Warum kann ein Passagierflugzeug bei starkem Gegenwind in Höhen fliegen, wenn die Winde in einer anderen Höhe günstiger sind?

Ich war kürzlich Passagier auf einem Ost-West-Flug. Während des Fluges spielte ich mit der neuen „Flugprofil“-Funktion von Garmin Pilot, die die Windgeschwindigkeiten in verschiedenen Höhen schön anzeigt, und ich bemerkte, dass wir bei FL320 gegen einen Gegenwind von über 80 Knoten flogen, aber wenn wir auf FL220 abgefallen wären, hätten wir würde ungefähr 40 Knoten Gegenwind rasieren. Das scheint ziemlich bedeutsam zu sein. Ein 1.000-NM-Flug mit 355 Knoten Bodengeschwindigkeit (mit der wir kreuzten) würde 17 Minuten Reisezeit bei 40 Knoten weniger Gegenwind einsparen. Das ist eine Effizienzsteigerung von 10 %.

Die Frage ist also, ob wir geblieben sind (oder überhaupt geplant haben), den gesamten Kreuzfahrtteil des Fluges auf FL 320 zu fliegen, nur weil ATC uns dort für Verkehrsleitzwecke halten musste. Gibt es eine noch größere Zunahme? Kraftstoffeffizienz zwischen FL320 und FL220 als 10%, oder ist der Unterschied vernachlässigbar genug, dass es sich nicht lohnt, nach einer anderen Höhe als ATC zu fragen, oder ein anderer Faktor, der hier nicht berücksichtigt wird?

Winde sind ziemlich unbeständig, sodass Sie sich nicht darauf verlassen können, dass sie mehrere Stunden lang gleich bleiben
Ziemlich gute Antworten unten, wenn Sie die Mathematik durcharbeiten, aber es muss betont werden, dass die Fluggesellschaften viel stärker auf minimale Treibstoffkosten optimieren als auf minimale Flugzeit. Während es einige andere Kosten gibt, die mit der Flugzeit steigen (Gehälter der Besatzung, Flugzeugwartung), ist Treibstoff eine große, große Komponente, und sie fliegen, um Geld zu verdienen. Ich finde es auch nützlich, die sehr ungefähre Faustregel zu beachten, dass die wahre Fluggeschwindigkeit um etwa 2% pro 1.000 Fuß Höhe zunimmt. (Die reale Gleichung ist alles andere als linear, daher ist dies eine grobe Schätzung, aber nützlich.)

Antworten (1)

Ihre Bewertung ist insofern fehlerhaft, als sie die unterschiedliche Luftdichte nicht berücksichtigt. Sie geben folgende Bedingungen an:

  • FL320
  • 80 kt Gegenwind
  • 355 kt Geschwindigkeit über Grund
  • 1000 nm Entfernung

und Sie schlagen vor, zu den folgenden Bedingungen abzusteigen:

  • FL220
  • 40 kt Gegenwind

Bei 32.000 ft liegen die Standardbedingungen bei etwa 275 hPa, 225 K und einer Dichte von 0,43 kg m 3 . Wenn Ihr 80-kt-Wind reiner Gegenwind ist, werden 355 kt Geschwindigkeit über Grund in 435 kt TAS übersetzt. Wenn wir diese TAS um die Umgebungsbedingungen korrigieren, erhalten wir eine angezeigte Fluggeschwindigkeit von etwa 255 KIAS. Dies ist die Fluggeschwindigkeit, auf die es wirklich ankommt, denn sie ist das, was das Flugzeug erfährt, wenn es mit der Atmosphäre interagiert.

Wenn wir auf FL220 absteigen, sind die Standardbedingungen 430 hPa, 244 K und 0,61 m 3 , eine Fluggeschwindigkeit von 255 KIAS ergibt eine TAS von 363 kt TAS. Bei einem Gegenwind von 40 its ergibt das eine Geschwindigkeit über Grund von 323 kt. Das ist etwa 30 kt langsamer, als Sie bei FL320 geflogen sind. Ein Flug von 1000 nm dauert etwa 15 Minuten länger.

Es ist jedoch höchstwahrscheinlich möglich, dass das Flugzeug, in dem Sie sich befanden, in der Lage ist, bei FL220 schneller als 255 KIAS zu fliegen, und tatsächlich ist es wahrscheinlich in der Lage, irgendwo um die 310 KIAS zu fliegen. Das Fliegen mit 310 KIAS bei FL220 hat eine wahre Fluggeschwindigkeit oder 440 KTAS und bei 40 kt Gegenwind eine Geschwindigkeit über Grund von 400 kt. Dadurch kommen Sie schneller an Ihr Ziel, aber auf Kosten eines viel höheren Kraftstoffverbrauchs.

Es ist auch wahrscheinlich, dass Sie bei FL320 schneller hätten fliegen können (nicht sicher, welche maximale Machzahl für Sie gewesen wäre), aber auch auf Kosten des Verbrauchs von mehr Treibstoff. Wenn das Flugzeug nicht für die zusätzliche Treibstoffverbrennung geschickt wurde, um bei FL220 schneller zu fliegen, hätten Sie nach dem Sinkflug wahrscheinlich nicht genug Treibstoff, um schnell genug zu fliegen, um den Unterschied in der wahren Fluggeschwindigkeit auszugleichen.

Gute Antwort. Ich stimme Ihrer ersten Aussage, dass meine Einschätzung fehlerhaft war, nicht zu, da eine der von mir vorgestellten Optionen indirekt bestätigte, dass die Dichtehöhe ein Faktor sein würde, aber ansonsten sehr aufschlussreich. Ich bin ein wenig überrascht von der Größe des Unterschieds, den die Dichtehöhe in diesem Beispiel macht, ohne nachzurechnen, schien es nicht so groß zu sein.
@GregTaylor Ich bekomme 0,74 Mach. Perry langsam für ein Verkehrsflugzeug. In was für einem Flugzeug warst du?
Es war ein MD-80, technisch S80.