 убирает внутреннюю часть предкрылка, что снова помогает уменьшить подъемную силу на большей части крыла.

Когда все это происходит, тяга перенаправляется вперед, а мощность двигателей увеличивается, помогая снизить скорость примерно до 80-60 узлов.

В некоторых самолетах (обычно истребителях) вы удерживаете нос над взлетно-посадочной полосой при посадке, чтобы увеличить сопротивление, аэродинамически тормозя до низкой скорости. В коммерческом самолете вы обычно опускаете нос, так как колесные тормоза имеют больший эффект (у вас обычно гораздо больше основных колес / тормозных устройств, чем у истребителей).