Как найти максимальную высоту полета самолета - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

The higher you get, the lower the density of the air becomes. This lower density results in a lower lift being generated for the same airspeed and angle of attack. Effectively, the higher you fly the higher your minimum speed becomes. So while climbing, your speed needs to increase to compensate for the lower air density. As long a you can fly faster, the lower density at altitude can be compensated for.

Basically there are two things that limit your maximum speed: thrust and speed of sound and with that your maximum altitude.

First is thrust; the higher you get, the lower the thrust your engines deliver. You might note that drag goes down with the air density as well but since you are flying faster and faster during the climb the drag doesn’t decrease at all. If your maximum altitude is limited by thrust then at some point during the climb the thrust and drag are getting close to equal and that is where the climb stops. When you can no longer climb with more than 100ft per minute (for propeller aircraft) or 500ft per minute (for jet / turbofan aircraft) you have reached your service ceiling. If the aircraft maximum altitude is determined by thrust, the absolute ceiling will take very long to reach.

At high altitudes air breathing engines will get difficulties eventually. Due to the lower air density the mass flow through the engine is reduced up to a point where it causes a flame out.

The other limitation is the speed of sound, at least for subsonic aircraft. In the process of generating lift, air flowing over the top of the wing is accelerated. At one point, when the aircraft is still flying below the speed of sound, shock waves will start to form over the wing. This results in increase of drag and reduces the lift. So provided you have enough engine power at your disposal you can climb to an altitude where your minimum speed is also your maximum speed. This is called the coffin corner. In the coffin corner:

if you fly any faster, you will exceed the maximum Mach number ($M_{mo}$) of your aircraft, resulting in high speed buffet, vibrations and possible loss of control.
if you fly any slower, the maximum lift that the wing can provide will be insufficient to maintain altitude. Descent or the aircraft will stall.
if you fly any higher and you will be too fast and too slow at the same time.
if you turn, you increase the wing loading, thereby increasing the minimum speed needed to create the required lift. Also the outer wing will easily exceed the maximum speed while at the same time the inner wing is below stall speed. This can quickly develop into a spin.

Since accurate knowledge of engine performance, drag and wing characteristics of the aircraft is needed, there is not a simple formula to derive the maximum altitude for an aircraft.

Apart from the aircraft performance related limitations above there is a certified maximum operating altitude for the pressurized cabin. This takes into account the structural properties of the hull (pressure difference between inside and outside) and the achievable emergency descent rate in case of a depressurization event.

Источник

На чтение 17 мин Просмотров 24.2к. Опубликовано 29.11.2018

Людям, которые знают о самолетах только как пассажиры или обычные граждане, наблюдающие за летающими машинами с земли, трудно определить, на какой высоте летают самолеты. Неизвестно, кто принимает решение о том, на какой высоте лететь над землей и какие факторы на это влияют. Однако высота является ключевым фактором для успешного полета и избегания аварийных ситуаций в воздухе.

Содержание

Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна
Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10000 метров?
Правила расчета идеальной высоты лайнера
Кто определяет идеальную высоту?
Что такое эшелон в авиации?
Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета
Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полета
Самые высотные пассажирские самолеты
Рекорды высоты, достигаемые пассажирскими самолетами
С какой высоты начинается невесомость?
На какой высоте летают истребители?
На предельных высотах
Определение высоты полета
Высота полета самолетов — максимальная высота, рекорд высоты полета
Общие правила расчета высоты самолета
Допустимая высота полета пассажирского самолета
Высота пассажирских самолетов
Высота Боингов 747 и 737?
Максимальная высота полета пассажирского самолета: почему летают на большой высоте
Высота Боингов 747 и 737
Какая максимальная высота
Высота и показатели воздуха

Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна

Набор высоты — один из самых важных этапов для успешного полета воздушного судна. Нередко внутри современных пассажирских лайнеров установлены табло, на которых производится демонстрация расстояния, отделяющего самолет от поверхности земли. Чем обусловлена высота полета пассажирского самолета? Как пилот понимает, на каком удалении от земли двигаться?

У каждого самолета есть набор технических параметров, который зависит от его назначения, модификации и модели. Взаимосвязь между характеристиками определяет оптимальный коридор полета, то есть уровень воздушного пространства, наиболее подходящий для передвижения.

Существуют различные высоты полета:
1. Истинная — от уровня точки, находящейся непосредственно под воздушным судном.
2. Относительная — от уровня порога ВПП, уровня аэродрома, наивысшей точки рельефа.
3. Абсолютная — от уровня моря.

Максимальная и минимальная высоты определяют границы коридора, в которых самолет может двигаться без риска потери контроля и повреждения систем. Современные пассажирские самолеты могут перемещаться на высотах от 9 до 12 км над землей.

Максимальная высота полета пассажирского самолета определяется техническими возможностями судна и необходима для обеспечения безопасности полета. Однако идеальная характеристика связана больше с комфортом перемещения.

С учетом характеристик конкретного воздушного судна определяется идеальная высота, при которой сопротивление воздуха наименьшее. Уменьшение этого сопротивления приводит к сокращению расхода топлива. Кроме того, при минимальном трении о воздух воздушное судно дольше сохраняет целостность корпуса и работоспособность систем.

Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10000 метров?

Выбор высоты полета обусловлен тем, что на разных уровнях воздух имеет различную плотность. Чем выше от поверхности земли, тем плотность воздуха ниже. Соответственно, воздушное судно тратит меньше мощности на преодоление сопротивления воздуха и может развивать скорость выше при меньших энергозатратах. Вот почему самолеты в основном летают на высоте 10000 метров: здесь воздух гораздо реже, чем на ближайших к земле.

Почему самолет летает на высоте 10 км, а не выше? Этот вопрос становится все более актуальным. На более высокой высоте расход топлива меньше, а скорость движения выше. Однако пассажирские самолеты нуждаются в устойчивости в воздушных потоках. Крылья, как опора на потоки ветра, удерживают самолет в воздухе. Однако на высоте более 10 000 м крылья становятся бесполезными из-за разреженной атмосферы.

С военными судами дело обстоит иначе. Они способны перемещаться и в условиях разреженного пространства, правда, пилот испытывает при этом перегрузки, аналогичные тем, что испытывает космонавт. Самые большие высоты покоряют беспилотные аппараты: экспериментальные модели NASA способны летать и на удалении 30 км от земли.

Правила расчета идеальной высоты лайнера

Высота полета — относительное понятие, отличающееся от того, что отображается на индикаторе высоты для пилота и диспетчера. Это происходит из-за частых изменений давления в полете, что затрудняет расчет реальной высоты.

Для удобства расчетов было введено понятие «эшелон перехода». Это фиксированное давление, установленное на всех самолетах в одном воздушном пространстве. Значение эшелона перехода сбрасывается только при взлете и посадке, когда необходимо знать фактическую высоту. В разных странах значение эшелона перехода может отличаться и пилот может его изменить только после согласования с диспетчером.

Высота полета пассажирского самолета зависит от направления его движения и определяется правилами выделения воздушных дорог во всех аэропортах мира. Чтобы избежать пересечения с другими воздушными судами, для самолетов, летящих на восток (юго- и северо-восток), назначается нечетная высота (9 км, 11 км), а для тех, кто летит на запад — четная.

При проектировании коридоров учитываются характеристики самолета, такие как модель, вес, мощность и другие параметры. В случае необходимости, чтобы избежать опасных зон, самолет может подняться на максимальную высоту. Например, если на его пути находится турбулентность или грозовой фронт.

Кто определяет идеальную высоту?

Как правило, высота полета зависит от модели самолета, однако крейсерская высота для конкретного маршрута определяется занятостью воздушного коридора и погодными условиями, которые заранее прогнозируются диспетчерами.

В среднем в небе находится до 5000 воздушных судов одновременно. Диспетчерам приходится планировать рейсы над крупными городами таким образом, чтобы разница в высоте между самолетами составляла всего несколько десятков метров.

При наборе высоты и горизонтальном полете самолета пилот должен учитывать возможные изменения погодных условий и препятствий на пути. В случае необходимости изменения уровня полета, например, при технических проблемах или непредвиденных ситуациях, пилот должен сообщить об этом диспетчеру и руководствоваться безопасностью пассажиров.

Оптимальная высота полета определяется специалистами — авиаконструкторами, диспетчерами и пилотами.

Что такое эшелон в авиации?

Диспетчеры занимаются планированием размещения самолетов в воздушном пространстве, чтобы избежать возможности аварийных ситуаций и критического сближения. Эшелонирование может быть вертикальным, продольным или боковым, в зависимости от относительного положения воздушных судов.

Пилоты придерживаются своеобразных схем полета, называемых эшелонами, чтобы обеспечить безопасность пассажиров и не отклоняться от заданного курса. Эшелон перехода используется для начала движения по схеме, это условное значение, по которому перемещаются самолеты в определенном воздушном пространстве, например, над территорией аэропорта.

