Domanda:
Fino a che punto possono planare gli aeroplani?
Zavior
2014-04-03 00:54:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Su un'altra domanda, una risposta diceva:

Non hai bisogno di un motore per volare poiché gli aeroplani sono progettati per planare senza di esso.

Sospetto che questo dipenda in gran parte dal tipo di aereo, quindi supponiamo di prendere in considerazione un piccolo aeroplano.

  • Quanto lontano può planare un aereo?
  • Cosa governa la planabilità di un aeroplano?
  • È possibile, per un aereo con uno o più motori, sfruttare questa possibilità per risparmiare carburante durante il volo, oppure sono troppo pesanti / altrimenti incapaci di farlo?
Glideslope e quota iniziale saranno le parole chiave
Poiché un aliante è anche un aeroplano, se il tempo è giusto, il limite superiore è limitato solo dalla resistenza del pilota.
Un pilota di Boeing 767 è stato in grado di far planare il suo aereo in sicurezza dopo la totale perdita di potenza, quindi anche gli aerei di grandi dimensioni possono planare con una velocità iniziale sufficiente: http://en.wikipedia.org/wiki/Gimli_Glider
@HorusKol tutti gli aerei possono planare a una certa distanza. Qual è la distanza dipende dall'aerodinamica, dalle condizioni atmosferiche, dalla velocità iniziale e dal peso. E ovviamente abilità di pilota.
Un altro esempio di volo a vela di un aereo di linea è [Air Transat 236] (https://en.wikipedia.org/wiki/Air_Transat_Flight_236) - circa 120 km su un Airbus A330 nel 2001.
@jwenting - Stavo solo facendo notare che non c'era bisogno di limitare la domanda ai piccoli aeroplani
[Gli alianti a motore] (https://en.wikipedia.org/wiki/Motor_glider) possono fare proprio questo, a seconda del tipo e delle preferenze del pilota: spegnere il motore e utilizzare ad es. termiche o altre correnti ascensionali. Per gli alianti con elica retrattile, questo è il modo standard di volare per> 98% del tempo.
Per gli alianti, [questo sito] (https://en.wikipedia.org/wiki/Flight_endurance_record#Glider) rivendica un record di resistenza di poco più di [56 ore] (http://soaringweb.org/Soaring_Index/1955/PDF /1955_May-Jun_24.html). La disciplina è stata cancellata in seguito a causa di pericoli intrinseci e regolamenti più severi (e giustamente anche). Al giorno d'oggi è consentito pilotare un aliante dall'alba al tramonto (almeno in Europa occidentale).
Molto dipendente dall'aereo. Dal [manuale di volo dell'F-111] (https://books.google.com/books?id=of0lJiN3XiEC&pg=SA2-PA18&lpg=SA2-PA18&dq=f111+engine+out+procedure&source=bl&ots=E5r2ImAG_H&sig=2Nt7VJPJ4H&S X & ei = rIn4VKMQiaU2i7SAmAM & ved = 0CDgQ6AEwBQ # v = onepage & q = engine% 20out% 20procedure & f = false): ** Double engine out **: passaggio 1) Espelli. (Per essere onesti, è solo dopo un tentativo fallito di riavviare un motore.)
@FreeMan, Posso solo presumere che il motivo per cui espelli sia perché non puoi bloccare l'F-111. Non ho letto il T.O. ma, ancora una volta, presumo che planerà ancora bene con l'idraulica del mulino a vento. Immagino che i problemi sorgano quando la velocità dell'aria inizia a diminuire e la pressione idraulica diminuisce rendendo inutilizzabili i controlli di volo.
@TUMBLEWEED, potresti avere ragione, ma è un'ottima battuta finale!
Sette risposte:
#1
+41
TypeIA
2014-04-03 01:05:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sospetto che questo pesante dipenda dal tipo di aereo, quindi supponiamo di prendere in considerazione un piccolo aeroplano.

Assolutamente giusto, varia ampiamente. Il parametro che stai chiedendo si chiama rapporto di planata ed è direttamente correlato a un altro parametro chiamato rapporto portanza / resistenza o rapporto L / D . Questa è una caratteristica fondamentale dell'aerodinamica di un particolare velivolo. Il rapporto L / D varia con la velocità relativa; per determinare le migliori prestazioni di planata fuori dal motore, viene utilizzato il rapporto L / D alla "migliore velocità di planata". "La migliore velocità di planata" è la velocità che massimizza il rapporto L / D, e questo valore massimo è noto come L/Dmax”.

