Влияет ли температура на взлетные характеристики?

Несколько дней назад рейс Copa из Порту-Алегри в Панаму был задержан с полудня до 00:30. В компании пояснили, что высокая температура (около 40 градусов по Цельсию) потребовала бы более длинной взлетно-посадочной полосы для взлета, поскольку воздух был разреженным, и это привело к неработоспособности крыльев и двигателей при имеющейся длине взлетно-посадочной полосы.

Один источник (на португальском): http://www.radioguaiba.com.br/Noticias/?Noticia=515816 .

Это правда? Может ли высокая температура действительно помешать взлету?

Существует также проблема максимальной температуры топлива для некоторых самолетов. Насколько я помню, для самолетов 747-100 и -200 с двигателями Pratt & Whitney это было 54 градуса. Помню, что это беспокоило только один раз, когда самолет прогрелся, сидя на рампе в Бахрейне в очень жаркий для них день. .
Я не собираюсь публиковать в качестве ответа, потому что вся наука уже достаточно хорошо дана ниже. Но это видео показывает, что происходит с самолетами с малой плотностью высоты: youtube.com/…
Святое дерьмо, это чертовски видео
Летом 1990 года мы ждали еще нескольких студентов на летнюю стажировку. Они прибыли на день позже, потому что летели через Феникс, штат Аризона, а накануне было так жарко, что им пришлось закрыть аэропорт, потому что воздух был слишком разреженным, чтобы обеспечить достаточную подъемную силу для взлета и посадки. Смотрите ответы ниже для технических вещей.

Ответы (4)

Да, температура влияет на характеристики самолета как на сам двигатель, так и на его аэродинамику.

Что такое высота по плотности?

Высота по плотности – барометрическая высота с поправкой на нестандартную температуру. С увеличением температуры и высоты плотность воздуха уменьшается. В некотором смысле это высота, на которой самолет «чувствует» свой полет.

Как высота с высокой плотностью повлияет на полет?

В жаркий и влажный день самолет будет медленнее разгоняться по взлетно-посадочной полосе, ему нужно будет двигаться быстрее, чтобы достичь той же подъемной силы, и он будет медленнее набирать высоту. Чем менее плотный воздух, тем меньше подъемная сила, тем тусклее набор высоты и тем больше расстояние, необходимое для взлета и посадки. Меньшее количество молекул воздуха в заданном объеме воздуха также приводит к снижению эффективности воздушного винта и, следовательно, к уменьшению чистой тяги. Все эти факторы могут привести к аварии, если плохая работа не была предусмотрена.

Советы по полетам в высокогорных районах с высокой плотностью населения

Один из способов взглянуть на это так: более высокие температуры заставляют самолет летать так, как если бы он летал на большей высоте, где воздух менее плотный. Самолет не может подниматься до бесконечности, у него есть так называемый практический потолок [и абсолютный потолок], выше которого самолет уже не может подняться. Это тоже из-за уменьшения плотности воздуха, но по другой причине. Повышение температуры воздуха также уменьшает эту плотность воздуха. Вы можете использовать калькулятор плотности воздуха или таблицу высоты над уровнем моря :

введите описание изображения здесь

чтобы определить, как самолет будет летать. Это особенно важно в аэропортах с короткими взлетно-посадочными полосами или большими фактическими высотами [например, в Денвере, штат Колорадо], где самолет уже может нуждаться в почти максимальных характеристиках.

Если высота по плотности составляет 4000 футов, это означает, что самолет будет летать так же, как и на высоте 4000 футов при стандартной атмосферной температуре. Стандартная атмосферная температура [на уровне моря] составляет 15 градусов по Цельсию или 59 градусов по Фаренгейту. Самолет, вылетающий из аэропорта на уровне моря при температуре 100 градусов по Фаренгейту, будет чувствовать себя так, как будто он уже летит на высоте более 2600 футов. Самолет, вылетающий из аэропорта на высоте 5000 футов, будет чувствовать, что он уже летит на высоте более 8700 футов. Если уборка деревьев в конце взлетно-посадочной полосы уже была проблемой в этом конкретном аэропорту, она может больше не происходить.

Не могу дать гораздо лучшего ответа на этот вопрос, чем этот. :-)
Тот факт, что они двигаются медленнее в холодную погоду и быстрее в жару, также влияет на летно-технические характеристики самолета или нет? Таким образом, если на улице холодно, вероятность того, что молекулы воздуха ударятся о крыло и двигатели, выше, потому что молекулы воздуха уплотнены и движутся медленно, а в жаркую погоду они рассредоточены и движутся быстрее, поэтому меньше шансов, что молекулы воздуха ударятся о крылья и двигатель. заходит в двигатель.