В зависимости от используемой схемы в гражданской авиации на территории каждой страны, таблица эшелонов может различаться. Для международных и особенно межконтинентальных рейсов пилоты и диспетчеры переходят с одной схемы на другую.

Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета

Высотный самолет отличается от обычного тем, что его системы не страдают при полете на большой высоте. Это зависит от материала корпуса, формы крыльев, грузоподъемности и других факторов, заданных в процессе конструирования летательного аппарата. Максимальная высота полета самолета зависит от нескольких основных факторов.

модель и назначение судна;
грузоподъемность и фактическая загруженность на момент полета;
максимально допустимая скорость;
загруженность воздушного коридора, по которому проходит маршрут;
допустимый расход топлива;
степень разреженности атмосферы в конкретной высотной точке.

Самолеты обычно летают на высоте более 9000 метров над уровнем моря. Это связано с тем, что двигателям не нужно дополнительное охлаждение (так как на такой высоте достаточно холодно за бортом), нет опасности столкновения с птицами (которые могут попасть в турбины), и видимость хорошая из-за того, что самолет находится выше уровня облаков, что также позволяет избежать неблагоприятных погодных условий. Кроме того, чем выше летит самолет, тем больше времени у экипажа для решения непредвиденных ситуаций.

Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полета

Уровень полета не зависит только от технических особенностей. В разных аэропортах разных стран могут быть разные значения для эшелона перехода. Высота полета может отличаться в зависимости от направления полета (четное или нечетное).

Пилот может изменить высоту полёта в случае неожиданных ситуаций, таких как турбулентность. Хотя диспетчерская служба должна предугадывать подобные ситуации, некоторые природные явления развиваются слишком быстро, чтобы их можно было спланировать заранее. В таких случаях решающее значение имеет быстрота принятия решений пилотом и мастерство экипажа.

Самые высотные пассажирские самолеты

Высокие гражданские самолеты не были созданы для того, чтобы вызвать восторг. Их способность летать на большой высоте позволяет избегать штормов и использовать воздушные маршруты, недоступные для других самолетов. Самые высокие модели включают:

Ту-154. Советский надежный пассажирский авиалайнер. Максимальная высота полета — 11 100 метров;
Боинг 737. Самый массовый пассажирский борт за всю историю. Максимальная крейсерская высота — 11 300 м;
А 380. Рекордсмен по максимальной высоте среди пассажирских воздушных судов: 13 115 м.

Уровень следования пассажирских судов значительно уступает техническим возможностям военных самолетов.

Рекорды высоты, достигаемые пассажирскими самолетами

Высота круиза пассажирских самолетов обычно не превышает 12 000 метров, несмотря на то, что высотные самолеты могут достигать более 13 000 метров. Такая высота является наиболее оптимальной для комфорта экипажа, пилота, пассажиров и техники, поскольку позволяет экономить топливо и избежать излишнего износа.

Ту-144

Однако авиастроение пыталось однажды «прыгнуть выше головы», выпустив сверхзвуковые пассажирские судна, способные побить рекорд высоты самолета гражданского назначения. Это были российский Ту-144 и французский Concorde. Они способны были перемещаться на уровне около 18 000 метров, а предельный показатель достигал 20 000 метров. Такие самолеты позволяли вдвое сократить время привычных воздушных маршрутов.

Concorde

Машины были сняты с эксплуатации из-за сложности и высокой стоимости обслуживания, а также из-за инцидентов, которые привели к гибели людей. Поэтому самолеты были признаны ненадежными и выведены из использования.

С какой высоты начинается невесомость?

Любители и профессионалы в сфере авиатехники наверняка знают, что при определенных условиях в самолете можно достичь невесомости. С какой высоты начинается невесомость? На какой высоте летает самолет, который способен на такое?

Когда речь идет о достижении невесомости, крейсерская высота не имеет большого значения. Обычный гражданский самолет может вызвать кратковременный эффект снижения гравитации при выполнении определенных маневров. Люди, часто летающие на самолетах, могут заметить такой эффект при заходе на посадку.

Создание эффекта потери гравитации на самолете продолжительностью до 40 секунд возможно при выполнении маневра по эллипсоидной траектории, который включает в себя резкий набор высоты, краткое выравнивание и затем резкий сброс. Этот маневр, известный как «провал в воздухе», используется для тренировки будущих космонавтов в выдерживании перегрузок.

Имеются специальные самолеты, которые могут совершать несколько сессий перегрузок за один полет. Они принадлежат космическим агентствам различных стран и обычно выполняют маневры на высоте 30 км.

На какой высоте летают истребители?

Крейсерская высота конкретного истребителя зависит не столько от его характеристик, сколько от поставленной военной задачи. Набор высоты происходит аналогично гражданским самолетам: эшелон перехода определяется согласно отправной точке, а затем меняется при пересечении границ воздушного пространства, чтобы избежать столкновения с другими судами в одном эшелоне.

Высота полета истребителя зависит от его поколения. Современные истребители, которые являются сверхзвуковыми воздушными судами, обычно летают на высоте 18-20 км. Однако, высота полета может меняться в зависимости от возможностей самолета. Например, в 1977 году истребитель МиГ-25 под управлением Александра Федотова установил мировой рекорд высоты — 37650 метров.

На предельных высотах

В силу особой аэродинамики у вертолётов предельные высотные характеристики (по сравнению с самолётами) ограничены примерно 6000 метрами. Правда не обошлось и без рекордов. Так в 1972 году во Франции Жан Буле на своём Aerospatiale SA 315B превысил более чем вдвое данный показатель, достигнув высоты почти 12,5 тыс. метров. Однако тот рекордный полёт чуть не закончился трагически: двигатель загорелся, и только высочайший профессионализм позволил пилоту посадить вертолёт.

В своей повседневной работе вертолетчики редко сталкиваются с высотами, превышающими 3000 метров. В большинстве случаев такие высоты достигаются при работе в гористых районах или при боевых действиях. Согласно действующим инструкциям, вертолеты могут взлетать и садиться на площадках, расположенных не выше 4500 метров. Однако при посадке на высоте свыше 3000 метров, летчикам запрещается выключать двигатели.

У российских вертолётов с высотой всё в порядке. Так многоцелевой транспортник Ми-26 без труда забирается на высоту 6,5 км. У его боевых «собратьев» — Ка-50 и Ка-52 этот показатель равен 5,7 км у Ми-28 – 5,8 км. Не менее достойно выглядит американский АН-64 Apache – 6,4 км.

Определение высоты полета

Для выбора наилучших маршрутов учитываются погодные условия, дальность полета и технические характеристики самолета. Высота полета пассажирского лайнера может быть от 9 до 12 км, но идеальную высоту определяет диспетчер с учетом метеоусловий.

Зачастую используется правило: воздушные суда, которые летят на восток, юго-восток, северо-восток – их коридор на высотах 9 и 11 тысяч метров над землей; самолеты, которые летят в сторону запада, юго-запада и северо-запада – их коридор 10 и 12 тысяч метров.

Диспетчеры авиакомпаний определяют наиболее выгодный коридор для лайнера, оповещая эшелон и уровень следования.

Диспетчеры авиакомпаний работают в специализированных штаб-квартирах и контролируют все полеты с момента взлета до приземления.

Изображения на радарах отображают местоположение самолета, работу его систем, маршрут и погоду впереди. Диспетчеры поддерживают связь с экипажем и оперативно решают возможные проблемы.

По распространенному мнению, самолеты могут летать на высоте более 12 км над уровнем моря. Однако это не совсем правильно. Редко когда можно увидеть самолеты на высоте выше 12 км, так как при подъеме на такую высоту, они начинают падать из-за низкой плотности воздуха. Кроме того, при такой высоте мощность двигателей уменьшается, а расход топлива увеличивается.

Высота полета самолетов — максимальная высота, рекорд высоты полета

Наблюдая за небом, можно лишь предположить, на какой высоте находятся летательные аппараты, однако точно определить это невозможно без соответствующего оборудования.

Если вы находитесь внутри самолета, то вы сможете легче определить его высоту, так как в салоне может быть табло с информацией о полете.

Общие правила расчета высоты самолета

Выбор оптимальной высоты самолета зависит от нескольких факторов.

Модель самого самолета
Его скорость движения
Расход топлива
Количество кислорода в воздухе
Чем выше мы будем подниматься над землей, тем разреженней будет становиться воздух вокруг.

Скалолазы и альпинисты на высотах используют кислородные маски. Салоны самолетов герметичны и содержат достаточное количество воздуха для дыхания.

Эти признаки указывают на то, что без специального оборудования человек не может находиться на такой высоте в атмосфере.

Для быстролетающих аппаратов разреженный воздух играет важную роль, так как он снижает сопротивление воздушных потоков, что в свою очередь влияет на общий расход топлива. Меньшее количество энергии тратится на преодоление силы трения о воздух, что позволяет достигать большей скорости с меньшим расходом топлива. Таким образом, скорость зависит от высоты полета.

