Какова траектория полета коммерческого самолета по отношению высоты к расстоянию?

Итак, мы с другом поспорили по поводу траектории полета самолета. Он сказал, что на половине пути самолет поднимается, а на оставшуюся часть он опускается и, следовательно, образует параболическую кривую. Я утверждал, что он поднимается, а затем остается на той же высоте в течение всего путешествия, прежде чем спуститься, образуя трапециевидную кривую. После некоторого размышления я думаю, что мы оба правы только в том, что исходная линия отличается там, где он взял ее как прямую линию между двумя точками без кривизны земли, и, следовательно, это сделало бы ее параболической, в то время как я взял трапециевидную кривую. при учете кривизны земли.

Мы также можем сказать, что это с другой точки зрения, когда он находится в космосе, а я бегу по земле, чтобы измерить высоту.

Итак, может ли кто-нибудь прояснить и сказать, кто прав и правильно ли то, что я думаю, или нет?

Было бы полезно, если бы кто-то мог построить два графика. Спасибо.

короткие полеты на вертолете могут выглядеть смутно параболическими/эллиптическими, а траектории самолетов никогда не бывают такими

Ответы (4)

Вы оба в чем-то правы - в том, как вы упомянули.

Обычно профили полета (т. е. высота полета на пройденном расстоянии) изображаются в предположении (да, я знаю, что это может быть спорным... о боже...) плоской земли. Тогда постоянная высота будет представлена ​​прямой горизонтальной линией, поэтому легко увидеть, когда самолет находится в горизонтальном полете, а когда он на самом деле набирает высоту или снижается:

профили полетов

Заметим, кстати, что некоторые короткие полеты практически не будут иметь крейсерской фазы:

картина

Кроме того, полет с оптимальной эффективностью (минимальный расход топлива на преодоление заданного расстояния) будет выглядеть примерно параболически на этом виде профиля. Однако в реальной жизни полеты не выполняются таким образом, в основном из-за ограничений на использование воздушного пространства. Ограничения воздушного пространства также будут причиной того, что фаза снижения на втором снимке выглядит такой ступенчатой.

Вы могли бы, как вы говорите, вместо вида в профиль показать 2-мерный вид с показанной кривизной земли и нанесенной над ней траекторией полета. Тогда это будет выглядеть изогнутым на протяжении большей части полета. Однако я не вижу большого смысла в этом представлении для обычных самолетов, если только мы не начнем освещать орбитальные операции...

Изображения представляют собой скриншоты исторических коммерческих рейсов, найденные в приложении Flightradar24.

Ваш друг не прав, и вы в чем-то правы. Пока буду рассматривать дальнемагистральные перелеты, так как эффект более заметен. Когда самолет взлетает, он набирает крейсерскую высоту, скажем, 33 000 футов. Затем во время крейсерского полета самолет расходует топливо, что означает, что самолет эффективно теряет вес. Поскольку во время устойчивого крейсерского полета подъемная сила = вес, у самолета будет избыточная подъемная сила, если ничего, кроме веса, не изменится. Это заставит самолет подниматься на большую высоту, где воздух тоньше, и, следовательно, требуется большая подъемная сила.

Таким образом, на некоторых дальнемагистральных рейсах вы можете увидеть, что полет заканчивается на высоте 38 000 футов. Затем пилот инициирует снижение для посадки. В зависимости от УВД самолету разрешается постепенно набирать высоту во время крейсерского полета на большую высоту. Если это не разрешено, самолет будет подниматься один раз в час или около того на более высокий эшелон полета.

«В зависимости от УВД самолету разрешается постепенно набирать высоту во время полета на большую высоту». Никогда не видел FIR или ATC, которые это позволяют. Однако было время, когда «Конкорд» мог постепенно подниматься над Северной Атлантикой при переходе, потому что в основном он выполнял баллистический полет.
«Это заставит самолет подниматься на большую высоту…». На практике это не совсем так, поскольку автопилот будет удерживать самолет на заданной высоте. Тем не менее, возможность увеличения высоты будет доступна для подъема на большую высоту, когда позволит разрешение УВД. Хотя вы можете запросить высоту блока, которая позволила бы непрерывный набор высоты, это не часто делается для набора высоты в крейсерском режиме.
@ Терри, поэтому, если вы выключите автопилот, самолет будет постепенно набирать высоту во время полета.
@Brilsmurfffje Я думаю, что это правда, но у меня достаточно неуверенности, поэтому я уступлю тем, кто более технически квалифицирован, чем я. Проблема, по крайней мере, на 747-100/200, насколько я помню, с zfw cg около предпочтительного 26,6% mac, по мере сжигания топлива ЦТ перемещается на корму. Таким образом, при выключенном автопилоте и без изменения дифферента или тяги нос будет подниматься медленно. Я не знаю, насколько это будет связано с набором высоты по сравнению с облегчением самолета. Я сделал это только один раз над Тихим океаном, когда мне дали разрешение «подняться, когда сможешь», и я решил играть, а не делать обычное ступенчатое восхождение.

У каждого самолета есть оптимальный практический потолок (или высота, так сказать), в зависимости от типа и использования (военный, пассажирский или небольшой поршневой самолет). Что касается пассажирских самолетов, то авиакомпании планируют свои маршруты наиболее оптимальным образом: как в поперечном, так и в горизонтальном направлениях. Это комбинация веса самолета, ветра на высотах, кратчайшего пути, времени и расстояния и т. д. Когда вы отказываетесь от боковых вариантов и сосредотачиваетесь на вертикальных вариантах, пилоты авиакомпаний в основном хотят летать на оптимальной высоте, чтобы сэкономить топливо или время (или их комбинацию). из тех двух). Оптимальная высота увеличивается во время полета: чем легче самолет, тем выше его оптимальная высота, за исключением некоторых особых ветровых ситуаций. Поэтому типичный пассажирский самолет набирает высоту до эшелона полета (т. е. 35000 футов), и когда компьютер управления полетом показывает более высокую оптимальную высоту, пилоты запрашивают разрешение и в конечном итоге могут подняться на следующий уровень (т.е. 37000 футов). Примерно за 30 минут до приземления начинается спуск (очевидно, может варьироваться) и может быть ступенчатым спуском (от уровня к уровню) или непрерывным спуском (самый экономичный способ спуска).

Какова траектория полета коммерческого самолета...

Круговая дуга

Полет, скажем, из Окленда в Доху будет проходить по траектории в трехмерном пространстве, которая является приблизительно круговой. Расстояние по большому кругу вдоль трассы составляет 14 535 км, отклонение по вертикали над трассой с грубой сферической поверхностью составляет около 10 км — менее 0,07% — на это можно не обращать внимания.

глобус с отмеченным маршрутом
Google Earth показывает кратчайший маршрут из Окленда в Доху красным цветом. Толщина красной линии примерно в 22 раза превышает крейсерскую высоту авиалайнера. Разница между уровнем земли и высотой 35000 футов может составлять полпикселя.

Любые графики дальних перелетов, которые не выглядят круглыми, представляют собой сильно искаженные статистические обманы, призванные показать лишь незначительные† крошечные отклонения от идеально гладкой кривой.

... в отношении высоты и расстояния?

Прямая линия

См. выше.

† С геометрической точки зрения. Вы, пилоты, следите за этим высотомером!

Какова траектория полета коммерческого самолета по отношению высоты к расстоянию?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v