Да, совершенно правильно, что в жаркий день самолету требуется более длинная взлетно-посадочная полоса. Эффект такой же, как и на большой высоте. Высоко в жаркий день, в середине зоны низкого давления - хуже всего, так как эффекты сочетаются.

Все сводится к плотности воздуха, менее плотный воздух означает меньше «материала», через который крылья могут пройти, создавая меньшую подъемную силу, и, следовательно, требуется более высокая скорость полета, прежде чем он сможет взлететь. Вдобавок ко всему, двигателям нужен кислород для сжигания топлива, менее плотный воздух означает меньше кислорода и, следовательно, меньшую выходную мощность двигателя. И точно так же, как крылья менее эффективны, гребной винт или лопасти вентилятора менее эффективны, преобразуя меньшую мощность двигателя в тягу.

Таким образом, по сути, низкая плотность означает, что вам потребуется большая скорость полета, чтобы оторваться от земли, и у вас будет меньше энергии для достижения этой воздушной скорости.

Некоторое время назад известная видеозапись аварии Стинсона в Айдахо , как правило, связана с большой высотой над уровнем моря. Высота с высокой плотностью означает низкую плотность воздуха (может показаться нелогичным, но в основном это означает, что она эквивалентна большой высоте, где атмосфера, естественно, менее плотная). Высота аэродрома составляла 6370 футов, однако расчетная высота плотности в тот день составила 9167 футов, что является существенной разницей.

Я люблю это видео. В основном потому, что все ушли, чтобы мы могли показывать это снова и снова, чтобы напомнить людям. Не только о предполетном планировании, но у этого парня было СТОЛЬКО шансов прервать полет. Мне нравится смотреть это видео с людьми и думать, что все еще можно прервать, все еще можно прервать, есть много места, чтобы снова приземлиться, еще много места, может быть, немного повернуться и остаться над этим огромным полем? Нет.. нет.. ты просто идешь к деревьям. В игре есть несколько опасных подходов, он просто идет на это, несмотря ни на что, несмотря ни на что. Он, должно быть, знал, что у него есть целых 3 минуты.
@p1l0t; это хорошее обучающее видео наверняка. Если быть честным с самим собой, я думаю, что принял бы решение установить его правильно на отметке 2:10 видео, все еще находясь на уровне и ужасно близко к верхушкам деревьев так далеко во время взлета. Но кто знает, трудно сказать, как кто-то отреагирует, я оказался ниже, чем хотелось бы, над деревьями (в конце вылета на моем местном аэродроме), но я действительно полностью осознал, что характеристики набора высоты были ужасными (ГОРЯЧИЙ !) когда я уже был над указанными деревьями.
Есть точка невозврата, но до этого времени я жду повода, чтобы прерваться. Я лучше буду чувствовать себя глупо из-за аборта, чем выдергивать сосновые шишки из шасси. У меня есть еще одна хорошая привычка: я знаю, что в жаркий/влажный день на максимальной скорости я могу преодолеть определенное расстояние без пота (скажем, 2500 футов) над 50-футовым препятствием. Таким образом, я могу сказать, что 6к — это много, или, эй, 2200 футов, мне действительно лучше подсчитать цифры. У меня также есть преимущество в том, что большинство аэропортов, из которых я вылетаю, находятся близко к уровню моря. В горах, если вы загружены и не стоите лицом к лицу в чартах, вы как бы напрашиваетесь на это.
@roe Он определенно должен был решить прервать. Однако я утверждаю, что он никогда не должен был принимать решение о прерывании беременности. Это простое планирование перед полетом. И он с треском провалился. Вы никогда не захотите принимать решение, которое никогда не должны были принимать.
@Шон; О, определенно, здесь не поспоришь. Я просто говорю, что легко посмотреть со стороны и сказать: «Я бы никогда этого не сделал!». Я сторонник предполетного планирования, но иногда мы все еще оказываемся за самолетом, и осознаем это позже, чем думали.
Мы все способны, но именно поэтому мы летаем в ангарах, смотрим эти видео, тренируемся в чрезвычайных ситуациях, читаем отчеты об авариях и т. д. Мы не можем прожить достаточно долго, чтобы самим совершать все ошибки.
@ p1l0t «Мы не можем прожить достаточно долго, чтобы самим совершать все ошибки». Очень верно. :-)

Абсолютно: более разреженный воздух, вызванный большей высотой или более высокой температурой, снижает летно-технические характеристики самолета двумя способами:

  1. Это уменьшает количество воздуха, поступающего в двигатель, а это означает, что можно вводить меньше топлива, чтобы поддерживать правильную топливно-воздушную смесь. Это дает меньшую выходную мощность двигателя и уменьшает тягу, создаваемую вентиляторами в турбовентиляторных двигателях. Это увеличивает количество времени (и, следовательно, расстояние до взлетно-посадочной полосы), которое требуется для разгона до скорости полета.

