Qual ' é a velocidade de cruzeiro mínima dos aviões modernos?

Muitas vezes, ao se aproximar do pouso, sinto a aeronave desacelerar consideravelmente, ela ainda não pousou, mas meio que flutua aguardando autorização para pousar. Eu queria saber se existe alguma velocidade de cruzeiro mínima definida para aviões de passageiros.

Resposta

É chamada de velocidade de estol. Abaixo da qual as asas não darão sustentação suficiente para permanecer no ar.

Outra velocidade mínima a ser seguida é a velocidade de controle mínima. Abaixo disso, as superfícies de controle não serão capazes de neutralizar a perda repentina de um motor.

No entanto, desacelerar antes de pousar não tem nada a ver com esperar por sua curva / liberação. Se eles precisarem esperar, eles darão a volta em um círculo.

A desaceleração é para que eles toquem na velocidade mais baixa possível para limitar a distância de frenagem necessária na pista.

Resposta

A força de sustentação que uma asa é capaz de gerar é proporcional ao quadrado da velocidade¹. Se a aeronave estiver se movendo muito lentamente no ar, ela estolará², cairá e começará a descer rapidamente.

Portanto, uma aeronave de asa fixa³ deve se mover pelo menos um pouco de velocidade, chamada de velocidade de estolamento ou $ V_S $. E normalmente algum erro de margem deve ser deixado, para que a aeronave nunca voe mais devagar do que cerca de $ 1,3 × V_S $.

O valor de $ V_S $ depende da aeronave e do peso . Como a elevação é necessária para equilibrar o peso, menos peso significa menos elevação necessária e, portanto, menos fluxo de ar para gerá-la. Para aviões a jato, as velocidades de estol podem variar de cerca de 100 nós quando leves (~ 185 km / h, ~ 115 mph) a talvez 130 nós (~ 240 km / h, ~ 150 mph) quando carregados⁴.

Por outro lado, em altitude abaixo de 10.000 pés, a velocidade máxima de 250 nós (~ 463 km / h, ~ 288 mph) é geralmente definida para que os pilotos tenham tempo suficiente para ver uns aos outros quando voam perto os aeroportos sob regras de voo visual ou no caso de o controlador cometer um erro.


¹ Na verdade, é proporcional à pressão dinâmica , que é proporcional à pressão e ao quadrado da velocidade, de modo que conforme a aeronave sobe, a velocidade mínima aumenta. Os aviões modernos voam muito alto (geralmente 32.000 a 42.000 pés), onde a pressão mais baixa e o arrasto inferior correspondente permitem voar muito mais rápido, mas a velocidade mínima também é mais alta.

² A elevação é proporcional à pressão dinâmica e ao ângulo de ataque. Em uma velocidade mais lenta, a asa voa em um ângulo de ataque mais alto, que é como o nariz da aeronave ainda aponta para cima quando se aproxima do pouso. A asa é capaz de fornecer mais sustentação até ângulo de ataque crítico acima do qual ela perde.

³ Rotorcraft (helicópteros) criam o ar flui girando suas asas em vez disso e, portanto, não precisa de nenhuma velocidade de avanço. Na verdade, eles estolam quando voam muito rápido, em vez de quando a lâmina em recuo não está mais se movendo para trás rápido o suficiente.

⁴ Esses são valores para dispositivos de alta elevação (flaps e slats) implantados. Com eles retraídos, a velocidade de estol é maior. A velocidade de estol também depende da área relativa da asa de uma aeronave específica. exemplos A318, A319, A320 e A321-200 têm todos a mesma asa e, portanto, a mesma velocidade de estol e o mesmo peso, mas eles têm tamanhos diferentes e, portanto, pesos típicos diferentes. Há uma diferença semelhante entre, digamos, B737-700, B737-800 e B737-900.

