Для чего самолет набирает большую высоту
Факты о высоте и скорости полетов самолетов разных авиакомпаний
Вот на какой высоте и скорости летают самолеты.
Каждый взлет и посадка самолета обычно занимает несколько минут. Все остальное время полета самолет находится в воздухе на большой высоте. Но как высоко летают самолеты, и с какой максимальной скоростью они могут двигаться? Давайте узнаем.
Высота
Высота полета самолета различается в зависимости от типа, модели самолета, его размера, наличия определенного оборудования и функций. Небольшие самолеты гражданской авиации и некоторые реактивные небольшие самолеты летают не выше 6000 метров. Большие и высокоскоростные авиалайнеры летают в верхних слоях на высоте 7000-13000 метров. Маленькие легкомоторные самолеты обычно не поднимаются выше 2000 м.
Для коммерческих пассажирских самолетов идеальная высота 10-12 км. На этой высоте почти нет вертикального воздушного потока. Именно на этой высоте самолет летит плавно благодаря небольшой плотности воздуха, небольшому сопротивлению воздуха. Также на этой высоте достигается максимальная экономия топлива на большой скорости. Именно на этой высоте пассажирские авиалайнеры летят на большой скорости.
Некоторые пассажирские бизнес-джеты летают выше: обычно их полет проходит на высоте 15000 метров. Это необходимо для максимальной экономии топлива. Обычно бизнес-джеты из-за своих размеров не могут похвастаться огромным запасом топлива. В итоге для максимальной дальности полета некоторые современные модели бизнес-джетов поднимаются на высоту 15 км.
Что касаемо военных сверхзвуковых самолетов, то, чтобы уменьшить расход топлива, военные летчики поднимают некоторые самолеты на высоту 13500-18000 метров или выше. Это необходимо для максимального снижения сопротивления воздуха.
Рекорд же высоты полета принадлежит американскому испытательному гиперзвуковому военному самолету North American X-15, который может подниматься на высоту 108 000 метров.
Вот крейсерские высоты и практические потолки нескольких распространенных моделей самолетов (Боинг в качестве примера):
Крейсерская высота самолетов Боинг
Скорость
На каждой стадии полета самолет летит с разной скоростью. Так, во время взлета самолет летит со скоростью набора высоты. На высоте 10 км самолет набирает максимальную крейсерскую скорость. Далее после начала снижения скорость постепенно снижается. При посадке также выставляется скорость посадки.
Обычно скорости взлета и посадки не сильно отличаются. Они неодинаковы, но близки друг к другу.
Скорость самолета измеряется в узлах, где 1 узел = 1 морской миле/час = 1,852 км/ч.
Для взлета в зависимости от технических характеристик самолета минимальная взлетная скорость может составлять от 250 до 380 км/час.
Крейсерская скорость самолета после набора высоты связана с моделью самолета, его двигателями и техническими характеристиками.
Вот некоторые крейсерские скорости распространенных моделей самолетов:
Крейсерская скорость самолетов Боинг
Крейсерская скорость самолетов Airbus
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
А зачем лететь так высоко?
10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса.
Известно, что на большой высоте воздух разреженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Повышение плотности атмосферы связано с давлением вышележащих слоев. Чем выше, тем слабее давление воздуха. Давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоёв воздуха, как в океане давление растет из-за верхних слоев воды. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.
Воздух нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий. Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца.
Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разреженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.
На высоте, рекомендованной для гражданских самолетов, они могут свободно летать с нормальной для них скоростью в 800-950 км в час, не испытывая топливных затрат, получая достаточно кислорода.
Оптимальные показатели высоты
Плотность воздуха в таких пределах остается достаточной, чтобы удерживать на лету борт, летящий с указанной скоростью. На больших высотах требуется развивать более значительную скорость. Так, при полете на высоте в 12-15 км гражданский самолет мог бы передвигаться только на сверхзвуковых скоростях, в противном случае воздушные массы не смогли бы удержать его на лету.