Авиалайнер не сможет летать на очень высокой высоте, так как для поддержки крыльев ему необходимы воздушные потоки, аналогичные воде для корабля.

Поэтому лайнеры не смогут подниматься выше 12000 метров, так как теряют необходимую атмосферную поддержку.

Получается, чем больше высота полета, тем меньший расход топлива и меньше цена на билет; этими двумя факторами и руководствуются авиационные компании.

Допустимая высота полета пассажирского самолета

У каждой модели самолета есть свои индивидуальные параметры полета, которые определяют максимальную высоту, на которую может подняться этот лайнер.

При создании маршрутов для перемещения таких кораблей учитываются технические характеристики и масса груза.

Особый интерес вызывает вопрос о высоте полета военных самолетов. Большинство лайнеров этой категории поднимаются на высоту пятнадцати километров над уровнем моря. Истребители и перехватчики могут подняться на высоту двадцать пять тысяч метров над уровнем моря.

Самолет Миг-25 установил абсолютный рекорд, достигнув высоты в 37 650 метров. Ни один другой самолет, созданный в России или за ее пределами, не смог повторить этот результат. Пассажирские самолеты не могут летать на такой высоте.

Высота пассажирских самолетов

Высота полета в пассажирской авиации определяется правилами и техническими возможностями самолета. Она может быть максимальной или идеальной. Решение о выборе высоты принимают наземные службы, командир не имеет в этом свободы действий.

Высота Боингов 747 и 737?

Российские авиакомпании используют модели американской корпорации на своих рейсах. Большие пассажирские самолеты широкофюзеляжного типа пользуются популярностью благодаря своей экономичности для массовых перевозок. Авиакомпания «Россия» владеет пятью Боингами-747.

Судно модификации 747-8 может достигать максимальной скорости 988 км/ч и подниматься на высоту до 13 700 метров.

Высота полета Боинга 737 ограничена на уровне 12 500 м для модели 737-800 и 11300 м для Боинга 737-500. Это позволяет достичь оптимальной топливной экономии во время полета.

Конструкторы предполагают выпуск Boeing 737 MAX 8, который должен еще улучшить эти характеристики.

В авиации определены оптимальные высоты воздушных коридоров для каждого типа самолетов. Пилоты должны следовать указаниям диспетчеров, сохраняя при этом свободу маневра и право на самостоятельное принятие решений в критической ситуации. Безопасность воздушного пространства зависит от согласованных действий команды и наземных диспетчеров при выборе максимальной высоты.

Максимальная высота полета пассажирского самолета: почему летают на большой высоте

Любой человек, который хотя бы раз в жизни пользовался услугами гражданской авиации, несомненно, слышал объявление пилота о полётных данных, среди которых звучало понятие «высота полёта», и задавался вопросом, а на какой высоте летают самолёты?

Высота Боингов 747 и 737

Американские модели пассажирских самолетов используются на российских рейсах. Эти широкофюзеляжные самолеты наиболее популярны среди авиакомпаний, которые занимаются массовыми перевозками. Компания «Россия» владеет пятью Боингами-747. Самолет модификации 747-8 может достигать максимальной скорости в 988 км/ч и подниматься на высоту до 13 700 метров.

Боинг 737 набирает меньшую высоту, потолок составляет 12 500 метров для модели 737-800 и 11300 метров для Боинг 737-500. Возможность набора такой высоты обеспечивает топливную эффективность полетов. Конструкторы предполагают выпуск Boeing 737 MAX 8, который должен еще улучшить эти характеристики.

Какая максимальная высота

МиГ-25 установил рекорд высоты полета в 37650 метров 31 августа 1977 года благодаря летчику-испытателю А. Федотову. Однако важно понимать, что такие рекорды не относятся к горизонтальному полету. На более низких высотах, где силы тяги двигателя и подъемной силы достаточны, самолет ускоряется в набор высоты, а максимальная высота достигается за счет инерции. Рекорд горизонтального полета составляет чуть менее 26000 метров и был установлен Робертом Хилтом и Ларри Эллиотом.

ТУ-154 является самым высоко летающим из всех пассажирских лайнеров, которые используются в регулярных полетах. Его максимальная высота полета составляет 12 км, что превосходит практический потолок всех остальных пассажирских лайнеров. Возможность летать на высокой высоте является важным фактором для экономии топлива и увеличения скорости полета, так как чем выше высота, тем меньше сопротивление воздуха. Кроме того, ТУ-154 является самым быстрым из всех коммерческих авиалайнеров, которые находятся в регулярной эксплуатации.

Высота и показатели воздуха

Высота и давление

Воздух на большой высоте разреженный из-за того, что атмосфера планеты удерживается силой притяжения. Сила притяжения наиболее сильна у поверхности планеты, что обеспечивает максимальную плотность воздуха в нижних слоях. На высоте давление воздуха слабее, так как давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоев воздуха, как в океане. Показатели полета самолета зависят от плотности воздуха прежде всего.

Для нормальной работы двигателей необходим подъемный эффект, обеспечиваемый кислородом. Без него процесс горения не возможен, двигатель останавливается. Умеренная плотность кислорода предпочтительна, слишком малая или слишком большая – нежелательны. Оптимальные условия для гражданских самолетов находятся на высоте 10 км в воздушном коридоре от 9 до 12 км, в зависимости от погодных условий.

Слишком высокая плотность мешает достижению необходимой скорости самолета. Воздушные массы, имеющие высокую плотность, препятствуют движению самолета, как вода затрудняет движение пловца. На земле человек может быть быстрее и ловчее, чем в воде, из-за более низкой плотности воздушной среды по сравнению с водной.

Самолет, двигаясь со скоростью в несколько сотен километров в час, ощущает различия в воздушных массах на разных высотах. Полет на малой высоте требует больших топливных расходов, в отличие от движения в более разреженных воздушных массах, где трата топлива меньше. Энергозатраты и расход топлива взаимосвязаны, так как для полета в более плотном пространстве требуется больше энергии и, следовательно, больше топлива.

Гражданские самолеты способны летать на рекомендованной высоте со скоростью 800-950 км/ч без лишних затрат топлива и с достаточным количеством кислорода.

Источник

Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна

Все самолеты имеют перечень технических характеристик, который определяется назначением воздушного судна, его модификацией и моделью. Соотношение характеристик определяет для самолета его коридор следования, т. е. уровень воздушного пространства, оптимальный для перемещения.

Существуют различные высоты полета:
1. Истинная – от уровня точки, находящейся непосредственно под воздушным судном.
2. Относительная – от уровня порога ВПП, уровня аэродрома, наивысшей точки рельефа.
3. Абсолютная – от уровня моря.

Границы коридора определяются такими величинами, как максимальная высота и минимальная. В этих пределах самолет может осуществлять перемещение без угрозы утраты контроля над управлением и без повреждения систем машины. Для современных пассажирских самолетов доступные для перемещения уровни находятся в пределах от 9 до 12 км над землей.

Если максимальная высота полета пассажирского самолета определяется техническими возможностями судна и должна соблюдаться для безопасности полета, то и другая характеристика — идеальная — большей степени касается эргономики перемещения.

Идеальное значение также рассчитывается из характеристик конкретного воздушного судна. Это высота, при которой воздушное судно испытывает наименьшее сопротивление воздуха. В первую очередь, при снижении такого сопротивления снижается и расход топлива. Также испытывая минимальное трение о воздух, самолет дольше сохраняет невредимость корпуса и систем.

Максимальная

Гражданские самолеты не имеют права превышать максимальную высоту и летать выше 12 километров. Суть в том, что при превышении допустимого расстояния воздушное судно резко устремится ввысь из-за слишком разреженной среды.

Двигателям будет очень тяжело поддерживать требуемый уровень. Это повлечет за собой дополнительные расходы на топливо, что не подходит как пассажирам, так и перевозчикам, поскольку придется повышать цены на авиабилеты. Текущая высота вычисляется альтиметром с борта лайнера.

Средняя

Пассажирские самолеты не выбираются за пределы 9-12 километров от земли — это их рабочий коридор. На расстоянии 9 километров давление составит 240 миллиметров ртутного столба, а на 12 километрах — 140 мм.

В обоих случаях давление намного ниже, чем на поверхности — там оно составляет 760 мм. Поэтому конструкторы авиатранспорта разрабатывают схемы устройств с запасом прочности, чтобы обеспечить нормальный режим работы реактивных двигателей.

Минимальная

Минимальным нижним порогом для воздушных кораблей является отметка в девять тысяч метров над земной поверхностью. Опускаясь ниже этой отметки, лайнер рискует столкнуться со встречным воздушным потоком. Полет в подобных условиях приводит к сильному увеличению расхода топливной смеси. Встречный воздушный поток является серьезным препятствием для развития нужной скорости, что может негативно отразиться на длительности перелета.

