Какая скорость самолета при взлете

Как осуществляется взлет?

Аэродинамика любого лайнера обеспечивается конфигурацией крыла или крыльев. Эта конфигурация практически для всех самолетов одинакова за исключением мелких деталей. Нижняя часть крыла всегда плоская, верхняя – выпуклая. Причем, тип самолета от этого не зависит.

Воздух, который при наборе скорости проходит под крылом, не меняет своих свойств. Однако воздух, который в то же время проходит через верхнюю часть крыла, сужается. Следовательно, через верхнюю часть проходит меньший объем воздуха. Это приводит к возникновению разницы давления под и над крыльями самолета. В результате давление над крылом понижается, под крылом – повышается. И именно благодаря разнице давлений образуется подъемная сила, которая толкает крыло вверх, а вместе с крылом и сам самолет. В тот момент, когда подъемная сила превышает вес лайнера, самолет отрывается от земли. Это происходит с увеличением скорости движения лайнера (при росте скорости растет и подъемная сила). Также у пилота есть возможность управлять закрылками на крыле. Если опустить закрылки, подъемная сила под крылом меняет вектор, и самолет резко набирает высоту.

Интересно то, что ровный горизонтальный полет лайнера будет обеспечен в том случае, если подъемная сила будет равна весу самолета.

Итак, подъемная сила определяет, при какой скорости самолет оторвется от земли и начнет полет. Также играет роль вес лайнера, его аэродинамические характеристики, сила тяги двигателей.

Виды взлёта

Различные «мешающие» факторы, которые приходится преодолевать для поднятия самолёта в воздух (погодные условия, направление ветра, ограниченная взлётная полоса, ограниченная мощность двигателя и т.д.), побудили авиаконструкторов к созданию множества способов их обхода. Усовершенствовалась не только конструкция летающих аппаратов, но и сам процесс их взлёта. Таким образом, были разработаны несколько видов взлёта:

  • С тормозов. Разгон самолёта начинается только после того, как двигатели достигнут установленного режима тяги, а до тех пор аппарат удерживается на месте при помощи тормозов;
  • Простой классический взлёт, предполагающий постепенный набор тяги двигателя во время движения самолёта по взлётной полосе;
  • Взлёт с использованием вспомогательных средств. Характерно для самолётов, несущих боевую службу на авианосцах. Ограниченная дистанция взлётной полосы компенсируется использованием трамплинов, катапультными устройствами или даже установленными на самолёт дополнительными ракетными двигателями;
  • Вертикальный взлёт. Возможен при наличии у самолёта двигателей с вертикальной тягой (пример – отечественный Як-38). Такие аппараты, аналогично вертолётам, сначала набирают высоту с места по вертикали либо при разгоне с очень малого расстояния, а затем плавно переходят в горизонтальный полёт.

Рассмотрим в качестве примера фазы взлёты реактивного самолёта Боинг 737.

Взлет Boeing 737-800

Какую скорость развивает лайнер перед взлётом и приземлением

Скорость пассажирских самолётов при взлёте и посадке отличается.

Важно! Только после оценки погодных условий и особенностей взлётной полосы лётчик принимает решение, какая скорость разгона оптимальная, чтобы лайнер взлетел.

Взлёт пассажирского Боинга 737

Гражданские самолёты взлетают по классической схеме: при отрыве от земли двигатель набирает нужную тягу. Процесс:

  1. Когда двигатель достигнет 800 оборотов в минуту, авиалайнер начинает движение. Лётчик держит ручку управления в нейтральном положении, плавно отпуская тормоза. Воздушное судно разгоняется на 3-х колёсах.
  2. Скорость самолёта при взлёте должна достигнуть около 180 км/ч. Лётчик начинает плавно тянуть ручку, отклоняются щитки-закрылки, и нос аппарата поднимается. Лайнер ускоряется на 2-х шасси.
  3. Пока Boeing не набрал 220км/ч, он ускоряется с приподнятым носом на 2-х колёсах. Достигнув этой отметки, судно взлетает.

Заключительный этап полёта – посадка. С высоты 25 метров начинается снижение. У Боинга 737 посадочная скорость 250 – 270 км/ч.