Il il rapporto L / D massimo (L / D max ) di un Cessna 172 è di circa 9, quindi il suo rapporto di planata è di circa 9: 1 - per ogni 9 unità percorse in avanti perderà 1 unità di altitudine. Quindi, scivolerà di circa 9.000 piedi per ogni 1.000 piedi di altitudine disponibile. Questo è un valore abbastanza tipico per i piccoli aerei.

Per mostrarti quanto questo sia ampiamente variabile, un aliante moderno può raggiungere rapporti superiori a 60: 1, mentre lo Space Shuttle variava da circa 1: 1 ad alta velocità , all'inizio del rientro, a 4,5: 1 all'avvicinamento finale.

In particolare, i grandi velivoli da trasporto tendono ad avere rapporti L / D significativamente più alti rispetto ai piccoli aerei: un 747 può raggiungere un L / D max di circa 17: 1. Con un'altitudine di 33.000 piedi (~ 10.000 metri), ciò significherebbe una distanza di planata di 100 miglia (~ 170 Km).

Cosa governa la "scorrevolezza" dell'aereo?

Come sopra, il suo rapporto portanza / resistenza. Parlando molto casualmente, questa è solo una misura di quanto sia "aerodinamico" l'aereo, confrontando la sua capacità di generare portanza con la resistenza che crea nel processo. Migliore è la sua capacità di sollevamento, o minore è la resistenza che genera, maggiore è il rapporto.

Per ulteriori informazioni, consiglio vivamente un libro online gratuito sull'aerodinamica chiamato See How It Flies di John Denker. È scritto per i piloti, non per i matematici o i fisici, quindi spiega i concetti in modo molto intuitivo senza molte equazioni. Parla del rapporto L / D e spiega alcuni dei fattori che lo influenzano. (Consiglierei comunque questo libro a qualsiasi pilota.)

È possibile, per un aereo con uno o più motori, sfruttare questo per risparmiare carburante durante il volo, o sono troppo pesanti / altrimenti non sei in grado di farlo?

Dato che il rapporto di planata è direttamente correlato (in effetti è la stessa cosa del) rapporto L / D, potresti dire che gli aeroplani già ne approfittano. Più alto è il loro L / D alla velocità di crociera, più efficiente sarà il consumo di carburante (perché sarà necessaria una minore spinta per contrastare la resistenza in volo stazionario).

Se stai chiedendo di chiudere il motori spenti durante l'avvicinamento / atterraggio per risparmiare carburante, c'è un'altra domanda qui su ASE che affronta specificamente questo problema. (La risposta, in breve, è no, non è pratica.)

