Глядя на таблицы крейсерских характеристик в POH C150, C172 или C182, можно увидеть, что при той же барометрической высоте, тех же оборотах в минуту и той же истинной воздушной скорости расход топлива снижается при более высокой температуре.
Например, C150 POH 1976 года указывает, что при 2500 об/мин и барометрической высоте 2000 футов:
(да, каждый раз разница в 1 узел, но интерполяция значений дает очень похожие результаты)
Но термодинамика говорит нам, что эффективность пропорциональна разнице температур между изотермическим расширением при Th и изотермическим сжатием при Tc в цикле Карно, таким образом, эффективность = (Th-Tc)/Th.
Я не могу согласовать данные о потреблении с этой теорией, поскольку, по-видимому, выходная мощность одинакова (истинная воздушная скорость с идентичными паразитными силами и силами индуктивного сопротивления) для явно более высокого КПД при более высокой температуре Tc.
Какой еще фактор я упускаю?
В приведенных примерах наблюдается небольшое увеличение высоты по плотности (DENALT), что приводит к несколько более высокому значению TAS. По мере того, как воздух становится тоньше, самолет проходит меньше молекул на милю, что приводит к немного меньшим потерям из-за сопротивления. Повышенная температура не имеет такого же диапазона изменений, как высота, однако, тем не менее, это более высокий DENALT, то есть более разреженный воздух.
Кстати, на практике вы заметите, что дроссельная заслонка становится шире с менее плотным воздухом, пока не откроется полностью. (Обратите внимание, что число оборотов в минуту не является основным показателем мощности, а скорее расход топлива. Число оборотов в минуту будет выше при более высоком DENALT для той же мощности.) В этот момент доступной мощности больше не будет, и любое увеличение температуры или высоты не может быть компенсируется увеличением дроссельной заслонки.
Вы также заметите, что меньше энергии расходуется на милю при более высоком DENALT, не учитывая стоимость подъема на эту высоту.
Наконец, другой практический пример этого: при полете в условиях обледенения условия (и POH) могут потребовать постоянного нагрева карбюратора на высоте. Когда это будет сделано, двигатель должен быть повторно очищен, так как DENALT будет выше, и если его не компенсировать, это приведет к обогащению смеси, что может привести к загрязнению свечей зажигания.
С повышением температуры воздух расширяется, становясь менее плотным. В двигателе без наддува менее плотный воздух означает, что в цилиндры поступает меньше кислорода, и для поддержания надлежащего соотношения воздух/топливо требуется меньше топлива. Таким образом, снижается расход топлива.
Это также приводит к меньшей мощности и более низкому IAS. Но более высокая температура помогает компенсировать это, что приводит лишь к небольшому снижению TAS.
ТомМакВ
true airspeed, with identical parasitic and induced drag forcesПочему сопротивление должно быть одинаковым? Тот же TAS в воздухе с меньшей плотностью означает более низкий IAS и меньшее сопротивление.