Vilken ' är den lägsta kryssningshastigheten för moderna flygplan?

Det kallas stallhastighet. Under vilken vingarna inte ger tillräckligt med lyft för att hålla sig i luften.

En annan minimal hastighet att hålla sig till är den minimala kontrollhastigheten. Under det kommer kontrollytorna inte att kunna motverka att plötsligt förlora en motor.

Men att sakta ner innan landningen har ingenting att göra med att vänta på deras sväng / rensning. Om de behöver vänta går de runt i en cirkel istället.

Att sakta ner är så att de trycker ner med så låg hastighet som möjligt för att begränsa bromssträckan som behövs på banan.

Hissen som en vinge kan generera är proportionell mot hastigheten kvadrat¹. Om flygplanet rör sig för långsamt genom luften stannar det², slår sig ner och börjar sjunka snabbt.

Så ett flygplan med fast ving3 måste flytta åtminstone en viss hastighet, kallad stallhastighet eller $ V_S $. Och normalt bör det finnas något marginalfel så att flygplanet aldrig flyger långsammare än cirka $ 1,3 × V_S $.

Vad $ V_S $ är beror på flygplanet och vikten . Eftersom lyft behövs för att balansera vikt betyder mindre vikt mindre lyft och därmed mindre luftflöde för att generera den. För jetflygplan kan stallhastigheterna variera från cirka 100 knop när de är lätta (~ 185 km / h, ~ 115 mph) till kanske 130 knop (~ 240 km / h, ~ 150 mph) när de laddas⁴.

Å andra sidan definieras vanligtvis maximal hastighet på 250 knop (~ 463 km / h, ~ 288 mph) vid höjd under 10.000 fot så att piloterna har tillräckligt med tid för att se varandra när de flyger nära flygplatserna enligt visuella flygregler eller om flygledaren gör ett misstag.

¹ Det är faktiskt proportionellt mot dynamiskt tryck , vilket är proportionellt mot tryck och kvadrat av hastighet, så när flygplanet klättrar ökar minimihastigheten. Moderna trafikflygplan flyger mycket högt (vanligtvis 32 000 till 42 000 fot) där det lägre trycket och motsvarande lägre drag gör det möjligt att flyga mycket snabbare, men minimihastigheten är också högre.

² Lyft är proportionell mot dynamiskt tryck och vinkel på ge sig på. Vid långsammare hastighet flyger vingen vid högre attackvinkel, vilket är hur flygplanets näsa fortfarande pekar upp när den närmar sig landning. Vingen kan ge mer lyft upp till kritisk attackvinkel över vilken den stannar.

³ Rotorcraft (helikoptrar) skapar luften flödar genom att rotera sina vingar istället och behöver därför inte någon hastighet framåt. De stannar faktiskt när de flyger för snabbt istället när det retirerande bladet inte längre rör sig tillräckligt snabbt bakåt.

⁴ Dessa är värden för höglyftanordningar (klaffar och lameller) utplacerade. När de är indragna är stallhastigheten högre. Stopphastigheten beror också på det relativa vingområdet för ett visst flygplan. exempel A318, A319, A320 och A321-200 har alla samma vinge och därför samma stallhastighet med samma vikt, men de har olika storlek och därför olika typiska vikter. Det finns samma skillnad mellan säg B737-700, B737-800 och B737-900.

Kommentarer

• Mycket trevligt! Jag gillar det enkla svaret med fotnoterna för att indikera att du har täckt alla dina baser.
• En stall vann ' t nödvändigtvis resulterar i en attityd på näsan (och naturligtvis återhämtning behöver vanligtvis börja med att piloten slår ner flygplanet förutom att lägga till kraft för hastighet och sedan dra uppåt). Ta AF447 som bara ett välkänt exempel; Koyovis ' svar på På Air France 447, vad skulle ha varit den lägsta höjden för att initiera återhämtning efter att stallet utvecklats? citerar olycksutredningsrapporten för att ange en vertikal nedgång på 10912 ft / min och en 16,2 graders attityd för näsan som de senaste värdena registrerade av FDR.
• @MichaelKj ö rling, tja, stall kommer alltid att skapa ett stort nedåtgående ögonblick. Piloten kan dock ha tillräckligt med hissbefogenhet och hålla planet stillastående. På stabila flygplan med normala kontroller kan den stora kraften som behövs för att hålla näsan uppe betraktas som ett tydligt tecken på hastighetsförfall, men vissa piloter lyckades ändå stoppa sina plan på detta sätt, utan att inse vad som pågick (I ' har läst om minst två sådana olyckor, men kom inte ihåg ' för att hitta dem nu). På AF447 gjorde Airbus alternativ lag det värre genom att automatiskt trimma hela vägen uppåt när hastigheten sjönk.

Den lägsta hastighet som flygplanet kan flyga (kryssning) kallas stall hastighet . Vid denna hastighet är hissen lika med flygplanets vikt.

Hissen L ges av,

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

där,

$ C_ {L} $ är lyftkoefficienten, $ \ rho $ är densiteten på den höjden och $ S $ är vingplanplanområdet. Under nivå, oaccelererad flygning är hissen lika med vikten.

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

Detta ger stopphastigheten som,

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

Detta är den minsta hastighet som flygplanet kan flyga med. Observera att det beror på tre saker: flygplanets vikt, luftens densitet och $ C_ {L_ {max}} $ för vingavsnittet.

Under landning händer två saker: vikten är lägre (jämfört med startvikten) och klaffarna används, vilket ökar $ C_ {L_ {max}} $, vilket i sin tur minskar den lägsta hastighet som krävs för flygningen. Detta är anledningen till att du känner en hastighetsminskning.

^{Källa: assets.decodedscience.com}

^{Källa: Stall Speed, Prof. Dr. Mustafa Cavcar}

I allmänhet flyger flygplan långt över stallhastigheten. marginal (mellan flyghastighet och stallhastighet) bibehålls, då minskar din flyghastighet när stallhastigheten minskar.

Förmodligen kan ett flygplan kryssa i vilken hastighet som helst så länge det inte stannar. Ibland kommer ATC emellertid att meddela ett flygbesättning och be dem att upprätthålla en viss flyghastighet på grund av trafik eller andra faktorer. Tänk på att stallning är inte baserat på hastighet lika mycket som den är baserad på AOA (angreppsvinkel). Angreppsvinkel är den vinkel som luften möter vingen (om du inte visste). Stannande är när luftflödet r en vinge blir trasig och turbulent eller skiljer sig från vingen. Till en viss punkt kommer en högre attackvinkel att ge mer lyft (det är punkten med klaffar). Det kan dock vara farligt eftersom det också kan framkalla en stall.

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

Bilden ovan visar vad jag försöker att säga. Så länge den kritiska attackvinkeln inte uppnås kan ett flygplan tekniskt flyga med vilken hastighet som helst vid landning (även om ATC ofta kommer att be flygplan att hålla flyghastigheten relativt hög eller låg så att trafiken går smidigt). Boken ”Stick and Rudder” har ett enormt avsnitt om AOA, bland många andra saker.