Vale la pena menzionare: come dice dvnrrs, la velocità L / Dmax è la "migliore velocità di planata". I piloti memorizzano la migliore velocità di planata per il loro aereo, e se il motore si spegne, siamo addestrati ad andare immediatamente a quella velocità alzando o abbassando il muso (di solito alzando) per massimizzare la nostra planata. Si scopre anche che se vuoi massimizzare l'autonomia puoi volare con il carburante che hai, volerai anche a quella velocità. Sul mio aereo, puoi ridurre il consumo di carburante da 9,5 gph a 5,5 gph volando alla massima velocità di planata, ma è un orso mantenere quella velocità, quindi non lo fai molto spesso.
2dvnrrs, la cifra che pubblichi per il 747 è probabile con i motori al minimo? Con quattro motori spenti sarei davvero sorpreso se potesse raggiungere un tale rapporto di planata.
@MartinArgerami Potresti avere ragione; la mia fonte era l'articolo di Wikipedia collegato. Se qualcuno ha più cifre ufficiali per un tipico trasporto di grandi dimensioni, aggiornerò di conseguenza ...
Ho controllato ancora un po 'e sembra che tu abbia ragione; è il rapporto di planata a motore spento.
Al momento il limite superiore per la vela L / D è tra 65 e 68, vedi ad es. il [EB 28] (https://en.wikipedia.org/wiki/Binder_EB28) e [EB29] (http://www.binder-flugmotorenbau.de/eb29.html). Gli anni '60 non sono troppo rari per gli alianti di classe aperta.
btw, se fosse una situazione di motore fuori piuttosto che una situazione di esaurimento del carburante, inizieresti a far cadere il carburante immediatamente per ridurre il peso, quindi la forza gravitazionale?
@yo' forse. Questo probabilmente farebbe di per sé una buona domanda in piena regola. I fattori includono (a) tempo disponibile (tutti i motori sono spenti?); (b) capacità di scarico - solo alcuni tipi di aeromobili hanno questa capacità; (c) ubicazione vicino a un'area di discarica adeguata come un oceano; e (d) necessità: l'aeromobile è al di sopra del suo peso massimo di atterraggio e / o ci sono altri problemi come problemi al carrello di atterraggio che renderebbero desiderabile sacrificare il tempo per ridurre il peso di atterraggio. Generalmente in uno scenario di motore spento vorresti tornare sul campo il prima possibile a meno che non ci sia una buona ragione per non farlo.
Questo è fuorviante: * lo Space Shuttle variava da circa 1: 1 ad alta velocità, all'inizio del rientro, a 4,5: 1 all'avvicinamento finale *. Le navette, come tutti gli altri aerei, hanno * uno * L / Dmax, ma puoi sicuramente volare al di sotto di questo.
la velocità di planata dipende anche da ciò che si vuole fare: o planare per la distanza più lunga o rimanere in volo il più a lungo secondo: http://www.5c1.net/Glider%20Performance%20Airspeeds.htm. e se vuoi planare per la distanza più lunga, [gli aeroplani più pesanti * di peso * scivolano più a lungo] (http://aviation.stackexchange.com/questions/606/why-would-a-glider-have-water-ballast-if- sta-cercando-di-stare-in-alto-senza-un).
@dvnrrs Perché hai bisogno di una "zona di discarica appropriata" per scaricare il carburante, sicuramente vaporizzerà invece di cadere a terra come pioggia?
@Calchas: Si potrebbe scrivere un bel po 'sullo scarico di carburante. Varrebbe la pena postare come domanda.
#2
+11
Fab
2014-04-04 17:59:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Per fornire alcuni esempi concreti:

Un Cessna 172 potrebbe volare a 2000 piedi per un breve salto, oa 12500 piedi per un volo più lungo. La mia regola pratica è di circa 1,5 miglia nautiche di planata per 1000 piedi di altitudine sopra il livello del suolo, quindi:

  • Da 2000 piedi, un Cessna sarebbe in grado di planare per circa 3 miglia nautiche (3,5 miglia nautiche, 5,5 km) e ci vorrebbero circa 3 minuti.
  • Da 12500 piedi, appena in proporzione, sarebbero circa 18 miglia nautiche (21 miglia statutarie, 33 km), dando al pilota 18 minuti ampi per risolvere i problemi, trovare un punto di atterraggio adatto e comunicare il difficile.

Un grande jet vola più in alto durante la crociera, diciamo a 38000 piedi, e ha un migliore rapporto di planata.

  • Da 38000 piedi, un jet potrebbe planare da 75 a 100 miglia nautiche (da 140 a 180 km) e impiegare circa 20 minuti per farlo.
#3
+7
Jungroth
2014-04-03 01:05:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La planata viene misurata in quello che viene chiamato "rapporto di planata". Per ogni piede di altitudine che l'aereo perde, quanto può andare avanti? Gli alianti (alianti) hanno un rapporto di planata intorno a 40 a 1. Può essere molto più o meno, a seconda del modello. Il rapporto di planata del Cessna 172, l'aereo monomotore più popolare, è di circa 10 a 1. Il Boeing 767 che ha perso tutta la potenza ha raggiunto un rapporto di planata di circa 12 a 1 in pratica.

Gli aeroplani generalmente lo fanno non usarlo per risparmiare carburante. È molto più efficiente solo per pilotare l'aereo normalmente oa bassa potenza se si sta cercando di risparmiare carburante. Per planare sarebbe necessario accendere e spegnere il motore. Ciò non è efficiente in jet, turboelica o motori a pistoni. Tuttavia, credo che alcuni velivoli senza pilota ad alta quota possano spegnere i motori.

