Passen Flugzeuge die Höhe an den Breitengrad an?

Laut diesem NASA-Artikel erstreckt sich die Troposphäre von etwa 5 Meilen an den Polen bis etwa 9 Meilen am Äquator. Die Höhe der Troposphäre wird jedoch gemäß dieser Aviation SE-Frage durch die Höhe der Tropopause definiert.

Ich würde erwarten, dass der Luftdruck an der Spitze der Troposphäre bei 5 Meilen über den Polen ähnlich wäre wie bei 9 Meilen über dem Äquator.

Mit zunehmender Höhe eines Verkehrsflugzeugs nimmt auch der Anstellwinkel zu, der erforderlich ist, um die gleiche Auftriebsmenge zu erzeugen. Schließlich wird eine Höhe erreicht, in der der Anstellwinkel, der zum Erzeugen eines ausreichenden Auftriebs erforderlich ist, auch der Stall-Anstellwinkel ist. Dies definiert ziemlich genau die Dienstobergrenze eines Flugzeugs. (Sicherlich gibt es noch andere Faktoren, aber das hier ist ein ziemlich großer.)

Dies deutet darauf hin, dass die Dienstgipfelhöhe an den Polen niedriger wäre als am Äquator. Bedeutet dies, dass ein Flugzeug, das eine Polarroute fliegt, in einer geringeren Höhe fliegen würde als eines, das sich in gemäßigten oder tropischen Regionen aufhält?

Flugzeuge in großen Höhen fliegen basierend auf der Druckhöhe. Außerdem ist der Druck/die Temperatur in der Tropopause am Äquator und an den Polen nicht gleich.
Du verwechselst Höhe mit Höhe
Diese Abbildung , die ihre Isobaren zum Fliegen in großer Höhe verwenden, veranschaulicht sowohl die Idee von @J.Hougaard als auch die Antwort auf Ihre Frage. Es ist Teil des Wikipedia-Artikels zur Höhe .

Antworten (2)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
(aviationweather.gov) Bedeutende Wetterkarte.

Beachten Sie die Zahlen in den Kästchen. Sie nehmen mit zunehmendem Breitengrad ab: 450 → 400 → 350 → 250.

Hinweis: Diese Werte ändern sich von Tag zu Tag und von Saison zu Saison, sie sind nicht festgelegt.

Das sind die Tropopausenhöhen . 450 ist FL450, dh 45.000 Fuß bei einer Standard-Höhenmesseranzeige .

Diese Zahl ist bei der Flugplanung sehr wichtig. Jets fliegen normalerweise um diese Zahl herum, um eine optimale Flugzeug- / Triebwerksleistung zu erzielen.

Also ja, du hast Recht, je weiter du vom Äquator fliegst, desto tiefer solltest du fliegen. Die folgenden zwei Aussagen sind jedoch falsch:

  • Ich würde erwarten, dass der Luftdruck an der Spitze der Troposphäre [unabhängig vom Breitengrad gleich ist.]

Der Druckgradient ist immer noch derselbe. Siehe: Warum ist die Troposphäre am Äquator 8 km höher als die Pole?

  • Mit zunehmender Höhe eines Verkehrsflugzeugs nimmt der Anstellwinkel [auch zu.]

Mit zunehmender Höhe steigt auch die Geschwindigkeit, um der dünneren Luft entgegenzuwirken. Bis man in einer Sargecke landet .

Außerdem kann eine Fluggesellschaft bei Polarflügen in hohen Breiten auf die optimale Leistung verzichten, da der Temperaturanstieg dazu beiträgt, dass der Treibstoff nicht gefriert, aber ich kann darin korrigiert werden.

