на какую высоту могут подниматься самолеты
От МиГ-31 до X-15: рекорды самых высотных самолетов в мире
Начнем с истребителей. Американские истребители пятого поколения F-35 Lightning II и F-22 Raptor могут выполнять операции на высоте 18 и 20 км соответственно. В свою очередь наш Су-57 также способен достигать потолка в 20 км, но при этом он значительно маневреннее, чем Raptor.
МиГ-31 – советский сверхзвуковой высотный истребитель, сохранивший актуальность и по сей день. Самолет способен подниматься на высоту 20,5 км и перехватывать низколетящие крылаты ракеты.
Американский Lockheed F-104 Starfighter в далеком 1959 году сумел подняться на высоту 31,5 км. Однако рекорд продержался недолго. Советский фронтовой МиГ-21 Ф-13 забрался на 35 км, что было настоящей фантастикой для того времени.
Впрочем, и эта невероятная отметка продержалась не так долго. «Наследник» предыдущего рекордсмена МиГ-25 сумел в 1977 году достичь высоты 37 км.
Теперь о разведчиках. Знаменитый американский B-57 Canberra, который выпускался еще в 50-х годах, до сих пор используется ВВС США в экспериментальных целях. Машина поднималась на 14 км, а ее усовершенствованная модификация достигала высоты в 23 км. До 23 км доставал и самолет оперативной разведки СССР МиГ-25РБ, а еще один советский разведчик М-55 «Геофизика» поднимался на 21,5 км.
Lockheed U-2, выпускавшийся в 50-х годах и переживший ряд модификаций, способен взлетать почти на 27 км, а легендарный стратегический сверхзвуковой разведчик Lockheed SR-71 «Черный дрозд», списанный в 90-х годах, поднимался на 26 км и был самым быстрым самолетом в своем классе.
И, наконец, о рекордсменах, добравшихся до границ атмосферы. Экспериментальный самолет-ракетоплан North American X-15 достиг высоты 108 км в 1963 году, развив скорость в 6000 км/ч. Через 41 год данный рекорд побил также американский частный орбитальный пилотируемый самолет SpaceShipOne, который поднялся на высоту 112,5 км. После успешного возвращения на землю его пилот получил награду в 10 мл долларов и звание астронавта.
Максимальная высота полета самолета и обладатель рекорда
Смотря в небо, можно было только прикинуть, на какой высоте летают самолеты, но точно это определить не представляется возможным без специального оборудования. Ситуация меняется, если Вы находитесь внутри авиалайнера; отсюда Вам намного легче определить высоту самолета, так как в салоне может быть расположено специальное табло, на котором будет выводиться информация о состоянии полета. В статье мы узнаем, какая максимальная высота у современных летательных аппаратов и кто установил этот рекорд.
Общие правила расчета высоты самолета
В целом существует несколько факторов, которые влияют на выбор оптимальной высоты самолета:
Чем выше мы будем подниматься над землей, тем разреженней будет становиться воздух вокруг. На больших высотах скалолазы и альпинисты используют специальные кислородные маски, а салоны самолетов герметичны и содержат достаточное количество воздуха для комфортного дыхания. Эти факторы говорят о том, что человек не сможет находиться так высоко в атмосфере без использования специального оборудования.
Однако для самолетов и вообще любых быстролетающих аппаратов такой разреженный воздух играет на руку, так как он снижает сопротивление воздушных потоков. Это влияет на общий расход топлива, так как меньше энергии тратится на преодоление силы трения о воздух, соответственно, нужно меньше топлива для большей скорости. Поэтому наблюдается зависимость скорости от возможной высоты.
Очень высоко авиалайнер тоже не сможет летать, так как воздушные потоки, пусть и разреженные, но необходимы ему для поддержки крыльев, работая по аналогии воды для корабля. Поэтому выше 12000 метров пассажирские самолеты не будут летать, так как потеряют так нужную им воздушную опору. Получается, чем больше высота полета, тем меньший расход топлива и меньше цена на билет; этими двумя факторами и руководствуются авиационные компании.