Современные конструктивные характеристики гражданских самолетов делают для них оптимальной именно эту высоту. Впрочем, они вполне могут летать и на других высотах, если это необходимо, несколько выше или гораздо ниже. Но это нерационально, и может оказаться опасным например по погодным условиям.
Как и почему взлетает самолет?
Взлетающий самолёт способен подняться в воздух только при достижении определенной скорости. Она отличается от максимальной и крейсерской. Существуют модели летательных аппаратов, которые могут набирать разгон всего за несколько секунд.
Если говорить о пассажирских авиалайнерах, то ситуация немного иная. По нескольку самолетов в день взлетает в среднестатистическом небольшом аэропорту. Обычно это разные модели, с разными техническими характеристиками. Речь пойдет о типичных авиалайнерах для перевозки пассажиров и грузов, а не об экспериментальной авиации.
Почему самолет поднимается в воздух — суть принципа
Понятно, что самолету для взлета нужно приобрести скорость. Подъемная сила зависит от следующих основных факторов:
Классическое крыло снизу плоское, прямое, а сверху слегка выпуклое и объёмное. Это создает разницу давлений, из-за чего лайнер и поднимается в воздух. Чтобы взлететь, машине необходимо компенсировать силу тяжести за счёт подъемной, противопоставив ее сопротивлению воздуха. Достичь этого можно также благодаря увеличению скорости набегающего потока, т.е. разгону самолета.
Набегающий поток обтекает крыло сверху и снизу. Воздуху приходится преодолевать большее расстояние над крылом, чем под ним. Таким образом молекулы воздуха под крылом располагаются плотнее. Из-за этого образуется разница давлений и появляется подъемная сила. Чем сильнее набегающий поток – тем больше подъемная сила. Крыло расположено к фюзеляжу под углом, что так же облегчает взлет.
Виды взлета
Классификация в зависимости от взлета самолета:
Логично, что в любом аэропорту есть взлетная полоса, при помощи которой самолёт разгоняется и взлетает. Второй метод практикуется реже, а последние два — в гражданской авиации не используют. Вертикальный взлет и разгон при помощи трамплина или катапульты — это то, что актуально исключительно для военной авиации.
Скорость взлета и другие параметры
Максимальная взлетная масса либо максимальный взлетный вес — это масса самолета, при которой он способен взлететь с соблюдением всех правил безопасности. Требования безопасности подразумевают много различных факторов. Например, взлётно-посадочная полоса должна достигать определенной длины. В худшем случае самолет не успеет набрать необходимую скорость, что приведет к аварии.
Важно учесть, что в приземном слое воздуха давление выше из-за так называемого экранного эффекта — резкого увеличения подъемной силы крыльев вблизи поверхности. Соответственно, с удаленностью от земли она начинает падать. Вследствие этого должен быть обеспечен необходимый запас подъемной силы, с учётом ускорения самолета при взлёте.
Взлетная скорость в среднем равна 180–270 км/ час. Конкретная цифра зависит от модели самолёта, его массы, формы и размера крыльев. Влияют и внешние факторы: погодные условия, протяженность и состояние взлётно-посадочной полосы. Наличие осадков создает большее сопротивление воздуха, к тому же они часто сопровождаются сильным ветром. Средняя скорость взлёта для типичного гражданского авиалайнера около 250 км/час.
Скорость взлета типовых самолетов
Типовые пассажирские самолёты, которые взлетают со средней скоростью, бывают разными. Их показатели варьируются, например:
Указанная в примере скорость не всегда соответствует показателям на практике. Иногда ее недостаточно, например, в случае выпадения сильных осадков, попутного ветра. А вот в случае встречного ветра и низких температур (чем ниже температура, тем выше плотность воздуха) достаточно меньшей скорости.
Современные сверхманевренные самолёты разгоняются за считанные секунды. Это стало возможным за счет усовершенствованного двигателя и продуманной конструкции корпуса. Но военная техника хоть и обладает таким же принципом действия, работает иначе. У истребителей другой вес, конструкция крыльев, длинна и величина фюзеляжа.