Per quello che vale - il particolare incidente 767 a cui si fa riferimento in questa risposta è stato il [Gimli Glider] (http://en.wikipedia.org/wiki/Gimli_Glider).
@dvnrrs Tuttavia, l'eroe Gimli ha avuto un altro problema alla fine: aveva bisogno di rallentare il suo enorme aereo in modo che non si spezzasse all'atterraggio. È riuscito in un modo invisibile :-)
#4
+6
Dan Wiebe
2014-04-04 16:20:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La distanza di planata in effetti dipende fortemente dal rapporto di planata caratteristico dell'aereo, che dipende dalla velocità relativa, come descrivono le risposte sopra. Tuttavia, le risposte precedenti presumono che l'aria sia calma, e l'aria reale non è mai ferma.

Se planate con un vento in coda costante, planerete più lontano di quanto farete con aria ferma; un vento contrario costante taglierà la tua planata. (Otterrai lo stesso tasso di caduta e quindi lo stesso tempo in alto, ma percorrerai una distanza diversa dal suolo.) Se sei in altitudine, può essere difficile dire da che parte soffia il vento a meno che tu non lo sappia già oa meno che tu non abbia un GPS in modo che tu (o lui, automaticamente) possa confrontare la tua velocità sul terreno con la tua velocità nell'aria.

Inoltre, i downdraft taglieranno la tua altitudine e quindi la tua distanza di planata; ma le correnti ascensionali faranno il contrario. È un dato di fatto, nel giusto tipo di tempo i piloti che sono addestrati a trovare correnti ascensionali - i piloti di alianti, per esempio - possono rimanere in volo senza alimentazione per tutto il tempo che vogliono. Gli aggiornamenti sono generalmente alimentati dal sole, quindi dopo il tramonto diventa difficile trovare "il giusto tipo di tempo". Inoltre, le correnti ascensionali tendono ad essere localizzate e abbastanza stazionarie, quindi i cerchi di volo per rimanere in uno, se è più debole di quanto ti aspettassi, potrebbe utilizzare più tempo di planata di quanto non aggiunga e quindi ridurre la distanza totale sul terreno che puoi planare .

sì, [chiesto e risposto] (http://aviation.stackexchange.com/questions/606/why-would-a-glider-have-water-ballast-if-it-is-trying-to-stay-aloft- senza-un)
#5
+2
Rusty
2015-06-12 13:41:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gli aeromobili leggeri a motore possono effettuare un volo sostenuto con i motori spenti quando la loro traiettoria di volo è allineata con le colline o le catene montuose che ricevono vento costante su una faccia. In determinati ambienti e condizioni meteorologiche queste gamme generano un sollevamento delle onde che è abbastanza sostanziale da consentire il volo ad alta velocità ad altitudini superiori a 20.000 piedi in condizioni morbide come la seta per molte migliaia di chilometri. Associati a queste condizioni sono i rotori estremi al di fuori della fascia di portanza. I piloti di alianti (ad es. Delore in NZ dicembre 2009 2500 km) hanno stabilito il record mondiale di voli lunghi utilizzando ampie distanze che formano la spina dorsale di entrambe le isole.

#6
+1
Jacob Aanderson
2014-04-13 20:06:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Scivolabilità" è volo. Un velivolo ad ala fissa che è controllabile a motore, è controllabile senza di esso. Alcuni velivoli sono progettati specificamente per essere instabili in volo, come l'F-16 e l'F-117. in quei casi i computer aiutano a fornire stabilità artificiale; finché i computer funzionano, l'aereo è ancora controllabile senza un propulsore funzionante.

Il rapporto di planata varia notevolmente tra i velivoli ad ala fissa. Gli alianti non alimentati sono generalmente più alti di 20/1, mentre molti piccoli aerei vedono 17/1 o meno. Lo space shuttle è 4.5 / 1. (Orizzontale / Verticale)

L'efficienza di planata è principalmente una funzione della resistenza, non del peso. Ad esempio: gli alianti a volte trasportano la zavorra d'acqua per aumentare il peso, poiché un peso maggiore si traduce in una maggiore velocità di planata. (L'acqua viene scaricata per rallentare l'aereo prima dell'atterraggio.)