  2. При определенной воздушной скорости через крылья проходит меньше фактического воздуха (меньше частиц воздуха). Поскольку именно это создает подъемную силу, самолет должен двигаться быстрее, чтобы создать такую ​​же подъемную силу. Это требует больше времени, а значит и больше ВПП.

Характеристики набора высоты также снижаются по тем же причинам и также могут быть фактором, препятствующим взлету самолета, если есть препятствия, которые необходимо преодолеть (также существует минимальный набор высоты, необходимый после взлета для сертификации, поэтому диаграммы характеристик даже не имеют информации после определенного момента).

В качестве примера из «реального мира» взгляните на эту диаграмму с самолета, на котором я летаю, и обратите внимание, что чем выше температура или чем выше высота взлета, тем меньше вес, с которым вам разрешено взлетать:

Максимальный взлетный вес Falcon 50

При 40°С, даже на уровне уплотнения, этот самолет ограничен по скороподъемности взлетной массой около 13 700 кг. (вместо нормальных 17 600 кг.), и это даже без учета необходимого размера взлетно-посадочной полосы!

Точно такой же принцип применяется к требуемому расстоянию до взлетно-посадочной полосы, но есть дополнительные переменные, которые значительно усложняют график:

DA50 Сбалансированная длина поля

Спасибо, получил его. Это большая разница в топливе при длительном полете...
@woliveirajr Да, из-за ограниченного взлетного веса они могут не иметь достаточного количества топлива, чтобы добраться до места назначения и при этом взлететь с доступной взлетно-посадочной полосой.
Как вы читаете/интерпретируете второй график? Или это что-то, что рассчитывается по определенной формуле?
@BurhanKhalid За этим графиком сложно следить, и этот конкретный пример сложнее, потому что они начинаются с двух ограничивающих факторов (температура и длина взлетно-посадочной полосы) и видят, где они встречаются посередине. Стрелки проведут вас через это: начните сверху, проведите линию от текущей температуры вправо, пока она не достигнет барометрической высоты аэропорта. Затем проведите линию прямо вниз, пока она не достигнет контрольной линии для следующего раздела. Затем вы рисуете линию, параллельную существующим линиям, вниз и вправо. Повторяйте снизу вверх (назад), пока он не соединится с вашей первой строкой.
@BurhanKhalid Однако, работая в обратном направлении, вы не переходите прямо к контрольной линии. В этом случае вы проводите линию прямо вверх от длины взлетно-посадочной полосы, пока она не встретится с линией, проведенной с левой стороны, начиная с силы ветра (в данном случае встречного ветра). Затем вы проводите параллель с существующими линиями, пока не достигнете опорной линии. Повторяйте это, пока не дойдете до первой линии, а затем проведите линию влево, чтобы увидеть максимальный взлетный вес для текущей температуры и длины взлетно-посадочной полосы. Если бы взлетно-посадочная полоса была очень длинной, вы бы просто работали сверху вниз и вместо этого определяли требуемую взлетно-посадочную полосу.

Как уже говорили другие, да, это может случиться и происходит. В PHX несколько лет назад аэропорт был закрыт для большинства самолетов из-за температуры 120 и выше. Обратите внимание, что это не потому, что самолеты не могут летать в такую ​​жару, а потому, что самолеты не имеют надлежащей высоты с высокой плотностью. диаграммы, поэтому они не могут определить, какой длины взлетно-посадочная полоса необходима. т. е. для операций части 121 такой полет был бы незаконным.
Почему у них нет таблиц производительности? Их разработка стоит больших денег, и если они существуют, производители продают их как дополнительную статью затрат оператору самолета.

Я не верю, что существует какой-либо предел максимальной температуры для небольших самолетов GA, на которых летают многие из нас, за исключением того, что 120+ градусов — это @#&*$# жарко в самолете GA без кондиционера.

Вам все равно понадобятся показатели производительности в маленьком самолете!
Для полета по части 91? Да, благоразумному пилоту нужна эта информация, но требуется ли она по закону? Я не знаю такого требования. Но я ошибался раньше, так что просветите меня, пожалуйста!