Важно понимать разницу между максимальной и крейсерской скоростью летательных аппаратов. Если с первой все ясно, то определение второй вызывает массу вопросов. Крейсерская скорость — та, что выгодна для судна в полёте при минимальном расходе топлива.
В среднем она составляет около 60–80% от максимальной. Говоря другими словами, в авиации – это скорость горизонтального полёта, при которой самолет совершает рейсы по маршрутам. При взлете разгон меньше, взлетая, аппарат подходит к необходимому для него максимуму. На предельной либо максимальной скорости самолет летит крайне редко.
Как происходит взлет
Разгон самолёта при взлете зависит и от других его характеристик. На работу летательного аппарата влияет наличие:
Завершением взлета считается момент, когда воздушное судно выходит на высоту перехода. Этот момент означает переход от полета по реальной высоте относительно уровня ВПП или уровня моря к полету по условной высоте (эшелону).
В экстренных случаях пилот способен взлетать, увеличивая подъемную силу искусственно. Манёвр сам по себе крайне опасный и чреват потерей управления, поэтому он применяется только в неординарных ситуациях, когда другого выхода просто нет.
Что касается посадки, то она происходит аналогично. Торможение происходит за счет закрылков, из-за чего воздушное судно начинает двигаться медленнее, но с увеличенной подъемной силой и постепенно садится на землю.
Длина разбега при взлете – от 100 метров. Минимальной протяженностью взлетно-посадочной полосы считается 300 метров. Если сделать ее меньше, то велика вероятность аварии. Поэтому в целях безопасности линию разгона делают больше, чем необходимо. В крупных аэропортах она еще длиннее и может достигать нескольких километров.
Какую скорость развивает самолет при взлете? Как правило, от 200 до 800 км/час. Точнее вычислить невозможно, так как показатели меняются ежесекундно, отклоняясь от заданных параметров. Конкретный ответ возможен с учетом модели летательного аппарата, погодных условий в момент начала полёта и некоторых других факторов, описанных выше.
Как взлетает и летает самолет
Многие люди испытывают сильный дискомфорт и настоящий страх перед воздушными путешествиями. Для того чтобы справиться со своими чувствами, рекомендуется узнать все детали перелета. Необходимо изучить не только нюансы, связанные с самим путешествием, но и базовые принципы авиации. Устранение пробелов в знаниях позволяет перебороть свою неуверенность и победить чувство страха. Многие психологи рекомендуют людям, страдающим от аэрофобии узнать о том, как именно воздушные лайнеры поднимаются в небо. В нашей статье мы предлагаем рассмотреть вопрос, при какой скорости взлетает самолет и что заставляет его удерживаться в небе.
При движении воздушного судна вырабатывается разница давлений на нижнюю и верхнюю стороны крыла, благодаря чему получается подъемная сила, удерживающая воздушное судно в воздухе
Благодаря чему лайнер поднимается в небо
Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо тщательно изучить конструкцию воздушного транспорта. Начать изучение этого вопроса следует с рассмотрения крыльев лайнера. Верхняя часть крыла воздушного транспорта имеет выпуклую форму, а нижняя часть поверхности представляет собой гладкий лист специального железа. Во время набора высоты изменяется сила давления воздуха на эту часть воздушного судна. В нижней части крыла скорость воздушного потока значительно ниже, чем в верхней части, что приводит к изменению силы давления на само крыло. В авиации используется термин «подъемная сила крыла», который обозначает соотношения между давлением на верхнюю и нижнюю часть крыла.
После того как самолет достигнет определенной скорости, разница давления выталкивает судно в небесную высь.
Принцип аэродинамики был открыт в начале девятнадцатого века ученым по имени Николай Жуковский. Спустя всего десять лет были проведены первые испытания воздушных полетов. Для того чтобы поднять в воздух многотонный лайнер, необходимо тщательно продумать его конструкцию. Компании, которые занимаются строительством самолетов, составляют точные расчеты, проектируя форму и площадь крыла. На основе этого параметра рассчитывается скорость, которую должен набрать лайнер для того, чтобы подняться в небо. Большинство из современных пассажирских самолетов летают на скорости около двухсот километров час.