Служба авиадиспетчеров
В наше время в небе осуществляют перелеты очень много самолетов. За слежением и высчитыванием идеальной высоты следят авиадиспетчерские службы. Используя свое оборудование, они обрабатывают и отвечают на запросы пилотов, следят за погодой, зонами турбулентности, и за тем, что бы самолеты летали каждый по своему маршруту во избежание столкновений.
При создании маршрута учитывается прогноз погоды, атмосферное давление, возможные стихийные бедствия, политические ситуации на территории государств. Существует некий диапазон высот, в пределах которых обычно пролетает лайнер, и на изменение высоты выше или ниже требуется разрешение диспетчера – этот диапазон именуют эшелоном. Кроме того, есть еще боковое эшелонирование; это когда расстояние между двумя бортами составляет более 10000 метров, и удерживается во избежание завихрений воздуха.
Особенности полета непассажирских самолетов
По вполне разным причинам пассажирские летательные аппараты имеют очень разную высоту полета. Если гражданский борт оснащен реактивным двигателем, то он будет лететь на расстоянии около 12000 метров от земли. Из числа подобных самолетов достижение подобной высоты принадлежит Boeing 737-400. Характеристики самолета Аэробус А310 позволяют набрать высоту в 11 тысяч метров.
Самолеты, перевозящие грузы, они же грузовые лайнеры, мало чем отличаются от обычных пассажирских самолетов, и обладают тем же принципом экономичности. Самолеты, скорость которых составляет около 300 км/ч, летают на высоте в 2000 метров. Этот параметр так же зависит от модели самолета и его технических параметров.
Что касается негражданских самолетов, то они обладают специально спроектированной конструкцией, которая помогает им брать сверхзвуковые скорости и не быть обнаруженными. Боевые летательные аппараты преимущественно летают на высотах превышающих 15 тысяч метров. Некоторые из них, благодаря своей специфической конструкции и вовсе способны брать высоту в 25 километров.
В свое время МиГ-21 являлся наиболее распространенным боевым летательным аппаратом в мире, в СССР его выпускали в разных модификациях в период с 1959 по 1985 год. Летательный аппарат отлично себя показал в период военных действий во Вьетнаме; благодаря своей поразительной маневренности он умел уклоняться от летящих в него ракет и более чем благополучно сражаться с американским F-4 Phantom. В свое время он поставил несколько рекордов по высоте полета.
МиГ-25 – король неба
Однако рекорд высоты на самолете сейчас уже принадлежит легендарному МиГ-25, который набрал высоту на тестовых испытаниях в 37650 метров. Несмотря на свое не очень привлекательное название, вселяющий страх вид и хорошие технические показатели, он действительно обладает одной из наиболее высоких возможных высот среди самолетов своего класса. Этот аппарат был разработан СССР специально для борьбы с американскими сверхзвуковыми бомбардировщиками, которые так и не были созданы.
У самолета очень высокая скорость полета, и он способен нести на борту существенный бомбовой груз. Из расчета своих технических параметров истребитель мог бы прекрасно справляться с обороной воздушного пространства от проникновения американцев. Однако надежды, которые полагались на него, так и не оправдались.
Несмотря на свои превосходные технические данные, он все же имел недостатки в собственной конструкции, к тому же, исчез главный аспект, с целью которого он создавался. Все эти факторы означали, что его конкурентоспособность значительно ослабла сравнительно с лучшими истребителями того времени, к тому же содержание МиГ-21 обходилось дешевле. Поэтому самолет вскоре перестал присутствовать в мировых военных арсеналах, за исключением некоторых возможных отдельных единиц.
МиГ-25 обладает поистине поражающими воображение способностями. Его скорость в обычном режиме составляет Мах 2,5, однако это не предел — самолет способен развить Мах 3, но этого никто не делает, так как появляется вероятность разрушения двигателя. Воздушный аппарат предназначался для ведения воздушной разведки, оснащался мощными ракетами Р-40 типа воздух-воздух с радиусом действия 80 километров, обладал продвинутым фотографическим и электронным спецоборудованием.