Скорость взлета Боинг 747

Boeing 747 способен развить взлётную скорость до 270 км/ч. Посадка совершается в 4 этапа:

  1. Выравнивание. Начинается на 8-10 метрах и оканчивается на 1 метре. Вертикальная скорость снижения приближается к нулевой отметке.
  2. Выдерживание. Скорость падает, судно плавно снижается.
  3. Парашютирование. Вертикальная скорость увеличивается, подъёмная сила крыла уменьшается.
  4. Приземление.

При контакте с землёй фиксируют посадочную скорость авиалайнера. У Боинга 747 она около 260 км/ч.

Какая скорость у самолёта при взлёте, зависит от разных факторов: особенностей взлётно-посадочной полосы, направления и силы ветра, влажности воздуха и давления.  Разогнав пассажирский лайнер, лётчик плавно отпускает тормоза. Судно продолжает двигаться на 3-х шасси. Скорость возрастает и в момент взлёта достигает примерно 220-270 км/ч. Скорость самолётов разных моделей при взлёте и посадке отличается.

Почему самолёт гудит перед взлётом

Люди, впервые отправляющиеся в полёт, пугаются странных звуков, издаваемых лайнером в начале движения. Не нужно паниковать и нервничать. Гул перед взлётом – это нормальное явление. Когда запускаются двигатели, в салоне может шуметь система кондиционирования. Это лётчики проверяют вентиляторы на предмет исправности.

Двигатели подготавливают к полету, и звуки бывают очень громкими. Гидравлический мотор сильно гудит, иногда из-за работы бортового оборудования слышно рычание. Через 2 минуты, когда лайнер взлетит, убираются закрылки. Это сопровождается характерным шумом в салоне. На эти звуки не нужно реагировать.

Самые быстрые сверхзвуковые самолеты

  • МиГ-17 – номинальная скорость полета составляет 861 км/ч. Несмотря на то что это не такой уж и большой показатель, это не помешало стать этой ударной машине самой распространенной в мире.

  • Bell X-1 – этот самолет разработан в США. Он осуществил свой первый полет еще в далеком 1947 году. В этом полете удалось произвести разгон аппарата до скорости в 1541 км/ч. В настоящий момент эта единственная машина находится в музее в США.

  • North X-15 имел ракетный двигатель, но в отличие от предыдущей модели он максимально разогнался до скорости 6167 км/ч. Этот полет был осуществлен в 1959 году. Всего было создано три таких аппарата, которые занимались изучением верхних слоев атмосферы и ее реакции на вхождение в нее крылатых тел.

  • Lockheed SR-71 Blackbird – это военный разведчик, который мог достигать скорости в 3700 км/ч. Он стоял на вооружении в США до 1998 года.

  • МиГ-25 мог развивать скорость до 3000 км/ч. Машина отличалась высокими летными и боевыми показателями. В 1976 году советский летчик угнал одну такую машину в Японию, где произвели ее детальное изучение.

  • МиГ-31 впервые оторвался от взлетной полосы 1975 года, этот перехватчик может летать со скоростью в 2,35 Маха или же 2500 км/ч.

  • F-22 Raptor – военный самолет американского производства. Он относится к самолетам 5 поколения. Крейсерская скорость машины составляет 1890 км/ч, а максимальная доходит до 2570 км/ч.

  • Су-100 является ударным разведчиком. Хотя при проектировании было много вариантов его использования. Но все же он очень быстр и может лететь на скорости в 3200 км/ч.

  • XB-70 – данный самолет настолько быстр, что во время первых испытаний с него было сорвано потоком воздуха 60 сантиметров кромки. В настоящее время существует только одна такая машина, и та в музее США. Разогнать его удалось до скорости 3187 км/ч.

  • Ту-144 был создан в ответ на изготовленный в Британии «Конкорд» в 1960-х годах. Он развивал максимальную скорость до 2500 км/ч. Всего было построено 16 таких машин, в настоящее время не эксплуатируется.

  • Aerospatiale-BAC Concorde – это пассажирский аппарат, который активно использовался в авиаперевозках пассажиров. Его крейсерская скорость составляла 2150 км/ч, а максимальная – 2330 км/ч. С 2003 года не используется.

В настоящее время самые развитые страны мира активно работают над созданием самолетов нового поколения, которые должны обладать еще лучшими летными показателями. 