Главные факторы, влияющие на высоту полета

Показатель высоты полета бывает разных типов:

истинным называют значение, фактически отделяющее воздушное судно от поверхности земли или воды;
относительный показатель определяет, насколько самолет поднялся над точкой, принятой для условного отсчета (взлетно-посадочной полосой);
абсолютная высота означает расстояние от лайнера до уровня моря.

Высота, на которую поднимается авиатранспорт, обусловлена законами физики: чем дальше от поверхности Земли, тем разреженнее становится воздух. В результате воздушное судно, поднявшееся на 10 000 м, быстро двигается и тратит мало топлива. С этой особенностью связан термин «идеальная высота» — он означает, что лайнер находится на уровне, где обеспечивается лучшее соотношение скорости и расхода горючего.

Но почему самолеты не поднимаются выше? Роль играют технические моменты. Ведь излишняя разреженность атмосферы не полезна: воздушные потоки поддерживают самолет, как вода в океане — корабль. Если подняться выше 12 000 м, лайнер утратит устойчивость, поскольку его крылья окажутся бесполезны.

Правда, правило распространяется только на пассажирский авиатранспорт. Военные самолеты способны подниматься выше, но все рекорды бьют модели, построенные по разработкам NASA. Судно-беспилотник, названное «Гелиос», совершает перелеты на высоте 30 км.

Дуг Моррис, пилот на линиях Air Canada, объясняет: «Чем выше, тем лучше, ведь разреженность воздуха означает меньшее трение».

Что еще влияет на высоту полетов

То, на какой высоте летит самолет, определяется следующими нюансами:

моделью воздушного судна;
грузоподъемностью;
скоростью;
загруженностью воздушных коридоров;
допустимым расходом топлива;
количеством кислорода и разреженностью атмосферы.

Почему стандартный вариант для гражданской авиации — 10 000 м? На это влияет ряд факторов:

Реактивным двигателям требуется охлаждение. Если подняться на 10 000 м, температура за бортом составит – 50 ˚C.
Для нынешних самолетов не станет трагедией выход из строя 1 двигателя, но попадание птиц в турбины нежелательно. По этой причине судно поднимается на уровень, куда не долетают пернатые.
Если возникнет непредвиденная ситуация, у экипажа и диспетчеров будет больше времени на принятие решений.
На этом уровне лайнер оказывается выше облаков. Непогода будет влиять на него меньше.

Разработки компаний Airbus и Boeing позволяют лайнерам подниматься выше — на 13 000 м, поскольку их двигатели мощнее, чем у ТУ-154. Для последних предельно допустимая высота —12 100 м.

Пояснения также дает Джон Кокс — бывший капитан U. S. Airways, который вышел на пенсию и основал консалтинговую компанию в сфере безопасности авиалиний. В интервью для USA Today он ответил на ряд вопросов:

На сколько может подняться самолет, не получив повреждений? У каждой модели есть сертифицированная максимальная высота. Она определяется во время тестовых полетов, но затем значение немного снижают. Это необходимо, чтобы обеспечить безопасность экипажу и пассажирам.
Есть ли высота, где не существует турбулентности? Неприятное явление, которого боятся пассажиры, отсутствует там, где мало воздуха. Если подняться над уровнем моря на 15—16 км, турбулентности не возникнет. Но на обычных авиарейсах лайнеры летают ниже.
Что произойдет, если судно поднимется выше, чем разрешено сертификацией? Двигатели не смогут производить достаточно энергии для полета. Но разгерметизации салона или кабины не случится.

Определение высоты полета основано на комплексе данных, поэтому устанавливается индивидуально. Если хотите узнать точный показатель, прислушивайтесь к объявлениям, которые делает пилот.

Первый самолет, сконструированный братьями Райт, поднимался над землей всего лишь на 3 м. Когда конструкторам удалось достичь уровня верхушки Эйфелевой башни, они произвели сенсацию. А узнать подробнее, на какой высоте и как летают нынешние самолеты, вы сможете из видео:

Кто определяет высоту в конкретном случае

Кто же устанавливает высоту полета для конкретного пассажирского самолета? Для ответа на вопрос придется вспомнить, что движение осуществляется по проложенным воздушным маршрутам. Лайнеры летят не прямо, а от одной установленной точки к другой. Траектория разрабатывается с учетом затрат топлива, и дальность должна быть минимальной.

Взглянув на изображение маршрутов, можно решить, что воздушные судна движутся по дуге. Ведь так отображается информация даже на мониторах в салоне! Но причина проста: Земля круглая, а карты или экраны плоские. Искажения при отображении данных не избежать, поэтому кажется, будто самолет движется по большой параболе.

Маршруты не всегда проходят по прямой. Моделям с 2 двигателями при перелетах через океан не разрешается удаляться от аэропортов, где можно совершить экстренную посадку.

Систему управления этим движением осуществляют не пилоты, а диспетчеры. Ведь капитан на борту не всегда видит близость других лайнеров. Даже если он заметит приближающийся «Боинг», до столкновения останется мало времени. Поэтому навигацию осуществляет диспетчерская служба.

Увидев, что к воздушному судну приближается другое, диспетчер дает команду изменить высоту. Также иногда вносятся корректировки в курс и скорость полета. Справиться с задачами помогает радиолокационная система, показывающая реальное расположение самолетов. Когда лайнеры оказываются слишком близко, она подает сигнал; реагирует она и на чрезмерное снижение самолетов. Меры обеспечивают полную безопасность для экипажа и пассажиров, поэтому вы можете спокойно отдыхать или делать фото пейзажей за иллюминатором.

Пилоту разрешается менять высоту, но в рамках выделенного эшелона.

Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полета

Оптимальный уровень полета зависит не только от технических характеристик. Ранее уже упоминалось, что такие величины, как эшелон перехода могут различаться в аэропортах разных стран. Высота полета может различаться в зависимости от направления движения судна (быть четной или нечетной).

Однако набор высоты также может быть продиктован самим пилотом при возникновении непредвиденных ситуаций (например, столкновении с зоной сильной турбулентности). Такие ситуации в идеале должны быть предусмотрены диспетчерской службой, однако случаются природные явления, развивающиеся слишком стремительно, чтобы спланировать столкновение с ними заблаговременно. И тогда все зависит от человеческого фактора: быстроты принятия решений пилотом и мастерства экипажа.

На какой высоте летают частные самолеты

Частный самолет может выполнять рейс на высоте до 13 700 м, большинство самолетов выполняют рейсы на высоте 12 500 м. Обычно это выше, чем рейсы самолетов авиалиний регулярных перевозок, что позволяет выбирать более прямые маршруты.
Пилот частного самолета выбирает оптимальную высоту в зависимости от расстояния, которое необходимо преодолеть.
Для оценки от расстояния в милях отнимают ноль, чтобы узнать оптимальную высоту полета в тысячах футов. Например, если нужно пролететь 100 миль, уберите последний ноль, а затем умножьте на 1000, и Вы получите оптимальную высоту полета: 10 000 футов.

Высота Боингов 747 и 737

Модели американской корпорации летают и на российских рейсах. Среди широкофюзеляжных пассажирских самолетов он наиболее часто состоит на вооружении авиакомпаний за счет рентабельности массовых перевозок. Пять Боингов-747 принадлежат авиакомпании «Россия». Максимальная скорость судна составляет 988 км в час для модификации 747-8, максимальная высота, на которую он может подняться, 13 700 метров.

В авиации рассчитаны оптимальные высоты воздушных коридоров для всех типов самолетов. Пилоты должны придерживаться указаний диспетчерских служб, оставляя за собой свободу маневра и право принять самостоятельное решение в критической ситуации. Безопасность воздушного пространства зависит от согласованных действий команды и наземных диспетчеров при выборе максимальной высоты.

На какой высоте летают пассажирские самолеты

Самолеты гражданских воздушных линий по праву составляют самую большую группу современной авиации. По данным на 2015 год в мире насчитывалось 21,6 тыс. многоместных летающих аппаратов, из которых треть – 7,4 тыс. – это крупные широкофюзеляжные пассажирские лайнеры.

При определении оптимальной высоты полета (эшелона) диспетчер или командир экипажа руководствуются следующим. Как известно, чем больше высота, тем более разряжен воздух и тем легче лететь самолету – поэтому есть смысл подняться выше. Однако крыльям самолета нужна опора, а на предельно большой высоте (например, в стратосфере) ее явно недостаточно, и машина начнет «заваливаться», а двигатели глохнуть.

Вывод напрашивается сам собой: командир (а сегодня и бортовой компьютер) выбирает «золотую середину» – идеальное соотношение силы трения и подъемной силы. В результате, у каждого типа пассажирских лайнеров (с учетом метеоусловий, технических характеристик, продолжительности и направления полета) своя оптимальная высота.

Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10000 метров?

