Alcuni lo fanno (o lo hanno fatto in passato), ma le altitudini molto elevate presentano i loro problemi. Storicamente il Concorde navigava ovunque da FL550 a FL600 e in realtà era autorizzato a salire e scendere a sua discrezione lassù poiché erano ben lontani dal traffico. Tuttavia, l'aumento del differenziale di pressione sulla cellula e il volo supersonico hanno significato che la cellula ha visto un'usura molto maggiore per ciclo rispetto ai suoi amici a quote inferiori.

Ad un certo punto ti avvicini all ' angolo della bara, un punto in cui, anche se hai abbastanza spinta la tua velocità di stallo supera il tuo numero di macchina critico (effettivamente la tua ala non può funzionare giusto). L ' aereo spia degli U2 è in grado di volare proprio su questo bordo.

Uno dei grandi fattori pratici limitanti è anche il requisito di discesa rapida per la certificazione della cellula. La FAA richiede che in caso di depressurizzazione l'aereo possa scendere a 10.000 piedi (altitudine senza ossigeno) in 10 minuti, come discusso qui. Più in alto vai più veloce deve essere la discesa di emergenza, alla fine questo diventa un problema di ingegneria e la cellula diventa il fattore limitante poiché non vuoi superare Vne in immersione.

Rispetta l ' altitudine massima.

Al di sopra di questa altitudine il velivolo non può volare abbastanza velocemente da generare una portanza sufficiente per rimanere in volo.

Ciò è influenzato per:

• peso (più peso richiede più sollevamento)
• potenza del motore (più sollevamento significa più resistenza, che viene superato dalla potenza del motore)
• Rapporto L / D (se puoi avere meno resistenza a parità di portanza, puoi volare un po 'più in alto, a parità di tutto il resto)

Quindi, nel complesso, i motori stanno migliorando, ma guadagni di più volando un po 'più in basso, alla tua velocità di crociera ideale, e quindi consumando meno.

Vorrei solo saltare con una risposta (piuttosto che un commento) poiché sembra che più di una risposta potrebbe suggerire che il tetto massimo sugli aerei attuali è dettato dalla potenza del motore (disponibile).

Volare ad altitudini più elevate: sì, perdi densità, sì, perdi un po 'di portanza, per questo motivo, e sì, dovrai volare più velocemente per generare quella portanza. All'aereo non potrebbe importare di meno però: quella maggiore velocità è combinata con una diminuzione della densità. Il che significa che l'ala subirà la stessa pressione dinamica e subirà le stesse forze aerodinamiche che a terra . Ecco perché c'è una differenza tra IAS e TAS in primo luogo. Lo stesso rapporto L / D significa che si genera la stessa portanza e la stessa resistenza (ok, quasi) del livello del mare.

E mentre potrebbe fare la differenza per un motore a pistone / elica, un jet il motore non eroga una potenza costante, ma una spinta costante. Ciò significa che i motori impartiscono la stessa Forza sull'aereo, indipendentemente dalla velocità con cui ci stiamo muovendo .

Allora, dov'è il problema per il soffitto dell'aereo? Comprimibilità . Una volta che si inizia a contare la compressibilità (che ad alta quota diventa importante), la IAS diventa EAS, e l'ala potrebbe iniziare a stallo anche a 300 nodi di velocità indicata. Salite abbastanza in alto e molto presto la vostra vela si fermerà anche a velocità supersoniche. Velocità massima e velocità minima si incontreranno e ti troverai nel temuto angolo della bara.

Nota che il problema è quasi interamente aerodinamico e può essere risolto con ali migliori, niente ha a che fare con i motori o la potenza.

(.. allora ovviamente, a un certo punto i tuoi motori punteranno all'ossigeno, rendendo superfluo il mio punto, ma non è questo il motivo per cui gli aerei della generazione momento)

Hai ragione nel capire che le compagnie aeree volano principalmente più in alto per avere un volo più efficiente, poiché la resistenza aerodinamica è notevolmente inferiore a causa dell'assottigliamento dell'atmosfera.

