Почему мы не можем использовать полный газ на C172 при полете на малых высотах?

Эти двигатели не рассчитаны на постоянную работу с максимальной мощностью на обедненной смеси. Они рассчитаны на полет на 50-75% от их номинальной максимальной мощности и справляются с таким уровнем внутреннего тепла и трения в долгосрочной перспективе. Даже это довольно сложно по сравнению с автомобилем, который работает примерно на 20% от номинальной мощности при крейсерской скорости 60 миль в час.

Запуск их настежь означает максимальный нагрев, максимальный износ, а выгоды не так много, учитывая, что мощность, необходимая для ускорения, составляет почти куб увеличения скорости. Вы должны работать с полностью обогащенной смесью, чтобы двигатель вообще оставался холодным, а расход топлива намного выше, потому что вы выбрасываете несгоревшее топливо, используемое для охлаждения на полной мощности, через выхлоп. Другими словами, это того не стоит, если только вы не участвуете в гонках, поэтому концепция крейсерской скорости не более чем на 3/4 от номинальной максимальной мощности является очень старым соглашением в поршневых двигателях, и обогащение смеси на самом деле не следует делать выше этого.

Вы можете запустить один из этих двигателей на полном газу с богатой смесью с оборотами около красной линии все время, если хотите, но только если вы не возражаете заплатить за преждевременный капитальный ремонт в 20 тысяч долларов от порки бедного двигателя, как мул (выпускные клапаны будут ненавидеть тебя вечность).

Это почти то же самое, что прицепить к своей машине большой тяжелый прицеп, который требует все время стоять ногой на полу только для того, чтобы оставаться на скорости шоссе. Как вы думаете, на сколько миль прослужит двигатель этого автомобиля? (Хотя Lycoming, работающий с такой нагрузкой, все же, вероятно, переживет автомобильный двигатель в той же обуви.)

Однако, когда вы поднимаетесь, к тому времени, когда вы достигаете 8000 футов, 75% максимальной мощности - это все, что доступно с широко открытым дросселем (WOT) в разреженном воздухе, поэтому 75% круиз, нормальная работа, требует WOT и никакого вреда. готово. И по мере того, как вы продвигаетесь дальше, вы обнаруживаете, что не можете получить даже 50% с WOT, и довольно скоро вы достигнете своего потолка услуг.

Большинство самолетов Cessna 172 имеют гребные винты фиксированного шага. Разработка винта с фиксированным шагом всегда требует компромисса между характеристиками набора высоты и крейсерскими характеристиками. Обычно это означает, что на малой высоте в горизонтальном полете на полном газу обороты двигателя превысят красную отметку, поэтому вам придется сбросить газ. На большей высоте двигатель выдает меньшую мощность при заданных оборотах, так что там это не проблема. Можно использовать «круизный винт», который имеет более грубый шаг и обеспечивает полную мощность (или близкую к полной мощности) в крейсерском полете на малой высоте, но это происходит за счет того, что в начале разбега не достигаются полные обороты в минуту. и, следовательно, меньшее ускорение и более длинные разбеги.

Винты с переменным шагом (подмножеством которых являются винты с «постоянной скоростью») избегают этой дилеммы, хотя у них есть свои недостатки, такие как повышенная сложность и куча лишнего веса прямо на носу, где он вам не нужен.

Я согласен с приведенными выше ответами с точки зрения ограничений, связанных с двигателем. Однако я хотел бы также добавить, что вполне возможно, что полный газ на малой высоте также приведет к тому, что самолет выйдет за пределы своего структурного режима полета. Таким образом, это может быть не только проблема, связанная с двигателем, но и конструктивные особенности самолета.