Но возникает резонный вопрос: почему самолет летает на высоте 10 км, а не еще выше, если это позволяет экономить расход топлива и ускоряет движение? Пассажирским самолетам важна устойчивость в воздушных потоках. Крылья удерживают самолет в воздухе, как бы опираясь на потоки ветра. При подъеме на выше 10 000 м крылья становятся бесполезны, т. к. они неспособны удерживать тело воздушного судна в условиях разреженной атмосферы.

Идеальная высота

Высота пассажирского самолета варьируется от 10 до 12 км

Большинство людей полагает, что высота воздушного судна – 10000 метров. Возможно, но на самом деле крупные пассажирские суда летают от 9 до 12 км над уровнем земли.

Выбор высоты, так называемой «идеальной», не является случайным или универсальным для всех. Для каждого самолета имеется именно свой определяющий уровень полета, где расход топлива сводится к минимуму, а сопротивление становится небольшим.

Важно! Чем выше поднимется лайнер, тем меньше плотность воздуха. Для каждого судна имеется свой коридор следования, и соотношение силы трения к количеству воздуха для сгорания является оптимальным.

Эффективная высота выбирается командиром корабля не случайно, а исключительно исходя из технических характеристик самолета, где выбирается середина между скоростью и потреблением топлива. Собственно, это и является ответом на вопрос, почему самолеты летают на высоте 10 км.

Скорость самолета и высота взаимосвязаны друг с другом

Следует отметить, что большое количество топлива расходуется именно в момент совершения взлета, собственно потому самолеты плавно и одновременно быстро поднимаются ввысь.

По достижении самолетом необходимых в воздушном пространстве значений, рекомендуемых диспетчером, на борту отключается лампочка ремня безопасности и с этого момента разрешается расстегивать ремни безопасности.

Общие правила расчета высоты самолета

В целом существует несколько факторов, которые влияют на выбор оптимальной высоты самолета:

Модель самого самолета
Его скорость движения
Расход топлива
Количество кислорода в воздухе

Чем выше мы будем подниматься над землей, тем разреженней будет становиться воздух вокруг. На больших высотах скалолазы и альпинисты используют специальные кислородные маски, а салоны самолетов герметичны и содержат достаточное количество воздуха для комфортного дыхания. Эти факторы говорят о том, что человек не сможет находиться так высоко в атмосфере без использования специального оборудования.

Однако для самолетов и вообще любых быстролетающих аппаратов такой разреженный воздух играет на руку, так как он снижает сопротивление воздушных потоков. Это влияет на общий расход топлива, так как меньше энергии тратится на преодоление силы трения о воздух, соответственно, нужно меньше топлива для большей скорости. Поэтому наблюдается зависимость скорости от возможной высоты.

Очень высоко авиалайнер тоже не сможет летать, так как воздушные потоки, пусть и разреженные, но необходимы ему для поддержки крыльев, работая по аналогии воды для корабля. Поэтому выше 12000 метров пассажирские самолеты не будут летать, так как потеряют так нужную им воздушную опору. Получается, чем больше высота полета, тем меньший расход топлива и меньше цена на билет; этими двумя факторами и руководствуются авиационные компании.

Как были установлены правила измерения

Правила полета, установленные в разных странах, могут отличаться. Так, в России (и ряде постсоветских стран) принято измерять высоту аэродрома по его давлению. Поэтому у стоящего на полосе самолета альтиметр показывает не «0», а высоту над уровнем моря.

Отличаются и единицы измерения. В основном применяют футы, но Китай и некоторые другие страны определяют высоту в метрах.

Важно! В авиации особенно жестко соблюдается правило: находясь на территории чужой страны, соблюдай ее законы. Поэтому при контакте с иностранным диспетчером пилот подстраивается под зарубежные стандарты.

Международные нормы движения в небе разрабатывает и видоизменяет Международная организация гражданской авиации (ИКАО). Последние изменения вводились в 2006 году. В России правила полетов создает Федеральное агентство воздушного транспорта.

Кто определяет идеальную высоту?

Помимо того, что высота полета во многом определяется возможностями конкретной модели самолета, крейсерская высота для конкретного места задается такими факторами, как занятость воздушного коридора и погодные условия. Эти условия заблаговременно определяются диспетчерами.

В небе в каждый момент времени может находиться в среднем до пяти тысяч воздушных судов. В небе над крупными городами диспетчеры вынуждены планировать каждый рейс таким образом, что порой разница между одним и другим самолетом в высоте составляет всего пару десятков метров.

Однако когда самолет набирает высоту и выходит в горизонтальный полет, ситуация может измениться. Если погода резко меняется или на пути следования судна встает грозовой фронт, пилот должен сообщить диспетчеру о смене условий. Также при возникновении технических неполадок и других непредвиденных ситуаций пилот также может менять уровень движения, руководствуясь безопасностью пассажиров.

Таким образом, идеальная высота следования определяется авиаконструкторами, диспетчером и пилотом.

Что такое эшелон в авиации?

Эшелонирование воздушного пространства — это задача диспетчеров, которые планируют рассредоточение самолетов таким образом, чтобы не допустить их критического сближения и возникновения аварийных ситуаций. Выделяют вертикальное эшелонирование, продольное и боковое, которые соответствуют тому или иному положению воздушных судов относительно друг друга.

Эшелоны полета — это своеобразные схемы, которых придерживается пилот, чтобы сохранить безопасность пассажиров и не сбиться с заданного курса. Для начала движения по эшелону используется эшелон перехода, т. е. условное значение, по которому движутся самолеты в определенном воздушном пространстве (например, над территорией аэропорта).

Таблица эшелонов различается в разных странах, в зависимости от того, какая схема используется в гражданской авиации на конкретной территории. Пилоты и диспетчеры переходят с одной схемы на другую при совершении международных и, особенно, межконтинентальных рейсов.

Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета

Высотный самолет отличается от стандартного тем, что перемещение на больших высотах не вредит его системам. Это зависит от материала корпуса, формы крыльев, грузоподъемности и множества других факторов, заданных при конструировании летательного аппарата с определенной целью. Основные факторы, которыми определяется максимальная высота полета самолета:

модель и назначение судна;
грузоподъемность и фактическая загруженность на момент полета;
максимально допустимая скорость;
загруженность воздушного коридора, по которому проходит маршрут;
допустимый расход топлива;
степень разреженности атмосферы в конкретной высотной точке.

Обычно самолеты движутся на уровне больше 9000 м от земли. Это связано с тем, что здесь двигателям не требуется дополнительного охлаждения (за бортом достаточно холодно), на такой высоте нет птиц (их попадание в турбины опасно для летательного средства), судно следует выше уровня облаков (а значит, видимость хорошая и погодные условия практически не влияют). Помимо прочего, чем выше летит самолет, тем больше времени у экипажа для решения непредвиденных ситуаций.

Загруженность воздушных коридоров

Несмотря на огромные просторы в небе, загруженность разных участков воздушного пространства не одинакова. Поскольку полеты производятся от аэродрома и до аэродрома, а любое удлинение маршрута ведет к лишнему расходу топлива, вблизи крупных аэродромов могут находиться десятки воздушных судов, двигающихся на пересекающихся курсах.

Чтобы избежать столкновений, необходимо строгое соблюдение требований эшелонирования.

Небесные дороги: могут ли столкнуться самолеты, идущие по одному маршруту

Многих людей интересует вопрос о том, могут ли столкнуться два лайнера, использующие одинаковый маршрут. Чтобы ответить на него, необходимо рассмотреть правила гражданской авиации. Согласно им, все лайнеры, летящие на восток, должны подниматься на девять или одиннадцать тысяч метров над землей. Авиалайнеры, летящие на запад, летят на десяти или двенадцати тысячах метров над землей. Соблюдение этих правил минимизирует риск столкновения.

Помимо этого, специалисты диспетчерской службы постоянно корректируют курс движения каждого судна. При угрозе столкновения диспетчер требует от пилота изменения курса. Система воздушных коридоров позволяет снизить риск столкновения самолетов, летящих навстречу друг другу практически до нуля.

Каждый самолет имеет свой эффективный коридор, где достигается лучшее соотношение сопротивления воздуха и сжигания авиакеросина

С какой высоты начинается невесомость?

На самом деле, крейсерская высота не столь важна, когда речь идет о достижении невесомости. При определенных маневрах и обычный гражданский самолет может вызвать кратковременный эффект снижения гравитации, например, люди, которые часто летают самолетами, иногда могут заметить подобный эффект при заходе судна на посадку.

Длительный (до 40 секунд) эффект потери гравитации на самолете можно создать, если выполнить маневр по эллипсоидной траектории: резкий набор высоты, краткое выравнивание и затем резкий сброс. Такой маневр называется «провал в воздухе». С его помощью тренируются выдерживать перегрузки будущие космонавты.

Также есть специальные самолет, на которых выполняется по несколько сессий перегрузок за один полет. Они принадлежат космическим агентствам разных стран. Маневры на таких самолетах обычно находятся на высотах от 30 км.