"Mit zunehmender Höhe steigt auch die Geschwindigkeit, um der dünneren Luft entgegenzuwirken." Nur um etwas Farbe hinzuzufügen. Während die wahre Fluggeschwindigkeit zunimmt, während der Auftrieb konstant bleibt, scheint die angezeigte Fluggeschwindigkeit ebenfalls konstant zu bleiben, da der dynamische Druck unverändert bleibt. Sobald sich das Flugzeug jedoch der Schallgeschwindigkeit nähert, wird die Fluggeschwindigkeitsanzeige aufgrund der sich ändernden Kompressibilität der Luft unzuverlässig. Ein Machmeter, das die Schallgeschwindigkeit berücksichtigt, wird verwendet, um das Flugzeug deutlich unter seiner kritischen Machzahl zu halten.
Beachten Sie jedoch, dass die Tropopausenhöhe viel mehr davon abhängt, ob Sie sich im Hoch- oder Tiefdruckgebiet befinden, als vom Breitengrad. Sie können 280 und 400 auf demselben Breitengrad haben. Trotz allgemein richtiger Schlussfolgerung ("Je weiter Sie vom Äquator entfernt sind, desto tiefer sollten Sie fliegen") ist die Argumentation nicht das, was OP glaubt: Der Druck muss am Äquator (auf gleicher Höhe) nicht unbedingt höher sein, aber eben wird (normalerweise) sinnlos, weiter zu klettern, wenn die Temperatur nicht fällt.
Beim zweiten Gedanken hast du recht. Was mich (und ich glaube das OP) verwirrt hat, ist, dass Sie den Druck hätten erwähnen sollen, und ich habe es erwartet, weil es der Kern der Frage war ("Ich würde erwarten, dass der Luftdruck am oberen Rand der Troposphäre ähnlich wäre ...") und es ist grundlegend falsch.
„Sie sollten bei oder unter [Tropopause] fliegen, um eine optimale Flugzeug-/Triebwerksleistung zu erzielen.“ Nein; die eigentliche Regel ist, dass die Effizienz mit der Höhe bis zur Tropopause zunimmt, für eine gewisse Höhe darüber meist konstant ist und dann wieder abnimmt. Man will also zumindest bis zur Tropopause klettern, wenn es die Leistungsfähigkeit (die immer mit der Höhe abnimmt) zulässt, aber nicht viel darüber hinaus. Es hat jedoch keinen Sinn, zurückzugehen, wenn Sie sich in eine Region mit niedrigerer Tropopause bewegen.

Bedeutet dies, dass ein Flugzeug, das eine Polarroute fliegt, in einer geringeren Höhe fliegen würde als eines, das sich in gemäßigten oder tropischen Regionen aufhält?

Ja , aber nicht "dies" .

Ihr Verständnis der Auswirkungen der Höhe ist richtig, außer

  • Aerodynamisch spielt eher die Luftdichte als der Luftdruck eine große Rolle. Die Dichte fällt mit der Höhe ähnlich wie der Druck, aber etwas langsamer.
  • Flugzeuge können eine geringere Dichte mit höherer Geschwindigkeit kompensieren, um eine Erhöhung des Anstellwinkels zu vermeiden, bis sie an eine andere Grenze stoßen.

Im Allgemeinen hängt die Verteilung von Druck und Dichte mit der Höhe nicht wesentlich vom Breitengrad ab, insbesondere wenn wir (wie wir sollten) die korrekte geopotentielle Höhe verwenden . Wie das Diagramm in der Antwort von ymb1 zeigt, hängt der Druck viel mehr vom Wetter als vom Breitengrad ab.

Gleichzeitig wird die Tropopause ausschließlich durch die Temperatur definiert. Im Gegensatz zu Druck und Dichte, die eine gleichmäßige Verteilung haben , hat es "spezielle Punkte", an denen die Verteilung "bricht". Einer dieser Punkte definiert die Troposphäre/Tropopause-Grenze. Und die Temperatur hängt vom Breitengrad ab.

Wenn Sie jedoch eine Polarroute fliegen, möchten Sie in der Tat niedriger fliegen. Aber das liegt einfach daran, dass es nicht viel Sinn macht, höher zu fliegen, wenn die Temperatur nicht mehr sinkt, vor allem, weil die Motoreffizienz nicht steigt. Vielleicht möchten Sie auch aus anderen Gründen klettern, aber das ist ein anderes Thema.

Passen Flugzeuge die Höhe an den Breitengrad an?
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