La FAA pubblica manuali di aviatori e puoi trovare una varietà di altri manuali di istruzioni di volo disponibili online o presso l'aeroporto locale. Qualsiasi manuale di pilota privato o pilota sportivo discuterà i principi di base del volo in dettaglio, di solito rendono molto chiara e facile la lettura.

#7
+1
Urquiola
2015-02-23 05:18:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mi è stato detto da un pilota che ha volato per un po 'di tempo sulle montagne del Pirineos con una versione spagnola di Junkers Ju-52 con i motori al minimo e mantenendo l'altezza su una corrente ascendente di aria calda, come fanno gli alianti, ma probabilmente è un eccezione piuttosto che qualsiasi regola. La letteratura sulla Caravelle della Sud-Aviation parlava anche di un volo "planante" di qualche centinaio di chilometri, con partenza da altitudine molto elevata e in condizioni sperimentali speciali, avvenuto prima del 1964. Un pilota vinse un premio dopo aver atterrato un aereo di linea a motore spento; quando si stava avvicinando a una pista di atterraggio abbandonata, si rese conto che l'altezza era troppo alta, mise l'aereo in uno schema di superfici di controllo incrociate per scivolare sul lato e perdere quota.

Altri volarono per un po 'un DC- 3 in volo rovescio da Gando, a Gran Canaria, a Lanzarote, anche nelle Isole Canarie, solo per scoprire all'atterraggio che le gondole del motore erano coperte di olio, poiché i motori DC-3 erano privi di carter di volo invertito o carter dell'olio 'a secco' . Uno degli uomini in questo volo DC-3, Fernando Aymerich-Alix, ha gonfiato un caccia a reazione Sabre o Super-Sabre in un campo arato, nella premessa che sentiva che le indicazioni degli indicatori del serbatoio del carburante erano inaccurate e lo farà presto. rimanere senza carburante. Quando raggiunse il suolo, il carburante in qualche modo abbondante effettivamente lasciato nei serbatoi si diffuse come una doccia su tutto l'aereo e il luogo, fu fortunato che il carburante non prese fuoco. È morto nella prima metà di dicembre 2017

Ciao user3424, benvenuto in Aviation.SE. Hai qualche citazione o fonte per i tuoi esempi sopra, ad es. un riferimento agli annunci della Sud-Aviation Caravelle o al volo invertito DC3?
Mi dispiace, non posso, era una comunicazione personale, nei casi Ju-52 e DC-3, il pilota Ju-52 è morto, e per il volo a vela Sud-Aviation Caravelle, è tratto da articoli di stampa non tecnica di i suoi giorni, forse gli eredi dei caravelle possono raccontarvelo. Il pilota di un aereo di linea a reazione ha forzato l'atterraggio a causa di un guasto al motore (senza carburante perché un mix tra unità imperiali e metriche?) Ha ricevuto un premio per l'aviazione civile, deve essere registrato da qualche parte, il problema è che non ho pretese accademiche, quindi, non posso sempre fornire riferimenti accurati, poiché non conservo file su di esso.
L'aereo di linea che vola e fa qualcosa per perdere quota, suona come [il Gimli Glider] (http://en.wikipedia.org/wiki/Gimli_Glider#Landing_at_Gimli).
Sì, mi riferivo a questo caso Gimli Glider, grazie per il vostro aiuto. A proposito, mi è stato detto di un incidente di windshear all'aeroporto di Chicago (O'Hare?), Dove un DC-10 spagnolo si è schiantato solo con lesioni non troppo pesanti per un'hostess di volo e lievi danni all'aereo, il pilota è arrivato in ritardo: `` Chus Calderon »; quando la FAA ha tentato di simulare l'incidente, anche quando sapeva cosa sarebbe successo, in ogni simulazione la fine è stata una perdita totale di aerei e vite. Non sono riuscito a individuare questo evento nel DC-10 o nei database degli incidenti aerei.
A SentryRaven: uno degli uomini a bordo del DC-3 quel volo un po 'capovolto è morto di recente, quindi posso raccontarvi la sua identità: Fernando Aymerich-Alix, l'aeroporto di partenza era Gando, nell'isola di Gran Canaria


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
Loading...