Aerospatiale-BAC Concorde

Рассмотрим понятие скорости самолета с физической стороны:

Скорость. Скоростью движения какого-либо тела (в том числе самолета) называется отношение длины пройденного пути ко времени, в течение которого тело проходит этот путь. Если движение происходит с переменной скоростью, то можно рассматривать среднюю скорость движения на определенном участке пути и скорость движения в данный момент. Для того чтобы определить скорость движения в данный момент, следует брать достаточно малые промежутки времени. Чем меньше взят интервал времени, тем точнее будет определена скорость в данный момент.

В технике принято измерять скорость в метрах в секунду (м/сек) и в километрах в час (км/ч). Для того чтобы скорость, выраженную в метрах в секунду, перевести в километры в час, необходимо умножить значение скорости на 3,6.

Например, скорость звука на высоте 8 000 м составляет 308 м/сек, или 308 X 3,6 = 1108,8 ж 1109 км/ч.

Истинная скорость. Скорость, с которой движется самолет относительно воздушной среды, называется истинной или воздушной скоростью Уи.

Истинная скорость определяет величину аэродинамических сил и моментов, действующих на самолет.

При отсутствии ветра истинная скорость совпадает с путевой скоростью — скоростью движения самолета относительно земли.

Приборная скорость. В авиационной технике нашло широкое применение определение скорости при помощи замера разности полного и статического давлений воздуха. Приемником полного давления является специальный насадок (трубка), установленный на самолете (например ТП-156). Статическое давление обычно подводится к прибору от заборника, представляющего собой калиброванное отверстие в одной из точек фюзеляжа. Скорость, измеренная указанным образом, называется приборной скоростью УПр.

Попятно, что уменьшение плотности воздуха при постоянной истинной скорости будет сопровождаться уменьшением скоростного напора и, следовательно, уменьшением приборной скорости.

Указатель скорости не является идеально точным инструментом. В его показания необходимо вводить инструментальную поправку б Приемник статического давления также не является идеальным — на измерении давления сказывается возмущение воздушного давления в месте расположения приемника.

Вертикальная ось лежит в плоскости симметрии самолета и направлена в сторону верхней поверхности крыла. В скоростной системе ось О у перпендикулярна оси О*. В связанной системе ось перпендикулярна основе.

Поперечная ось направлена в сторону правого крыла.

Угол между направлением скорости набегающего потока и плоскостью хорд крыла называется углом атаки а.

Угол между направлением скорости набегающего потока и плоскостью симметрии самолета называется углом скольжения.

Перегрузкой п называется безразмерное отношение, показывающее, во сколько раз сумма всех действующих на тело сил (кроме силы тяжести) больше веса тела. Если перегрузка равна нулю, то это значит, что на тело действует только неуравновешенная сила тяжести, а сумма остальных сил равна нулю.

Скоростные показатели пассажирских авиалайнеров

  • Ту-134 является пассажирским лайнером для полетов малой протяженности. Максимальное количество пассажиров на борту – 96 человек. Крейсерская скорость машины составляет 850 км/ч.

  • Ту-154 разработан для перелетов на средние протяженности. На борту могут находиться до 180 пассажиров. При этом крейсерская скорость машины составляет 950 км/ч.

  • Ту-204 – среднемагистральный лайнер, который может перевозить до 214 пассажиров на борту. Оптимальная скорость полета составляет 850 км/ч.

  • «Сухой Суперджет-100» эксплуатируется на авиалиниях с малой загрузкой. Салон может разместить 98 человек, а крейсерская скорость имеет показатель в 830 км/ч.

  • ИЛ-62 обеспечивает перевозку пассажиров на дальние дистанции. Экономвариант салона может разместить 198 человек. Нормальной крейсерской скоростью является скорость в 850 км/ч.

  • ИЛ-86 – огромный лайнер для перелетов средней дальности. На борту может быть максимальное количество пассажиров в 314 человек. Несмотря на большие размеры, он имеет крейсерскую скорость в 950 км/ч.

  • ИЛ-96 является самолетом с большой протяженностью полета и рассчитан на перевозку 300 пассажиров в салоне экономкласса. Оптимальной скоростью является 900 км/ч.

  • Airbus A310 изготовляется в разной комплектации, что позволяет использовать машину на линиях с различной протяженностью. Стандартным для этой машины остается число пассажиров в 183 и показатели скорости в 858 км/ч.