Мешают ли птицы полету самолета

Еще одна причина, почему самолеты летают на высоте 10 км, – риск столкновения с птичьей стаей. Большинство столкновений происходит на высоте в 100-150 м (при взлетных и посадочных маневрах), однако риск попадания птицы в двигатель остается на высоте до 1 км. Коридор в 10 000 м практически свободен от пернатых.

Насколько высоко способен подняться авиалайнер?

На какой высоте летает пассажирский самолет? Эшелон полета на гражданском авиатранспорте давно рассчитан и определен инженерами-конструкторами воздухоплавательных машин. В среднем он равен 9-12 км над землей. Это обусловлено тем, что на данном расстоянии от земной поверхности воздушное пространство очень разряжено, соответственно, сопротивляемость воздуха сводится к минимуму. Температура за бортом составляет около -50 градусов, что способствует быстрому охлаждению работающих двигателей, и не допускается их перегрев. Самолеты на больших высотах меньше расходуют топлива и быстрее передвигаются. Также на этом расстоянии не летают птицы, а значит, не будет помех при движении.

По всему миру действует определенный стандарт полетов, где установлено, на какой высоте летает пассажирский самолет. При движении воздушного судна на запад высота полета определяется четными величинами: 10-12 км. При перелете на восток эшелон рассчитывается по нечетным параметрам: 9-11 км над землей. Подобное разделение высот обусловлено тем, чтобы избежать непредвиденных авиакатастроф. Ведь в воздухе крупногабаритным судам практически невозможно будет разойтись и избежать столкновений.

На какой высоте летают истребители?

Уровень полета истребителя зависит от его поколения. Сверхзвуковые воздушные судна, к которым относятся практически все современные истребители, обычно следуют на высоте 18–20 км. Однако высота полета может меняться, в зависимости от возможностей самолета. Например, в 1977 году был установлен мировой рекорд высоты, покоренной истребителем: Александр Федотов на МиГ-25 достиг отметки в 37650 метров.

Сравнение высот самолетов

Высота реактивного самолета может достигать 25 км

Итак, как было уже ранее сказано, пассажирские воздушные суда совершают полет высотой около 10-12 км. Выше они не поднимаются по причинам уже известным и понятным нам. Потому диспетчера с земли ведут контроль следования борта с учетом его показателя.
Военные самолеты. В зависимости от их технических характеристик и специфики назначения, такие суда могут достигать значительной высоты. Некоторые перехватчики, разведчики могут подниматься на 25 тысяч метров над уровнем земли.
Грузовые суда. У этих лайнеров такая же высота, как у пассажирских. Расчет высоты их полета исчисляется в максимальном сокращении издержек, собственно, как и в гражданской авиации.
Ну, а совсем легкие самолеты совершают полет на уровне 2 тыс. метров над землей. У таких судов скорость не превышает 300 км/ч.

Движение в небе также интенсивно, как и на обычных дорогах. И если понаблюдать в ясную погоду, то можно увидеть как несколько самолетов одновременно летят на разной высоте. Это зрелище бесспорно завораживает. Остается только восхищаться точным расчетам диспетчеров и профессионализму пилотов.

Гражданские

Высота полета для гражданских самолетов не так важна, но все же есть случаи, когда набор высоты просто необходим, к примеру, чтобы обойти грозовой шторм.

Ту-154

Советский авиалайнер, модернизированный уже в период новой России, эксплуатируется на воздушных трассах с 1972 года. Модель отлично зарекомендовала себя как в дальнемагистральной авиации, так и в полетах на небольшие расстояния.

Максимальная высота, на которой может проводить полет российский авиалайнер Ту-154 равна 11 100 метрам. Интересно, что некоторым самолетам этого типа присвоены собственные имена. А после того как самолет спишут, имя переходит новому борту.

Крейсерская высота самолетов Боинг

Боинг 737-100 – 10 670 метров

Боинг 737NG – 12500 метров

Боинг 747 – 10670 метров

Боинг 747-800 – 13100 метров

Боинг 777 – 11000 метров

Боинг 777-200 – 13140 метров

А380

Реактивный широкофюзеляжный авиалайнер компании «Airbus S.A.S.» самый крупный самолет этого типа. На воздушные авиалинии он встал в 2007 г, и зарекомендовал себя как безопасный и комфортабельный вид воздушного транспорта.

А380 может развивать большую скорость на различных высотах, а практический потолок равен 13 115 м, что является рекордом среди пассажирских авиалайнеров. Надежность самолета привела к тому, что стали изготавливать модели по специальным заказам.

Ил-96

Российский широкофюзеляжный самолет начали эксплуатировать в 1993 г, и сегодня это один из самых популярных дальнемагистральных лайнеров с дальностью полета в 13 000 км.

Кроме рекорда расстояния, российский Ил-96 может совершать полет на высоте 12 000 м, что делает его абсолютным рекордсменом среди российских пассажирских лайнеров данного типа.

Истребители

Для таких типов самолетов высота полета является основной характеристикой, так как эта боевая машина предназначена для уничтожения воздушных целей, и завоевания господства в воздухе.

Lockheed Martin F-35 Lightning II

Под таким наименованием американским КБ «Lockheed Martin» было создано целое семейство боевых машин многофункционального назначения. Сегодня на вооружении состоит палубный истребитель, наземный истребитель, и самолет с укороченным взлетом и вертикальной посадкой.

Практический потолок высоты этих истребителей 18200 м. Многофункциональные истребители пятого поколения F-35 уже поступили на вооружение подразделений ВС США, Великобритании, Израиля и Австралии. Планируется поставить самолеты, способные нести ядерные заряды, в армии Японии и Италии.

F-22 «Raptor»

«Хищная птица», именно так переводится название этого многоцелевого истребителя ВВВС США, была принята на вооружение в 2005 году. F-22 стал первым самолетом пятого поколения в армии Соединенных Штатов.

На сегодня произведено 197 машин, а общая стоимость проекта составила почти 67 млрд долларов США. Истребитель, практический потолок которого равен 20 000 м., впервые был применен в боевых действиях против исламистов в Сирии. Многие специалисты критикуют модель за дороговизну, малую маневренность, а также другие технические недостатки.

Су-35

Российский многоцелевой истребитель поколения 4++, Су-35 в настоящее время является одним из основных самолетов истребительной авиации ВКС России. Впервые опытный экземпляр данного самолета поднялся в воздух в далеком уже 2008 году, а в 2009 году был подписан контракт на поставку самолетов в российские военно-воздушные силы.
В настоящее время самолеты Су-35 находятся на вооружении ВКС России и ВВС Народно-освободительной армии Китая. Максимальная высота полета истребителя составляет 20 000 метров, то есть он сравнивается по данной характеристике с одним из лучших истребителей ВВС США F-22 «Raptor».

Стоит отметить, что в обозримой перспективе на вооружение ВКС России должны поступить и самолеты Су-57, чья высота полета также составит 20 000 метров. Су-35 рассматривается многими военными экспертами как промежуточный вариант между Су-27 и Су-57.

Shenyang J-31

Многоцелевой истребитель пятого поколения, созданный китайскими конструкторами, в первый раз поднялся в воздух в октябре 2012 года, и сейчас испытания уже подходят к концу.

В один из испытательных полетов боевая машина достигла высоты 18 000 метров, но создатели заявляют, что это не предел, и после некоторой доработки J-31 сможет преодолеть отметку в 20 тыс. метров. Новый китайский истребитель назвали «Кречет», но на выставках пока используют бортовой номер первого испытательного образца «31001».

Су-57

Перспективный российский проект пока в стадии разработки, но испытательные полеты СУ-57 уже в завершающей стадии, и вскоре боевой истребитель пятого поколения станет на боевое дежурство ВКС России.

Свой первый полет истребитель с заводским индексом Т-50 совершил в 2010 г, а уже через 3 года началась серийная сборка опытных образцов. Динамический потолок достигается за счет технологичного высотного оборудования самолета и особой аэродинамической конструкции, за счет чего Су-27 может подняться на высоту 20 000 м.

МиГ-31

Из всех самолетов, стоящих сейчас на вооружении, наиболее скоростной и один из самых высотных — российский истребитель-перехватчик МиГ-31, прямой потомок МиГ-25. Благодаря своим мощным двигателям Д-30Ф6, он способен разгоняться аж до 3400 километров в час и подниматься на высоту до 25 тысяч метров. Эти показатели вкупе с дальностью полета без подвесных топливных баков в 2240 километров делают МиГ-31 идеальным перехватчиком в системе комплексной противовоздушной обороны. Группа из четырех таких самолетов способна контролировать воздушное пространство протяженностью по фронту до 1100 километров. На сегодняшний день весь флот МиГ-31 проходит модернизацию до версии БМ, отличающейся новой системой управления вооружением и бортовой РЛС, которая обнаруживает цели на удалении до 320 километров.

