На этой диаграмме F-104 Vn, почему скорость сваливания (по IAS) уменьшается с высотой в некоторых частях диапазона полета?

Когда самолет приближается к скорости 1 Маха, все изменения давления растут с коэффициентом Прандтля-Глауэрта$\frac{1}{\sqrt{1-Ma^2}}$. Следовательно, наклон кривой подъемной силы увеличивается, поэтому крыло создает большую подъемную силу при том же угле атаки и динамическом давлении, чем ближе его число Маха к 1. На крыльях с более толстыми аэродинамическими профилями и большим удлинением максимальный коэффициент подъемной силы падает в трансзвуковой области; однако это не влияет на тонкие крылья с низким удлинением.

NACA TN 3469 Эдварда Полхамуса сравнивает крылья с различным углом стреловидности, толщиной и удлинением. График ниже показывает, что эффект Прандтля-Глауэрта наиболее силен для нестреловидных крыльев, а трансзвуковой подъемный ковш исчезает для тонких крыльев с удлинением 4 и ниже. F-104 имел аэродинамический профиль 3,36% и удлинение 2,45.

Этот эффект также проявляется в максимальной подъемной силе; приведенный ниже график взят из «Динамической подъемной силы жидкости» Сигарда Хорнера, глава 4. Он показывает, как число Маха влияет на максимальную подъемную силу: Малые радиусы передней кромки показывают потерю максимальной подъемной силы при умеренных числах Маха , но хорошо работают на трансзвуковых скоростях.

Указанная скорость сваливания уменьшается с высотой, потому что более низкая температура снижает локальную скорость звука и приближает самолет к 1 Маха и, следовательно, к более высокой максимальной подъемной силе. Этот эффект ограничен дозвуковой скоростью, близкой к 1 Маха, что объясняет, почему эти углы появляются только тогда, когда указанная воздушная скорость коррелирует с Маха, близкой к 1 на этой конкретной высоте.

Подстановка некоторых значений с помощью калькулятора истинной воздушной скорости , кажется, подтверждает вывод Питера Кампфа о том, что «шаги» действительно совпадают с трансзвуковым полетом на различных IAS и высотах .

При этом нет «перекрытия» кривых, хотя на графике они кажутся.

Можно предположить, что сглаживание кривой, когда самолет переходит на сверхзвук, может быть связано с «сгибанием Маха» и некоторыми разумными инженерными решениями, связанными с нагрузкой на планер.

По конструкции и из-за смещения центра подъемной силы назад после обрезки просто не остается достаточно «поднятого» стабилизатора для повторного приближения к пределам сваливания в сверхзвуковом полете.