Многим людям тяжело поверить, что лайнер, который весит несколько тонн, может не только с легкостью подняться в воздух, но и осуществить перелет на несколько тысяч километров. Передвижение в воздухе зависит от многих факторов, которые оказывают воздействие на конфигурацию полета. Здесь нужно учитывать как особенности конструкции, так и важные динамические свойства.
Первым этапом полета является запуск двигателя воздушного судна. В небольших транспортных самолетах устанавливаются поршневые двигатели, которые заставляют вращаться специальные винты. Вращение этих винтов позволяет создать воздушную тягу, необходимую для подъема в небесную высь. Пассажирские авиалайнеры используют реактивные двигатели. Работа подобных двигателей сопровождается мощным выбросом воздуха, что способствует передвижению воздушного судна. Дальнейший полет осуществляется благодаря особой конструкции крыльев, которую мы описывали выше.
Для того чтобы оторваться от земли, лайнеру необходимо набрать определенную скорость. Именно поэтому в каждом аэропорте обустраиваются длинные взлетные полосы, предназначенные для «разбега» воздушного судна. После того как лайнер достигнет нужной скорости, движущийся навстречу воздух создаст определенное давление на крылья, что заставит самолет подняться в воздух.
Высокое давление воздуха снизу толкает крыло вверх, при этом низкое давление сверху затягивает крыло на себя
Понятие идеальной высоты
Особого внимания заслуживает вопрос о том, на какой высоте летает самолет. Этот параметр зависит от особенностей воздушного судна. Небольшим пассажирским самолетам предоставляется воздушный коридор на высоте от пяти до двенадцати километров над земной поверхностью. Большинство коммерческих рейсов летает на высоте более девяти километров, а частные воздушные рейсы поднимают на эшелон не более восьми тысяч метров.
Оптимальная высота для перемещения воздушного корабля рассчитывается на основе десятка различных параметров. Достижение «идеальной» отметки позволяет снизить силу сопротивления воздуха в несколько раз. Важно отметить, что на этой высоте достаточно воздуха для того, чтобы двигатели работали в штатном режиме. Минусовая температура за бортом позволяет запустить естественный процесс охлаждения транспорта, что препятствует возгоранию топливной смеси. Подъем на более высокую точку может стать тем, что разрежение воздуха будет противодействовать подъемной силе, и лайнер начнет «проваливаться». Помимо этого, необходимо отметить, что достижение оптимальной точки высоты позволяет значительно экономить топливо. Лайнер, летящий в десяти километрах над землей, тратит на восемьдесят процентов меньше топлива в сравнении с самолетом, летящим на высоте в один километр.
Как происходит взлет
Рассматривая вопрос о том, как летает самолет, необходимо уделить отдельное внимание процессу взлета. Верхняя и нижняя часть крыла самолета отличаются по своей форме. Во время движения появляется разница в силе давления, которое оказывается на разные части воздушного судна. Высокое давление в нижней части крыльев как бы подталкивает самолет вверх. Низкая сила давления на верхнюю часть крыла приводит к тому, что воздух затягивает лайнер и поднимает его в небо. Данный эффект получил название «подъемная сила». Для того чтобы он сработал, самолет должен набрать определенную скорость. Эта скорость должна превышать предельное значение, установленное для взлетного режима.
Во время рассматриваемого процесса пилот постепенно увеличивает угол наклона транспорта при помощи штурвала. После того как носовая часть воздушного судна приподнимается вверх, воздушный поток затягивает лайнер в воздух. На этом этапе пилот убирает шасси. Постепенная уборка механизации позволяет снизить подъемную силу крыла. После того как транспорт поднимется на определенный эшелон, командир экипажа постепенно снижает давление и мощность работы двигателя.