Военное руководство СССР пыталось использовать способность МиГ-31 быстро набирать скорость и высоту для решения многих задач, в том числе стратегических. В 1980-х советские конструкторы вели разработку специальной противоспутниковой ракеты для вооружения модифицированных перехватчиков. В случае большой войны эти МиГ-31 должны были уходить на максимальную высоту и атаковать новым оружием спутники противника, висящие на низких орбитах.

Самолеты-разведчики

Чтобы их не обнаружили наземные средства слежения, такие типы самолетов проектировались таким образом, чтобы проводить разведку на максимально больших высотах.

Мартин B-57 «Канберра»

Тактический бомбардировщик В-57 выполнял также разведывательные функции, а поступил на вооружение ВВС США в 1954 г. Сегодня проект закрыт, но два самолета в экспериментальных целях используются NASA.

В свое время широко использовался в районах проведения армией США боевых действий, а также состоял на вооружении армий Тайваня и Пакистана. Практический потолок равен 13 745 м, хотя модифицированный RB-57F мог совершать разведку на высоте 22 860 м.

U-2

Американский высотный самолет-разведчик U-2 впервые поднялся в воздух 1 августа 1955 года. На тот момент эта машина была неуязвима для советских средств ПВО. Дозвуковые U-2 более чем комфортно чувствовали себя на высотах свыше 20 километров и могли оставаться в воздухе до семи часов. Естественно, разведка США активно пользовалась новыми самолетами, регулярно отправляя их в воздушное пространство СССР. Впрочем, длилось это недолго. Первого мая 1960-го на весь мир прогремел скандал с летчиком ЦРУ Фрэнсисом Пауэрсом, который на самолете U-2C углубился в воздушное пространство СССР на две тысячи километров и был сбит зенитной ракетой комплекса С-75.

С появлением у СССР и Китая современных дальнобойных средств ПВО летчики U-2 быстро утратили наглость, с которой раньше вели разведку. Их начали сбивать, и довольно часто. Из 89 построенных U-2 30 машин были потеряны в результате огня с земли и различных летных происшествий. Тем не менее эти самолеты в модификациях U-2S и TU-2S до сих пор служат американской разведке. В строю ВВС США и ЦРУ сегодня остается 31 высотная машина. Они используются в горячих точках для аэрофотосъемки и корректировки артиллерийского огня.

М-55 «Геофизика»

В 1988г в вооруженные силы Советского Союза поступил высотный дозвуковой разведчик М-55, получивший по классификации НАТО прозвище «Mystic-B».

Над созданием таких типов самолетов в СССР задумались после того, как в 1960 г. сбили над своей территорией американский разведчик U-2. В конце 60-х годов конструкторское бюро В. Мясищева начало работу по созданию советского разведчика. М-55 – это самолет двухбалочной конструкции со свободнонесущим крылом, и его потолок высоты 21 550 м. Сегодня в ВКС России осталась одна машина М-55.

Исторические рекордсмены высоты

В свое время эти летательные аппараты удивили мир своими тактико-техническими и летными характеристиками, и вошли в историю, как самые высотные в мире.

SR-71 Blackbird

Американский стратегический разведчик SR-71 — один из главных символов холодной войны. Даже сейчас этот самолет, впервые поднявшийся в воздух в 1964 году, выглядит гостем из будущего: футуристический дизайн, редкая по тем временам компоновочная схема «бесхвостка», стелс-технологии и выдающиеся летно-технические характеристики. В 1976 году «Дрозд» установил абсолютный рекорд скорости среди пилотируемых самолетов с турбореактивными двигателями — 3529,56 километра в час. Максимальная высота, покорившаяся SR-71, — 25 929 метров.

В годы холодной войны эти самолеты стали рабочим инструментом ЦРУ. Они выполняли разведывательные полеты над территорией СССР и Кубы, фотографировали военные объекты Египта, Иордании и Сирии в 1973-м, летали над Индокитаем. SR-71 — единственный тип американских самолетов, который не могли сбить северовьетнамские зенитчики. Он уходил от ракет с помощью резкого набора высоты и увеличения скорости — разведчику даже не нужно было маневрировать, чтобы оторваться от преследования. Однако к концу 70-х годов в СССР появились истребители МиГ-31: им перехват SR-71 был вполне по силам. В конечном счете это и привело к закрытию программы стратегических реактивных разведчиков.

МиГ-25

Сверхзвуковые высотные истребители-перехватчики третьего поколения МиГ-25 начали поступать в советские ВВС в 1970 году. На тот момент в мире не существовало самолета, способного уйти от этой машины. Она развивала скорость до 2800 километров в час и могла забраться на высоту более 20 тысяч метров всего за девять минут. За десятилетия эксплуатации МиГ-25 играл роль перехватчика, разведчика, стратосферного бомбардировщика, истребителя прорыва ПВО, учебно-тренировочной машины. Мощные двигатели и прочный планер позволяли ему выдерживать огромные перегрузки, а новейшая для того времени авионика помогала отлично ориентироваться в воздухе и видеть все типы целей.

МиГ-25 принадлежат 29 мировых рекордов. Самый значительный и до сих пор не побитый ни одним пилотируемым реактивным самолетом установил летчик-испытатель Александр Федотов 21 августа 1977 года. Он поднял свой опытный МиГ-25М на немыслимые 37 650 метров! Конечно, это была облегченная «летающая лаборатория», а не серийный экземпляр. Но и «стандартные» для строевых машин 23 километра — высота, недосягаемая для подавляющего большинства самолетов того времени. Так, в начале 70-х советские летчики на разведывательных модификациях МиГ-25 беспрепятственно летали над всей территорией Израиля, Турции и Ирана.

North American X-15

Ракетоплан не пошел в серийное производство, и было сконструировано лишь несколько опытных экземпляров. Х-15 стал историческим летательным аппаратом, который смог подняться на высоту 107 960 м. Этот рекордный вылет состоялся в 1963 г, и летчик Джозеф Уокер, поднявший свою машину на такую высоту, развил скорость в 6 тыс. км/час. Это был самый высокий полет за всю историю авиации, а главное, удивил общественность, специалистов и всю редакцию TopCafe.su. В 1970 г по ряду причин проект был закрыт, но несколько прототипов используется NASA для проведения экспериментов, и подготовки астронавтов.

Высота и показатели воздуха

Высота и давление

Известно, что на большой высоте воздух разряженный. 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. 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.

Он 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. Каждый человек замечал, что в воде не удается быть таким быстрым и ловким, как на суше. Это происходит по причине более высокой плотности водной среды по сравнению с воздушной.

Подобная же разница, не столь выраженная для человека, но весьма ощутимая для самолета, который движется со скоростью в несколько сотен километров в час, наблюдается и между воздушными массами на разной высоте. Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разряженных 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.

Служба авиадиспетчеров

Идеальную высоту, на которую поднимется самолет, высчитывает диспетчер. Он находится в специальном штабе перед монитором мощного компьютера, где видит все авиаобъекты в небе, которые находятся рядом с конкретным бортом. Оборудование помещения позволяет контролировать ход всего полета каждого судна. В режиме настоящего времени диспетчеры отслеживают:

Местоположение самолета;
Метеорологические условия за бортом;
Ожидаемую атмосферу впереди;
Зоны возможной турбулентности на пути;
Вертикальные и боковые эшелоны следования авиалайнера;
Исправность работы всех систем в самолете;
Поступающие запросы пилотов на бортах и дают оперативные ответы.

Работники невидимого фронта – профессия авиадиспетчера

Авиалайнеры в небе летают не бесконтрольно. В облаках постоянно находятся тысячи воздушных кораблей. Чтобы не допустить их столкновения, соблюдаются строгие «правила воздушного движения». Каждый лайнер движется по своей дороге или реактивному маршруту. При прокладке маршрута или коридора следования учитываются погодные условия, природные катаклизмы, вооруженные конфликты на территории стран, над которыми будет проходить полет.

Эшелон движения каждого судна – это диапазон высот, в пределах которых летит лайнер. Без разрешения диспетчера авиалайнеры не поднимаются выше или не опускаются ниже своего эшелона. Существует также понятие бокового эшелонирования. Два борта могут находиться в воздухе на расстоянии не меньше 10 тысяч метров друг от друга, чтобы не допустить столкновения или завихрения воздушных потоков.

Дополнительная информация. Существуют утвержденные правила, по которым высота, на которую поднимается самолет, зависит от направления его движения. Суда, летящие в восточном направлении, занимают четные высоты, например, 30 или 36 тысяч футов. Авиалайнеры, которые движутся на запад, находятся всегда на нечетных высотах, например, 33 или 39 тысяч футов.

Страхи полетов

Независимо от того, сколько раз доказан тот факт, что коммерческий полет статистически намного безопаснее, чем вождение автомобилем, он приносит мало комфорта людям, которые боятся летать. Если вы авиофоб, и мысль о том, что вам нужно подняться на высоту около 11000 метров в небо и пролететь со скоростью около 850 км. в час, вас пугает, или если вы просто испытываете сильное беспокойство в любой фазе полета, есть несколько способов с этим справляться.

