常規飛機很難在30公里以上高度飛行的原因是什麼?

時間 2021-05-06 21:32:41

1樓:齏末砂粥冷

大氣在12公里以上就太稀薄了,再往上太稀薄公升力太小託不住飛機

另外,空氣太稀薄發動機燃燒效率急劇降低,推力急劇衰減,沒法提供足夠推力

2樓:

大氣是在重力的作用下才圍繞在地球表面的,且空氣具有可壓縮性,因此高度越高空氣越稀薄(想一想高原反應就明白了)。所以,隨著飛行高度的增大,機翼產生的公升力越來越小,當公升力不足以抵抗飛機所受重力時,就無法飛得更高了。這是通俗的解釋,更專業的解釋涉及標準大氣、動壓、公升力係數、實用公升限等概念。

3樓:CHARLIE

那個高度,是不是要帶氧氣助燃呢?

要不然換液體或者固體火箭助推器……和火箭發動機……和火箭外形……和火箭其他零部件。

沒關係,你給這東西起個小名叫「灰機」或者灰機號低軌火箭,我們沒意見的。

4樓:移動的假眼

從理論分析的角度回答一下。

首先只考慮飛行器的豎直方向受力(公升力與重力平衡)。假設飛行器飛行姿態不變,並且先不考慮飛行速度對公升力係數的影響。那麼可以先假設飛行器的公升力係數為乙個常數CL。

那麼可由公升力公式計算得公升力L=0.5*dP*CL*A,dP為來流動壓(手機不好敲出來,定義為來流密度乘以來流速度)。A為飛行器參考面積,也是個常數

常規飛行器就按普通客機估計吧,一般巡航高度為11km左右,巡航馬赫數0.78左右。那麼保證公升力不變的情況下(保證動壓不變)可以計算得在30km處其對應的馬赫數為3.3左右。

接下來,我們先分析飛行器本身能不能達到這個飛行條件。首先是速度,應該是問題不大(1100m/s左右)。結構強度應該能扛得住。

然後是溫度,這就是個大問題了。雖然說這高度下靜溫很低,然而飛機外表面感受到的是來流總溫,此時大概是740K左右(大概是470°)。一般飛機的桁架結構可受不了這個,大概率會結構失效然後解體。

所以這不是去送……

現實就是這樣,首先是推力不夠,飛不上去。即使飛上去了也大概率會因為耐熱問題解體。當然,上邊的關於姿態與公升阻力係數的假設與實際不符。

不過實際情況下它們只會進一步導致推力不足:1增大攻角以增大公升力係數也會導致阻力係數的增大,2超音速飛行有比較大的激波阻力(這也是民航0.78巡航馬赫數的一部分原因)

5樓:禁與千尋

↓這是常規飛機的飛行原理

常規飛機能飛在空中不掉下來,靠的就是不努力原理產生的公升力,而能產生公升力,是需要空氣的。

而高度越高,空氣越稀薄,空氣越稀薄,產生的公升力越小。

這有點類似電扇在真空中就扇不出風一樣。

沒有公升力了,飛機自然飛不了了。

6樓:側目

不困難,就一句話,可以,但沒必要。

高度為30公里的時候是在大氣層的平流層,也就是同溫層。

平流層位於對流層之上,頂層距離地面約50公里,在平流層的下班不大約20公里一下,七溫度不隨高度而變化常年的平均值為零下56度左右,然後隨著高度的增加溫度開始上公升,知道頂部溫度上公升,到0度左右,,從中的空氣稀薄水蒸氣極少通常沒有雲,雨,雪,冰雹等現象。在這一層裡的大氣,能見度好氣流平穩,空氣阻力較低對飛行有利。

現代的噴氣式客機大多在11到12公里左右的平流層底層飛行,從這張表裡面,我們可以看到在30,000公尺的高度大氣溫度大約和9千公尺到1萬公尺左右時候相差不多。所以單純的溫度並不是主要原因。

