Was bestimmt die Höchstgeschwindigkeiten für ein bestimmtes Flugzeug?

Eine kurze Liste:

• Höchstgeschwindigkeit mit Klappen bei maximalem Ausschlag (v$_{FE}$)
• Maximale Geschwindigkeit mit Klappen in Startstellung. Fliegen Sie schneller und die Klappen könnten abgerissen werden.
• Höchstgeschwindigkeit bei heruntergefahrenem Gang (v$_{LE}$). Hier versagen nicht das Getriebe selbst, sondern die geöffneten Fahrwerksklappen, wenn diese Geschwindigkeit überschritten wird.
• Höchstgeschwindigkeit für volle Steuerausschläge (Manövriergeschwindigkeit, v$_A$). Ziehen Sie den Steuerknüppel mit höherer Geschwindigkeit bis zum vollen Ausschlag und riskieren Sie, die Struktur zu überlasten.
• Höchstgeschwindigkeit bei böigem Wetter (v$_B$). Hier wird angenommen, dass das Flugzeug zufällig in eine vertikale Böe von 50 (FAR Teil 23) oder sogar 65 (FAR Teil 25) ft/s fliegt, was die Auftriebskraft an den Flügeln stark erhöht. Oberhalb dieser Geschwindigkeit wird eine solche Böe die Flügel überlasten.
• Maximale Betriebsgeschwindigkeit (v$_{MO}$)
• Auslegungsreisegeschwindigkeit (v$_C$)
• Maximale Tauchgeschwindigkeit (v$_D$). Dies ist die Geschwindigkeit, die bei v erreicht wird$_C$Das Flugzeug geht in einen flachen Tauchgang und der Pilot braucht 20 Sekunden, um zu reagieren.
• Maximale Betriebsmachzahl (M$_{MO}$)
• Entwerfen Sie die Kreuzfahrt-Machzahl (M$_C$)
• Maximale Tauchmachzahl (M$_D$). Mindestens 0,05 Mach über v$_C$.

Und das ist nur das, was in der Zertifizierungsordnung aufgeführt ist . Man kann auch unterscheiden zwischen einer Höchstgeschwindigkeit, mit der das Fahrwerk betrieben wird (v$_{LO}$) und das Flugzeug mit ausgefahrenem Fahrwerk geflogen wird, da große Türen im Betrieb öffnen, aber bei ausgefahrenem Fahrwerk wieder geschlossen werden. Und ja, für Flugzeuge mit einziehbaren Landescheinwerfern gibt es sogar eine eigene Höchstgeschwindigkeit, mit der die Landescheinwerfer betrieben werden (V$_{LLO}$). Wie üblich listet Wikipedia sogar noch ein paar mehr auf .

Flugzeuge haben je nach Höhe mehrere Grenzen. Auf niedrigem Niveau begrenzt der dynamische Druck, wie schnell sie fahren können , hauptsächlich aufgrund struktureller Belastungen. Bei hoher Geschwindigkeit verdreht ein ausgelenktes Querruder den Flügel und verringert seine Wirksamkeit. Begrenzen Sie die Geschwindigkeit besser so weit, dass das Querruder noch wirksam ist.

Weiter oben ist es die Machzahl, die Ihre Geschwindigkeit einschränken könnte. Wenn das Flugzeug nicht für Überschallflüge ausgelegt ist, setzen Mach-Tuck und Buffeting eine klare Grenze, und die maximalen Mach-Geschwindigkeiten sind definiert, um zu verhindern, dass sich das Flugzeug in dieses Gebiet wagt.

Wärmelasten könnten eine weitere Grenze darstellen. Die F-16 ist durch die Hitzebelastung ihrer Polycarbonathaube begrenzt und darf in geringer Höhe nicht schneller als 810 KIAS fliegen .

Und Flattern gibt es natürlich immer . Für die Zulassung muss jedoch nachgewiesen werden, dass im zulässigen Geschwindigkeitsbereich +20 % kein Flattern auftritt .

Es gibt verschiedene physikalische Dinge, die die Höchstgeschwindigkeit eines Flugzeugs begrenzen. Welchen Sie zuerst treffen, hängt von der betreffenden Flugzeugzelle ab, aber hier sind einige Dinge, auf die Sie stoßen können (abhängig vom Flugzeug):

• Der Luftwiderstand wirkt im Allgemeinen Ihrem Schub entgegen, was die Geschwindigkeit begrenzt, die Sie im Horizontalflug erreichen können, und ist häufig der praktische Begrenzungsfaktor bei Flugzeugen, die tatsächlich fliegen. Der Horizontalflug ist wichtig zu beachten, da Sie eine enorme Geschwindigkeit gewinnen können, wenn Sie einfach in einen Tauchgang einsteigen.
• Für Propellerflugzeuge gibt es wegen der Propeller einige praktische Geschwindigkeitsbegrenzungen.
• Irgendwann wird das Flattern zum Problem und Sie können dem Flugzeug buchstäblich die Flügel abschütteln.
• Um die Schallgeschwindigkeit herum (Mach 1) werden alle möglichen interessanten Dinge passieren, wenn Sie eine für Unterschall optimierte Flugzeugzelle auf solche Geschwindigkeiten bringen.
• Letztendlich wird Hitze zum eigentlichen Problem , wenn Sie Ihre Motoren und Flügel noch haben . Die Concorde pumpte Kraftstoff durch die Nase, um ein Kühlmittel im Mach-Flugregime zu verwenden, und war teilweise durch die Nasentemperatur geschwindigkeitsbegrenzt. Für den bemannten Flug wird dies am äußersten Ende des Umschlags zum begrenzenden Faktor, und Flugzeuge wie die SR-71 hatten eine sehr körperlich anstrengende Umgebung.

Der Hauptgrund:

Strukturelle Integrität des Flügels. Die Auftriebsgleichung ist unten aufgeführt:

Sie können sehen, dass die Fluggeschwindigkeit der einflussreichste Faktor für den Auftrieb ist, da der Term quadriert ist. Denken Sie auch daran, dass der Auftrieb eine Kraft ist, so dass zu viel Auftrieb den Flügel vom Flugzeug abreißen kann. Ein Flugzeugflügel darf nur so viel Kraft aufnehmen, bevor die strukturelle Integrität versagt.