КАК ВЪЗДЕЙСТВАТ ТЕМПЕРАТУРАТА И ИЗДИГАНЕТО НА ВЪЗДУХОПЛАВАТЕЛНИТЕ СРЕДСТВА; ГОРЕЩО; ВИСОКО
Наскоро, в един от моите туитове, споменах темата за "горещите и високи" летища и някои любопитни хора, с добра преценка, ми зададоха няколко въпроса, на които ще се опитам да отговоря едновременно с тази статия. Терминът е непознат за много хора, които редовно пътуват със самолет, и дори за много спортни или свръхлеки пилоти, които не са наясно с ограниченията, породени от високите летни температури в северното полукълбо или южното в южното полукълбо.
Надморска височина на плътността (DA).
Нека запазим поръчка. За да разберем добре „Hot & High“, трябва добре да обясним каква е височината на плътността като основен елемент на статията. Трябва да вземем предвид този фактор, който невидимо и с голямо въздействие оказва влияние върху характеристиките на самолета. Може би най-важният фактор от всички онези, които влияят, когато пристигнат високи температури.
Самолетът използва аеродинамични средства за генериране на повдигане като крило или неговите стабилизатори, както вертикални, така и хоризонтални, а средата, в която се извършва, е въздухът. Освен това двигателите използват въздух за извършване на горене или сцепление, ако говорим за витла.
Въздухът се счита за течност, която при повишаване на температурата молекулите, които го съставят, се разпръскват (плътността на въздуха намалява). Ако, от друга страна, температурата му намалее, молекулите ще заемат по-малко пространство една от друга, намалявайки обема, който заемат (плътността на въздуха се увеличава). Това е известно като плътност на въздуха.
Според Международната стандартна атмосфера (ISA) температурата на морското равнище е установена на 15 ° C и тъй като се изкачваме на 300 метра в атмосферата, тя трябва да спадне с 2 ° C. Следователно, с предишните разсъждения, бихме могли да кажем, че при изкачете се на 300 m. от морското равнище, ако температурата е 20º C, ще открием, че плътността на въздуха е по-малка от тази, която трябва да имаме. Тоест температурата е със 7º C по-висока от ISA (ISA + 7).
Ако вземем в атмосферата двата параметъра на температурата и плътността на въздуха едновременно, плътността на въздуха намалява въпреки намаляването на температурата, когато се покачваме. Това е така, защото налягането на въздуха намалява в по-голяма пропорция, отколкото температурата.
Като се има предвид това, какво е надморска височина? Е, това е надморската височина, чиято плътност на въздуха би съответствала на плътността, установена в атмосферата на ISA. Тоест, ако сме в Мадрид, чиято височина е 2000 фута. (600 м.), Ако температурата му е 11º C, бихме казали, че височината на плътността му, отсега нататък, е 2000 фута. Ако, напротив, температурата беше 17 ° C, когато сме на ISA + 6, плътността на въздуха щеше да съответства, както ако бяхме, не на 2000 фута, а на 3000 фута. Това означава, че на височина 2000 фута DA ще бъде 3000 фута. Какви ефекти има това върху нашия самолет?
Ефекти от височината на плътността.
Както видяхме, плътността на въздуха намалява, когато се издигаме през атмосферата. Ниската плътност на въздуха има пряко въздействие върху асансьора. Ако крилото има определена повърхност за генериране на повдигане, увеличаването на височината на неговата плътност (DA) би означавало, че генерираният лифт би бил еквивалентен на крило с по-малка повърхност. Тоест би струвало много повече на самолета да генерира лифт.
Последното има много важен ефект. Когато увеличава лифта, пилотът трябва да повдигне носа на самолета, това е ъгълът на атака. Когато се повдигне, ъгълът на атака ще се приближи дори до максималната скорост на спиране. Освен това, тъй като плътността на въздуха намалява с намаляването на плътността на въздуха, ъгълът на атака, от който тя ще спре, ще бъде намален, така че маржът над нея е значително засегнат.
Ефективността на полетното управление е засегната. Откликът на самолета е по-нисък и изисква пилотът повече отклонение на органите за управление, за да постигне желания ефект. В допълнение, това изисква по-голямо очакване поради късната реакция на контролите, особено по време на кацане, което в някои случаи води до ненужно „прекомерно управление“. Въпреки че този ефект не е значителен при малките самолети, той е значителен при големите самолети.
При друг ред на нещата, ако сме в равнина на витлото, това би генерирало по-малко сцепление, тъй като въздухът има по-ниска плътност. Ако двигателят не компенсира загубата на плътност на въздуха, мощността, която ще дава, ще бъде по-малка, отколкото при по-плътна въздушна атмосфера. Освен това при високи температури на околната среда, за да може двигателят да развие необходимата мощност, те работят при температури, близки до максималните, така че тяхното разграждане се увеличава.
В резултат на това увеличаване на височината на плътността, бихме открили, че нашият самолет ще се нуждае от по-голяма дължина на пистата за излитане и изкачване с по-малък наклон, с последствията, които това има, когато става въпрос за преодоляване на препятствията по пътя на излитане. Бихме могли да направим равностойността, че за дадена писта, при увеличаване на височината на плътността, все едно сме съкратили пистата си или хипотетично се приближили до препятствието, за да се изчисти след излитане.
Докато пътуват, търговските самолети се експлоатират на високи нива, над 35 000 фута надморска височина. Тези нива са оптималните като гаранция, че можете да намалите разхода на гориво, за да увеличите обхвата си, да предложите по-високи скорости и по-голям комфорт за пътниците. Въпреки това, летенето на тези нива предполага, че както видяхме преди, самолетите летят с малки полета на сергия. Повишаването на температурата над ISA може да намали този марж, така че изисква пилотът да обърне внимание на неговото развитие по време на полета, особено при преминаване над екваториалната зона, където температурите обикновено са с 10 ° C по-високи от ISA, понякога принуждавайки да слезе до поддържа нивото на сигурност с адекватните му маржове.