那麼從這張表裡面可以看出高度10,000到12,000公尺的時候和高度30,000公尺最大的差距是在於大氣壓力和大氣密度上。

7樓:Chopstick

軍用飛機能飛這麼高的都沒幾個。「常規」的客用,商用,能飛這麼高的,暫時還沒有投入使用的。

原因:1.太高了,氧氣少,一般發動機上不去;

2.太高了,空氣密度低,一般的飛機機翼生力不夠;

3.缺乏經濟性,滿足了上面兩個條件,生產成本高不說,燃料要求更高,消耗也更大。

所以常規飛機飛不上去(不是很難,是沒法飛上去)。幾個能上去的軍用機也是拿錢砸上去的。

8樓:廟旺衝

原因有二:1.你數學太差;2.你把迪克牛仔當成了數學老師,他又沒教你一公尺等於多少英呎。

人家唱的是三萬英呎,不是三萬公尺。三英呎才差不多一公尺。

9樓:Anders Liu

朋友,你可能是記錯了歌詞。

「遠離地面,快接近三萬英呎的距離」

三萬英呎,不是三萬公尺。1英呎大約0.3048公尺,三萬英呎大概9000多公尺,一萬公尺上下,正是一般客機的巡航高度。

10樓:暴躁的巨鎚

其實只有公尺格25極限高度到過三萬公尺以上,37000多公尺好像。不過達到這種高度是靠極其粗暴的超大進氣口,超大尾噴口發動機在25000公尺加速到三馬赫,然後用慣性躍公升完成的。其他的比如SR71黑鳥,也只是不到26000.

空氣+燃料的飛行器也就這樣了。

11樓:托斯卡納的風

世界上的雙三(三馬赫,三萬公尺),也就那個四五款,公尺格25,SR71等等,也都是軍用飛機。

民用的上三萬公尺?都跑到平流層頂上去了,空氣稀薄飛機所需要的公升力都無法充分提供。

12樓:EnterpriseH

最根本的原因是空氣密度的急劇降低。

空氣密度基本上是每五千公尺對折,由此計算在三萬公尺高度的空氣密度約相當於海平面空氣密度的2的-6次方也就是1/64等於大約1.5%。也就是說此時空氣的密度大概只有每立方公尺19克,和氫氣在海平面壓力的密度差不多。

由公升力公式我們可以知道機翼的公升力和空氣密度成正比,當空氣密度降低到如此程度的時候,等同於在相同飛行速度下機翼產生的公升力幾乎只有在海平面的百分之一。當然公升力也與飛機的飛行速度平方成正比,那麼這就意味著要產生相同的公升力飛機的飛行速度需要達到在海平面的95開平方大約10倍。這顯然是很難做到的。

事實上在超高空超聲速失速聽起來匪夷所思卻不是什麼奇怪的事情。

這是一方面,另一方面是發動機的出力也會隨著空氣密度的下降而急劇下降,而且下降的幅度遠遠超出你的想象。畢竟發動機需要吸入空氣燃燒,還需要把空氣噴出去來獲得動力。

由於相關的計算複雜的過分,所以在這裡給出幾個大概的引數感性認識就好了。一般的小涵道比戰鬥機用渦扇發動機,在1.5萬公尺高度的推力會跌到只有海平面的22%左右。

對於一般民航客機使用的大涵道比渦扇發動機來說,由於其推力非常依賴外涵道氣流,因此受空氣密度影響更為嚴重,在同樣高度甚至可能只有海平面推力的十分之一。

這也是大多數民航客機別說飛到三萬公尺,連飛到FL400以上高度都吃力的原因。

如果要在超高空依然保有可觀的推力保持良好的飛行效能,唯一的出路就是設計一款像SR-71和公尺格25那樣從頭到腳都是為了超聲速飛行設計的飛機,然後配備沖壓發動機或者脈衝爆震發動機。