Взлет пассажирского лайнера всегда осуществляется под определенным уровнем наклона. Данный факт имеет одно логическое объяснение. Руль высоты, является подвижной частью конструкции, что используется для управления отклонения судна по «тангажу». Этот элемент конструкции используется для того, чтобы регулировать темп потери или набора высоты. Для того чтобы получить возможность управлять этим показателем, пилоту нужно изменить силу подъема и угол «атаки».
Увеличение скорости вращения поршней приводит к тому, что пропеллер, установленный на крыле, начинает вращаться в ускоренном темпе. Этот процесс способствует подъему судна в небесную высь. Во время снижения пилот направляет руль высоты вниз, что приводит к изменению угла носовой части корабля. Во время этого процесса необходимо постепенно снижать скорость оборотов двигателя. Руль направления, как и тормозная система, установлен в хвостовой части лайнера.
Для взлета авиалайнера, ему необходим достаточный разбег
Скорость полета
Рассматривая вопрос о том, почему летает самолет, необходимо затронуть тему, посвященную скорости полета. После того как лайнер достигнет определенной скоростной отметки, осуществляется отрыв от земли. По словам специалистов, в этот момент управлять воздушным судном практически невозможно. В каждом аэропорте устанавливаются длинные взлетные полосы для того, чтобы лайнер мог набрать определенную скорость. Скорость, необходимая для взлета, зависит от особенности конструкции воздушного транспорта, массы и конфигурации крыльев. Ниже мы предлагаем рассмотреть список лайнеров, которые используют крупные авиаперевозчики и скорость, что нужно развить конкретному самолету для того, чтобы оторваться от земли:
Ответить на вопрос какая скорость при взлете самолета однозначно, довольно сложно. Следует понимать, что данный показатель не имеет фиксированного значения. Для того чтобы подняться в небо, пассажирскому лайнеру необходимо набрать скорость более двухсот километров в час. Важно отметить, что выбор скорости основывается на множестве различных факторов. Необходимо учитывать длину взлетной полосы, метеорологические условия, массу лайнера и скорость ветра. Помимо всего вышеперечисленного, необходимо учитывать массу и длину крыльев, от которых зависит подъемная сила.
Для того чтобы лайнер поднялся в небо, скорость встречного воздушного потока должна превышать массу самого воздушного лайнера. При соблюдении этого принципа создастся необходимый уровень давления на крылья, который позволит самолету подняться в воздух. При этом нужно учитывать направление ветра, уровень давления в атмосфере, наличие осадков и даже уровень влажности воздуха. На основе этих показателей выбирается длина разбега и максимальная взлетная скорость.
Большинству крупных пассажирских лайнеров требуется длинная взлетная полоса. Длина дистанции, необходимой для взлета, рассчитывается на основе массы воздушного судна. Для каждого из самолетов установлены индивидуальные скоростные рамки. Это означает, что грузовым суднам может потребоваться более длинная полоса, чем пассажирскому лайнеру. Небольшим спортивным самолетам не нужна высокая скорость для того, чтобы подняться в небо.
Подъемная сила крыльев увеличивается в процессе набора скорости
Процесс посадки
Для того чтобы приземлить воздушный транспорт, пилоту также необходимо набрать определенную скорость. Величина этого показателя зависит от следующих факторов:
Помимо этого, нужно учитывать иные показатели, о которых знают только опытные пилоты. Средняя скорость посадки варьируется от двухсот двадцати до двухсот пятидесяти километров в час. Следует обратить внимание на тот факт, что при перемещении в воздухе учитывается скорость не относительно земной поверхности, а относительно самого воздуха. Именно поэтому системы «ГЛОНАСС» и «GPS» часто показывают неправильное значение. Вышеуказанные приборы могут показать скорость в районе ста восьмидесяти километров в час, однако реальная скорость составит более двухсот километров.
Заключение
В данной статье мы рассмотрели вопрос о том, как взлетает самолет. На сегодняшний день воздушные лайнеры считаются одним из самых безопасных видов пассажирского транспорта. Изучение рассматриваемого вопроса позволяет понять базовые принципы авиации и устранить чувство страха перед воздушными путешествиями.