  • Airbus A320 – эта машина может осуществлять перевозку пассажиров на средних дистанциях полета, с крейсерской скоростью в 853 км/ч. В самолете могут расположиться 149 пассажиров.

  • Airbus A330 изготовлен для длительных перелетов с максимальным количеством пассажиров на борту до 398 человек. При перелете крейсерская скорость составляет 925 км/ч.

  • Boeing-747 имеет крейсерскую скорость полета в 917 км/ч. Машина имеет возможность осуществлять дальние перевозки до 298 человек.

  • Boeing-777 также производит длительные перелеты, но количество пассажиров в экономичном варианте салона достигает всего лишь 148 человек, а оптимальная скорость полета имеет показатель в 891 км/ч.

Все же пассажирские самолеты обладают невысокой крейсерской и максимальной скоростью полета, хотя бывают и исключения из правил. Так, например, самолет «Конкорд» или Ту-144 могут похвастаться высокими скоростными показателями. Совсем недавно корпорация «Боинг» заявила о создании нового высокоскоростного пассажирского аппарата, который предварительно окрещен как Zehst. В планах руководства компании и конструкторов довести скорость данной модели до 5029 км/ч.

Самые высокие скорости полета имеют более новые военные машины, которые достигают сверхзвуковых скоростей.

Виды взлёта

Для отрыва от земли летательный аппарат преодолевает препятствия: протяжённость взлётно-посадочной полосы, погодные факторы, направление ветра. Авиаконструкторы разработали разные способы обхода этих препятствий. Специалисты усовершенствовали не только конструкцию воздушных судов, но и процесс взлёта.

Различают 4 разновидности взлёта:

  • Классический. Во время движения лайнера по взлётной полосе двигатель постепенно набирает тягу.
  • С тормозов. Ускорение движения летательного аппарата начинается после достижения двигателями установленного режима тяги. До этого воздушное судно с помощью тормозов удерживается на земле.
  • Посредством дополнительных средств. Применимо для боевых самолётов, которые несут службу на авианосцах. Малую протяжённость взлётно-посадочной полосы компенсируют катапультами, ракетными двигателями, установленными на самолёт или трамплинами.

Если у лайнера двигатели с вертикальной тягой (российский Як-38, к примеру), возможен вертикальный взлёт. Такие суда, как вертолёты, набирают сначала высоту с места по вертикали или их разгоняют с небольшого расстояния и постепенно переводят в горизонтальный полёт.

Какая скорость самолета при посадке?

Лайнер садится на посадочную полосу не сразу. В первую очередь происходит снижение скорости лайнера, сбавление высоты. Сначала самолет касается взлетно-посадочной полосы колесами шасси, затем движется с большой скоростью уже на земле, и только тогда тормозит. Момент контакта с ВВП почти всегда сопровождается тряской в салоне, что может вызывать беспокойство у пассажиров. Но ничего страшного в этом нет.

Скорость при посадке самолета практически лишь немного ниже, чем при взлете. Большой «Боинг-747» при приближении к взлетно-посадочной полосе имеет скорость в среднем 260 километров в час. Такая скорость должна быть у лайнера в воздухе. Но, опять-таки, конкретное значение скорости рассчитывается индивидуально для всех лайнеров с учетом их веса, загруженности, погодных условий. Если самолет очень большой и тяжелый, то и скорость посадки должна быть выше, ведь при посадке также необходимо «держать» требуемую подъемную силу. Уже после контакта с ВВП и при движении по земле пилот может тормозить средствами шасси и закрылок на крыльях самолета.

Скорость полета

Скорость при посадке самолета и при взлете сильно отличается от скорости, с которой движется самолет на высоте 10 км. Чаще всего самолеты летают на скорости, которая составляет 80% от максимальной. Так максимальная скорость популярного Airbus A380 составляет 1020 км/час. Фактически полет на крейсерской скорости составляет 850-900 км/час. Популярный «Боинг 747» может лететь со скоростью 988 км/час, но фактически его скорость составляет тоже 850-900 км/час. Как видите, скорость полета кардинально отличается от скорости при посадке самолета.

Отметим, что сегодня компания Boeing разрабатывает лайнер, который сможет набирать скорость полета на больших высотах до 5000 километров в час.

Ссылка на основную публикацию