13樓:天色

主要是發動機的問題。

現代飛機普遍用的是渦輪噴氣發動機

它的推進效率和渦前溫度自己壓氣機的增壓比呈正相關。

在高空氣壓太低了,壓氣機達不到應有的指標。

所以一般的飛機飛不了這麼高。

要想飛得高,要麼在高空以超音速飛行,利用激波來壓縮空氣。

要麼飛機得有巨大的展弦比,並且發動機是特製的。

14樓:張志剛

30千公尺到平流層了→_→

對於飛機這種靠氣動獲得公升力的飛行器,那裡的大氣基本不足以支撐飛機

而且,以那裡的空氣密度,傳統引擎是點不著的。

15樓:大神 澪

既然問的是常規飛機,就假設是現代噴氣客機和類似布局的飛機影響這些飛機飛行高度的有兩點:Coffin Corner和引擎如圖可見,飛機若要保持正常飛行,需要讓流經翼面的氣流速度保持在失速速度之上、最大馬赫速度之下。如果低於失速速度,翼面將無法產生公升力。

噴氣式客機的機翼通常是為亞音速飛行(0.75-0.85馬赫)飛行設計的,當空速接近1馬赫時,會發生Mach Tuck。

此時由於部分超音速氣流產生的激波在翼面上推進並促使氣流與翼面分離,飛機會突然低頭。超過最大馬赫數也會導致可能的結構損傷。

與此同時,隨著高度公升高,空氣密度降低。為了產生足夠的公升力飛機需要加速。與此同時音速隨著空氣密度的降低而降低。

最終失速速度和最大馬赫速度會匯聚於一點,此時飛機處於失速和結構超速的疊加態。公升降舵等氣動操作面也將失效。

除了公升力面特性,飛機引擎也是限制公升限的因素之一。噴氣式引擎依賴於壓氣機將吸入的低壓低密度空氣壓縮以保持Suck-Squeeze-Burn-Blow這個過程持續進行。當空氣稀薄到一定程度時,壓氣機不足以將吸入的空氣加壓至燃燒室的壓力,引擎將會Surge或熄火。

飛機將失去一切動力。

16樓:燕大俠

民航機到不了這個高度。

說說軍機吧,大氣層內高度越高空氣越稀薄,飛機發動機燃燒需要從空中吸取大量氧氣。美國飛的最高的SR71飛行高度25900,U2的最大巡航高度27430,實用公升限24384;前蘇聯的公尺格25實用公升限24400,為什麼飛的高,因為飛的高了不容易挨打;中國的八爺,實用高度20000。

17樓:水生

30公里?等下我算算

30公里=30km=30000公尺就是三萬公尺!

你也太看得起常規飛機了

打個五折一萬五千公尺吧,就這絕大部分的飛機都達不到呢

我們先看飛機的硬體條件:

現在民用客機的主力機型是Boeing737和A320肯定沒有異議吧

737這個是737的實用公升限,也不用管它是600還是700800,反正都到不了15000公尺

然後320

這是剛剛查到的320資料,公升限跟737差不多,12000公尺,同樣遠不能達到3w

鑑於題主問的是「常規飛機」,那其它飛機的資料也就不去找了

再看看環境的客觀因素:

一萬公尺左右是大氣對流層和平流層的分氣領

初高中的時候都學過風雨雷電這些天氣現象都發生在對流層,所以當飛機飛到對流層頂部基本就不會遇到天氣,氣流平穩無顛簸,極其適合巡航

並且一萬多公尺以下足夠ATC排程,在往上爬高沒什麼意義只會憑白浪費飛機效能和燃油,所以飛機廠商並不會設計公升限太高的飛機,因為沒什麼用,就算有也沒人會買

就像賣菜用的小皮卡車,再有錢也不可能開著猛禽去賣菜是乙個道理

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三萬公尺高空

中國好像只有殲20能爬的上去吧

常規漢字書寫,Dialog3和Capless哪一款手感比較好?

太傻次傻三傻四傻 正好兩款都有,日常用寫字多的話建議capless,焦點太重稍微寫字多一些就累了。如果偶爾使用寫一兩行字這種,焦點更合適,乙個更好玩兒,另外寫感上焦點更硬更 堅固 capless筆尖軟,又有點晃,寫起來個人覺得起來不如焦點。哦,還有我的capless按動出尖的時候因為震動經常會掉一小...

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