War die Transatlantiküberquerung für die Concorde zu kurz, um die optimale Reiseflughöhe zu erreichen?

Die einfache Antwort ist, dass die Concorde keine einzige zugewiesene Höhe hatte, sie durfte frei über ~FL450 steigen; Dies wird ausführlich in Episode 166 – Flying the Concorde diskutiert (es lohnt sich, es anzuhören, da es fast jede Concorde-Frage beantwortet!). Wie @pilothead in ihrer Antwort anspielt, kletterte es, als es Treibstoff verbrannte, aber das Flugzeug leitete nie wirklich einen Aufstieg ein, es driftete einfach nach oben, als es Treibstoff verbrannte und leichter wurde.

Auch das komplexe An- und Abflugverfahren wird in der Folge thematisiert. Aufgrund des Kraftstoffverbrauchsplans war die Concorde nicht wirklich in der Lage, länger als eine einzelne Runde in einer Warteschleife zu halten oder einen gestuften Aufstieg mit einigen Routenanpassungen wie viele Verkehrsflugzeuge durchzuführen. Sie hatten ein spezielles Abflugverfahren, bei dem es sich mehr oder weniger um eine Landebahn ohne Unterbrechungen und eine ähnliche Abstiegsoption handelte. Der Flug war also effektiv ein Aufstieg zum Cruise Block und dann ein Gleitflug bis zur Landung. Je nach Wind und Bedingungen an einem bestimmten Tag sowie der Beladung an Bord kann die Reiseflughöhe stark variieren.

Concorde hatte einen Aufstieg von 10.000 fpm und eine maximale Höhe von 60.000 Fuß, sodass die Zeit zum Klettern kein Problem darstellte. Es hatte eine optimale Reiseflughöhe, die mit dem Gewicht variierte, so dass es beim Verbrennen von Kraftstoff höher kletterte, um auf dem Optimum zu bleiben.

Es gab kein anderes Flugzeug, das in diesen Höhen operierte, also erhielt es die Genehmigung, 15.000 Fuß auf einmal zu steigen, und würde während der gesamten Reise steigen, bis ein Abstieg zum Ziel erforderlich war.

"Wir haben kaum Aufstieg."

Das sagte Concorde-Kapitän David Rowland auf rund 43.000 Fuß.

Während Concorde im Vergleich zu einem Unterschall-Jet-Liner ein besseres Schub-/Gewichtsverhältnis hatte, wurde das meiste davon für den Überschallwiderstand benötigt ( Bildquelle ).

Dieser Luftwiderstand hat die Concorde zum Steigen gebracht, da sie an Gewicht verlor (Kraftstoff) und auch, wenn die Luft kälter wurde (mehr Triebwerksschub).

Tatsächlich ist die ROC (Steigrate) der Concorde nur geringfügig besser als die eines typischen Unterschall-Jetliners von heute. Von Eurocontrol :

• Anfänglicher Steigflug: ROC 4000 ft/min
• Steigen auf FL 150: ROC 2000 ft/min
• Steigen Sie auf FL 240: ROC 1500 ft/min
• Cruise Ceiling FL 600: ROC 1200 ft/min

Eine SR-71 hingegen hatte einen beeindruckenden Gesamtdurchschnitt von 3530 ft/min, um auf 70.600 ft zu kommen.

Der Nachbrennereinsatz von Concorde (nach dem Start und dem anfänglichen Steigflug) beschränkte sich auf das Durchbrechen der Schallmauer und bis zum Erreichen von Mach 1,7. Was etwa 43.000 Fuß stattfand. Danach wurde der geeignete Cruise-Climb- Autopilotmodus ausgewählt (entweder Max Climb oder seine Erweiterung Max Cruise, abhängig von der Machzahl).

Max Climb engagiert; Beachten Sie, dass die Zielhöhe 60 [000] Fuß lautet.

Aus dem Concorde-Programm von ITVV (Disc 1) während dieser Beschleunigung auf Mach 1,7 bemerkte der Kapitän, dass die Steiggeschwindigkeit 700 Fuß / min betrug (Nachbrenner waren noch eingeschaltet). Bei Mach 1,7 und ausgeschalteten Nachbrennern bemerkte der Kapitän: "Es ist eine sehr langsame Beschleunigung im Moment, tatsächlich haben wir kaum Steigflug." (ISA war +9°C; es war ein warmer Tag.)

Aber er wies schnell darauf hin, dass es nicht schlecht ist (ein warmer Tag), weil das die lokale Schallgeschwindigkeit schneller macht und daher Mach 1,7 eine schnellere wahre Fluggeschwindigkeit wäre, als wenn es ein kälterer Tag wäre.

Die ISA-Abweichung

Die beiden obigen Abbildungen stammen aus einem Papier , das vom Design Director, Chief Test Pilot und einem Flight Test Manager von Concorde verfasst wurde.

Abb. 5 zeigt den kontinuierlichen Steigflug, während das Flugzeug an Gewicht verlor. Abb. 6 zeigt die Auswirkungen der ISA-Abweichung.

Interessanterweise dauert es unter tropischen Bedingungen häufig weniger als 10 Minuten bis M = 1,0 und etwa 20 Minuten bis M 2,00. Im Nordatlantik kann es 50 - 60 Minuten dauern, bis M = 2,00 erreicht wird, aber die Blockgeschwindigkeiten unterscheiden sich kaum, da die höhere TAS bei heißen Bedingungen die kürzere Zeit bei M 2,00 kompensiert. Dieser Punkt ist in Abbildung 6 dargestellt.

Das Zitat und Abb. 6 bestätigen die Bemerkung des Kapitäns, dass die langsame Beschleunigung/Steigung durch die Zunahme der lokalen Schallgeschwindigkeit ausgeglichen wird.