Tuttavia, ci sono un paio di problemi che crescono man mano che aumenti l'altitudine. Le ali e i motori sono più efficienti nel fornire rispettivamente portanza e spinta ad altitudini inferiori. Le ali creano portanza tramite la differenza di pressione dell'aria che passa sopra e sotto le ali. Quando aumenti la tua altitudine, le tue ali diventano meno efficienti perché mentre c'è meno resistenza, ora devi aumentare la velocità dell'aria che passa le tue ali per mantenere le stesse pressioni, che quindi producono la stessa portanza.

Il volo supersonico (volo su Mach 1) è significativamente diverso dal volo subsonico. L'aria si separerà dall'ala quando romperà la barriera del suono e ti farà perdere portanza. Come affermato nel paragrafo precedente, man mano che aumenti la tua altitudine devi aumentare la tua velocità. Quindi, avvicinandosi a Mach 1, la resistenza aumenta in modo esponenziale. L'aereo di linea medio naviga a 0,75 mach, quindi puoi vedere che siamo già abbastanza vicini per il comfort a questa barriera.

Anche i motori stessi dipendono dall'aria che li attraversa per fornire spinta e diventeranno meno efficiente ad altitudini più elevate.

In breve:

In breve, diventa davvero un atto di bilanciamento, in cui devi determinare se l'altitudine extra e velocità, vale il drastico aumento del carburante necessario per alimentare i motori per portarti a una velocità adeguata alla tua altitudine. Con la tecnologia odierna, non è considerato conveniente.

Per fare un confronto, il jet supersonico "Concorde" ha raggiunto circa 60.000 piedi, mentre il jet subsonico "747" ha raggiunto circa 45.000 piedi.

Se gli aeroplani volassero molto più in alto di quanto fanno oggi, volerebbero nella stratosfera. L'inquinamento nella stratosfera ha un impatto globale molto più grande che nella troposfera, poiché gli inquinanti rimangono lì molto più a lungo (tempo di permanenza più lungo). Se gli aeroplani non avessero altri motivi per evitare la stratosfera, l'impatto ambientale sarebbe un'ottima ragione per tenerli lontani da lì.

Sebbene ci sia qualche scambio d'aria tra la troposfera e la stratosfera, questo è molto inferiore allo scambio d'aria all'interno della troposfera, che avviene continuamente a causa del tempo. L ' Agenzia europea dell'ambiente spiega come quando gli inquinanti entrano nella stratosfera, possono rimanere lì per anni o addirittura decenni. Gli inquinanti nella bassa troposfera possono rimanere solo per giorni o settimane.

Alcuni decenni fa, si temeva che i voli stratosferici diffusi avrebbero causato un inquinamento stratosferico significativo, inclusa la riduzione dell'ozono. Dal momento che l'aviazione diffusa nella stratosfera non si è mai materializzata, non ci sono molte fonti più recenti sull'argomento:

• I piani supersonici minacciano lo strato di ozono , giugno 1990
• I voli nella stratosfera dovrebbero essere vietati? , New Scientist, aprile 1994
• Ambiente impatto del volo stratosferico , Consiglio Nazionale delle Ricerche. 1975

Tuttavia, un tipo di volo passa sempre attraverso la stratosfera: i lanci spaziali. Nell'industria del volo spaziale, l'inquinamento stratosferico è stato affrontato in modo più specifico. Ad esempio:

• È ora di ripulire l'aria dall'inquinamento del lancio , Space News, luglio 2018:

La maggior parte dell'inquinamento generato dall'uomo si concentra sulla o vicino alla superficie della Terra, sia sulla terraferma, sul mare o nella troposfera, lo strato più basso dell'atmosfera. Tuttavia, i razzi emettono una varietà di gas e particelle direttamente in tutti i livelli della stratosfera, l'unica attività industriale a farlo. La stratosfera si estende all'incirca da 10 a 50 chilometri sopra la superficie terrestre e contiene lo strato di ozono terrestre. La flotta dell'aviazione civile globale generalmente naviga nella troposfera, solo occasionalmente inquinando direttamente la stratosfera.

Per i dettagli su questi processi potresti chiedere a Earth Science Stack Exchange.

l'altitudine massima per una crociera economica è stabilita dalla tecnologia del motore. tutti i motori a respirazione d'aria perdono potenza all'aumentare dell'altitudine, il che limita la capacità dei motori di mantenere il volo. per ogni data classe di motore (pistone, pistone turbocompresso, turbogetto, turboventola, turboelica, ecc.) esiste quindi una corrispondente quota massima di crociera.