Начните с изучения устройства самолета и полетов, а также познакомьтесь с типами внезапных движений и шумов, которые распространены во время полета. Быть лучше информированным и знать, чего ожидать и что это нормально, может снять много вашего беспокойства. Подавите желание выпить несколько алкогольных напитков перед полетом в баре терминала и на борту, так как алкоголь с большей вероятностью усугубит беспокойство и заставит вас чувствовать себя хуже.

В самолете — особенно во время взлета, посадки и зон турбулентности — сознательно замените негативные мысли о судьбах и мраке в худшем случае позитивными мыслями. Добавьте немного успокаивающей счастливой визуализации. Дышите глубоко контролируемым образом, и, как это ни странно звучит, некоторые пилоты предлагают на самом деле сжать ваши ягодицы вместе. Отвлекайте себя кроссвордом. Кроме того, сидение в передней части самолета обычно уменьшает неровности турбулентности, поэтому постарайтесь зарезервировать там места, если это возможно.

Это может звучать глупо, но помните, что самолеты могут безопасно приземлиться, даже если оба двигателя выйдут из строя.

Как насчет вертолетов?

Вертолеты в основном предназначены для полетов на короткие расстояния и, как правило, летают намного ниже, чем самолеты, обычно на высоте менее 3000 метров. Они также не могут подняться на ту же высоту, что и самолет, потому что вместо крыльев вертолеты летают на вращающихся лопастях.

Источники

https://samoletos.ru/samolety/vysota-poleta
https://AviaCasir.ru/na-kakoj-vysote-letaut-samolety/
https://samolet-aeroport.ru/raznoe/vysota-poleta-passazhirskogo-samoleta.html
https://fly-inform.ru/info/vysota-poleta-samoleta.html
https://zen.yandex.ru/media/id/5947958a3c50f7ad1fec6559/vysota-poleta-samoleta-59df31af7ddde8ec314602d1
https://nasamoletah.ru/sovety/maksimalnaya-vysota-poleta.html
https://turisti.guru/polezno-znat/vysota-poleta-passazhirskogo-samoleta.html
https://www.syl.ru/article/287670/new_na-kakoy-vyisote-letaet-passajirskiy-samolet-i-s-kakoy-skorostyu
https://zen.yandex.ru/media/topcafe/spisok-samyh-vysotnyh-samoletov-v-mire-5c9db429687bdd00b34dd344
https://1gai.ru/publ/522260-kak-vysoko-i-kak-bystro-samolet-mozhet-letat.html
https://topwar.ru/174624-top-3-samyh-vysotnyh-istrebitelej.html
https://ria.ru/20180303/1515470727.html
https://AviationToday.ru/poleznoe/kakoj-vysote-letayut-samolety.html
https://DronGeek.ru/novosti/na-kakoj-vysote-letayut-passazhirskie-samolety

[свернуть]

Источник

Как определить высоту самолета

Определить высоту полета самолета, наблюдая его с земли, можно только зная скорость летательного аппарата, а скорость — только зная высоту. Получается замкнутый круг. Однако задача становится выполнимой, если учесть, что скорости всех пассажирских самолетов примерно одинаковы.

Инструкция

Убедитесь в том, что самолет, высоту полета которого вы желаете определить, является пассажирским (другие самолеты летают с самыми различными скоростями), а также что он уже набрал высоту и еще не снижается (предугадать его скорость во время набора высоты или снижения также невозможно).

Примите скорость летательного аппарата за 800 километров в час — именно примерно с такой скоростью они в основном летают. Учитывая малую точность самого метода измерения, можно считать, что более точное значение скорости также не требуется. Возьмите рулетку и вытяните из нее один метр ленты, поместите на расстоянии ровно в один метр от глаз (для этого можно воспользоваться второй рулеткой, либо вытянуть из единственной рулетки сразу два метра, а потом согнуть ленту под прямым углом) параллельно линии, по которой летит самолет, а рядом расположите секундомер. Определите, за сколько секунд видимое изображение летательного аппарата пройдет расстояние от нулевого до сотого деления рулетки.

Сосчитайте, какое расстояние за это время самолет пролетел на самом деле. Вначале переведите его скорость в метры в секунды, для чего поделите 800 на 3,6. Таким образом, самолет, вероятнее всего, летит со скоростью, равной 222,(2) м/с. Затем умножьте это число на время, измеренное при помощи секундомера. Это и будет расстояние, пройденное им за данный промежуток времени.

Больше никаких вычислений осуществлять не нужно! Благодаря удобному выбору расстояния от глаз до рулетки, а также длины отрезка на рулетке (и то и другое составляет ровно метр), можно принять результат предыдущего вычисления равным высоте самолета. При желании попробуйте решить обратную задачу: зная, что большинство пассажирских самолетов летает на высоте около 9000 метров, найдите скорость полета.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

Высота полета самолета

Тем, кто имеет представление о самолетах только с позиции пассажира или обычного горожанина, наблюдающего летающие машины с земли, сложно сказать наверняка, на какой высоте летают самолеты. Также загадкой является то, кто принимает решение о следовании на определенном уровне над землей, и чем оно бывает продиктовано. Тем не менее высота — важнейший фактор успешности полета и избегания аварийных ситуаций в воздухе.

Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна

Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10000 метров?

Правила расчета идеальной высоты лайнера

Высота полета — достаточно условное понятие. Фактический уровень полета несколько отличается от того, что показывает табло пилоту и что видит перед глазами диспетчер. Это связано с тем, что для расчета фактической показателя потребовалось бы постоянно вводить в расчеты давление, а оно в полете слишком часто меняется, из-за чего может происходить путаница.

Для упрощения расчетов введено такое понятие, как эшелон перехода. Это постоянная величина давления, выставленная на всех самолетах на высотометре в пределах одного воздушного пространства. Значение эшелона перехода сбрасывается только при взлете и при заходе на посадку, т. е. в ситуациях, когда необходимо знание фактической высоты. В разных странах эшелон перехода может отличаться: пилот меняет его по согласованию с диспетчером.

Кроме того, то, на какой высоте летает пассажирский самолет, зависит от направления его движения. Во всех аэропортах мира действует негласное правило выделение «воздушных дорог» — уровень, на котором должен пролетать самолет, чтобы не пересечься с другими воздушными судами. Для самолетов, отправляющихся на восток (юго- и северо-восток), назначается нечетная высота (9 км, 11 км). Для самолетов, летящих на запад — четная.

Разумеется, назначение коридоров происходит с учетом модели самолета, его потенциальных возможностей, веса, мощности и других характеристик. Например, при необходимости самолетом может быть достигнута максимальная высота, если на его пути находится опасная зона турбулентности или грозовой фронт.

Кто определяет идеальную высоту?

В небе в каждый момент времени может находиться в среднем до пяти тысяч воздушных судов. В небе над крупными городами диспетчеры вынуждены планировать каждый рейс таким образом, что порой разница между одним и другим самолетом в высоте составляет всего пару десятков метров.

Таким образом, идеальная высота следования определяется авиаконструкторами, диспетчером и пилотом.

Что такое эшелон в авиации?

Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета

модель и назначение судна;
грузоподъемность и фактическая загруженность на момент полета;
максимально допустимая скорость;
загруженность воздушного коридора, по которому проходит маршрут;
допустимый расход топлива;
степень разреженности атмосферы в конкретной высотной точке.

Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полета

Самые высотные пассажирские самолеты

Самые высотные самолеты среди гражданских строились не для того, чтобы кого-то удивить. Набор высоты позволяет этим самолетам избегать штормов и следовать по воздушным коридорам, недоступным другим моделям. Среди самых высотных моделей выделяют следующие:

Ту-154. Советский надежный пассажирский авиалайнер. Максимальная высота полета — 11 100 метров;
Боинг 737. Самый массовый пассажирский борт за всю историю. Максимальная крейсерская высота — 11 300 м;
А 380. Рекордсмен по максимальной высоте среди пассажирских воздушных судов: 13 115 м.

Таким образом, уровень следования пассажирских судов все равно значительно уступает техническим возможностям военных самолетов.

Рекорды высоты, достигаемые пассажирскими самолетами

Несмотря на то что высотные самолеты теоретически могут достигать больше 13 000 метров над землей, крейсерская высота пассажирских лайнеров практически никогда не превышает 12 000 метров. Это наиболее комфортный вариант для экипажа, пилота, пассажиров и самой техники: так она расходует наименьшее количество топлива и не подвергается преждевременному износу.

Ту-144

Concorde

Однако эти машины были сняты с эксплуатации по ряду причин. Во-первых, они были сложны и дорого обходились в плане технического обслуживания. Во-вторых, в ходе использования этих машин случались инциденты, повлекшие за собой гибель многих людей. В связи с этим самолеты были признаны ненадежными и выведены из использования.

С какой высоты начинается невесомость?

На какой высоте летают истребители?

Источник