Comentários

  • Muito bom! Gosto da resposta simples com as notas de rodapé para indicar que você cobrimos todas as suas bases.
  • Um estol vencido ‘ necessariamente resulta em uma atitude de nariz para baixo (e, claro, recuperação geralmente precisa começar com o piloto lançando a aeronave para baixo, além de adicionar potência para velocidade e, em seguida, puxando de volta para cima). Considere o AF447 apenas como um exemplo bem conhecido; Koyovis ‘ resposta à On Air France 447, qual teria sido a altitude mais baixa para iniciar a recuperação após o desenvolvimento do estol? cita o relatório de investigação do acidente especificando uma queda vertical de 10912 pés / min e uma atitude de inclinação do nariz para cima de 16,2 graus como os últimos valores registrados pelo FDR.
  • @MichaelKj ö rling, bem, o estol sempre criará um grande momento de queda. O piloto pode, entretanto, ter autoridade suficiente para o elevador e manter o avião estolado. Em aeronaves estáveis com controles normais, a grande força necessária para manter o nariz erguido pode ser considerada um sinal revelador de queda na velocidade, mas alguns pilotos ainda conseguiram estolar seus aviões dessa forma, sem perceber o que estava acontecendo (I ‘ Já li sobre pelo menos dois desses acidentes, mas não ‘ não me lembro o suficiente para encontrá-los agora). No AF447, a lei alternativa do Airbus piorou as coisas ao ajustar automaticamente o nariz para cima à medida que a velocidade diminuía.

Resposta

A velocidade mínima na qual a aeronave pode voar (cruzeiro) é chamada de estol velocidade . Nessa velocidade, a sustentação é igual ao peso da aeronave.

A sustentação L é dada por,

$ L = \ frac {1} {2} C_ {L} \ rho SV ^ {2} $,

onde,

$ C_ {L} $ é o coeficiente de sustentação, $ \ rho $ é a densidade naquela altitude e $ S $ é a área da forma da asa. Durante o vôo nivelado não acelerado, a sustentação é igual ao peso.

$ L = W = \ frac {1} {2} C_ {L} \ rho SV ^ {2} $

Isso dá a velocidade de estolagem como,

$ V_ {s} = \ sqrt {\ frac {2 W} {\ rho C_ {L_ {max}} S}} $

Esta é a velocidade mínima em que a aeronave pode voar. Observe que isso depende de três coisas: o peso da aeronave, a densidade do ar e $ C_ {L_ {max}} $ da seção da asa.

Durante o pouso, duas coisas acontecem: o o peso é menor (comparado ao peso de decolagem), e os flaps são acionados, o que aumenta $ C_ {L_ {max}} $, o que por sua vez reduz a velocidade mínima necessária para o vôo. Este é o motivo pelo qual você está sentindo uma redução na velocidade.

Boeing 777 Flaps
Fonte: assets.decodedscience.com

Boeing 747-200 Elevador
Fonte: Stall Speed, Prof. Dr. Mustafa Cavcar

Em geral, as aeronaves voam bem acima da velocidade de stall. margem (entre a velocidade de vôo e velocidade de estol) é mantida, então sua velocidade de vôo irá reduzir quando a velocidade de estol for reduzida.

Resposta

Indiscutivelmente, uma aeronave pode cruzar em qualquer velocidade, desde que não estole. No entanto, às vezes, o ATC notifica uma tripulação de voo e diz a eles para manter uma determinada velocidade devido ao tráfego ou outros fatores. Lembre-se de que estolar é não é baseado na velocidade tanto quanto é baseado em AOA (ângulo de ataque). Ângulo de ataque é o ângulo em que o ar encontra a asa (caso você não saiba). Estagnação é quando o fluxo de ar sobe r uma asa se quebra e fica turbulenta ou se separa da asa. Até certo ponto, um ângulo de ataque mais alto concederá mais sustentação (esse é o ponto dos flaps). No entanto, pode ser perigoso, pois também pode induzir um estol.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/StallFormation.svg/350px-StallFormation.svg.png

A imagem acima mostra o que estou tentando dizer. Assim, desde que o ângulo crítico de ataque não seja alcançado, uma aeronave pode voar tecnicamente em qualquer velocidade após o pouso (embora o ATC frequentemente solicite que os aviões mantenham a velocidade relativamente alta ou baixa para que o tráfego funcione sem problemas). O livro, “Stick and Rudder” tem uma seção enorme sobre AOA, entre muitas outras coisas.

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