Одним из главных недостатков МиГ-25 стал большой вес, значительно больший, нежели у его западных конкурентов. Его маневренность и управление сильно страдали на высоких скоростях и небольших высотах; в обстоятельствах обычного воздушного боя его радар обладал довольно ограниченными способностями по сравнению с другими вражескими истребителями, а трудности пилотирования на небольших высотах означали, что быть эффективным в подобных операциях он попросту не сможет. Подобные несовершенства самолета могли быть прощены, если бы его использовали хотя бы один раз в операции перехвата на большой высоте, однако намного чаще его использовали для других целей.
Почти все эти самолеты были сняты с вооружения стран после развала СССР. Он послужил базой для создания одного из лучших истребителей – МиГ-31. Тем не менее рекорд максимальной высоты полета самолета по сей день принадлежит ему.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать /наука, история, политика, творчество/
А зачем лететь так высоко?
10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса.
Известно, что на большой высоте воздух разреженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Повышение плотности атмосферы связано с давлением вышележащих слоев. Чем выше, тем слабее давление воздуха. Давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоёв воздуха, как в океане давление растет из-за верхних слоев воды. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.
Воздух нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий. Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца.
Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разреженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.
На высоте, рекомендованной для гражданских самолетов, они могут свободно летать с нормальной для них скоростью в 800-950 км в час, не испытывая топливных затрат, получая достаточно кислорода.
Оптимальные показатели высоты
Плотность воздуха в таких пределах остается достаточной, чтобы удерживать на лету борт, летящий с указанной скоростью. На больших высотах требуется развивать более значительную скорость. Так, при полете на высоте в 12-15 км гражданский самолет мог бы передвигаться только на сверхзвуковых скоростях, в противном случае воздушные массы не смогли бы удержать его на лету.
Современные конструктивные характеристики гражданских самолетов делают для них оптимальной именно эту высоту. Впрочем, они вполне могут летать и на других высотах, если это необходимо, несколько выше или гораздо ниже. Но это нерационально, и может оказаться опасным например по погодным условиям.
На какой высоте летают пассажирские и военные самолеты — минимальные, максимальные и идеальные показатели
Тем, кто имеет представление о самолетах только с позиции пассажира или обычного горожанина, наблюдающего летающие машины с земли, сложно сказать наверняка, на какой высоте летают самолеты. Также загадкой является то, кто принимает решение о следовании на определенном уровне над землей, и чем оно бывает продиктовано. Тем не менее высота — важнейший фактор успешности полета и избегания аварийных ситуаций в воздухе.
Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна
Набор высоты — один из самых важных этапов для успешного полета воздушного судна. Нередко внутри современных пассажирских лайнеров установлены табло, на которых производится демонстрация расстояния, отделяющего самолет от поверхности земли. Чем обусловлена высота полета пассажирского самолета? Как пилот понимает, на каком удалении от земли двигаться?
Все самолеты имеют перечень технических характеристик, который определяется назначением воздушного судна, его модификацией и моделью. Соотношение характеристик определяет для самолета его коридор следования, т. е. уровень воздушного пространства, оптимальный для перемещения.
Существуют различные высоты полета:
1. Истинная – от уровня точки, находящейся непосредственно под воздушным судном.
2. Относительная – от уровня порога ВПП, уровня аэродрома, наивысшей точки рельефа.
3. Абсолютная – от уровня моря.
Границы коридора определяются такими величинами, как максимальная высота и минимальная. В этих пределах самолет может осуществлять перемещение без угрозы утраты контроля над управлением и без повреждения систем машины. Для современных пассажирских самолетов доступные для перемещения уровни находятся в пределах от 9 до 12 км над землей.
Если максимальная высота полета пассажирского самолета определяется техническими возможностями судна и должна соблюдаться для безопасности полета, то и другая характеристика — идеальная — большей степени касается эргономики перемещения.
Идеальное значение также рассчитывается из характеристик конкретного воздушного судна. Это высота, при которой воздушное судно испытывает наименьшее сопротивление воздуха. В первую очередь, при снижении такого сопротивления снижается и расход топлива. Также испытывая минимальное трение о воздух, самолет дольше сохраняет невредимость корпуса и систем.
Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10000 метров?
Выбор высоты полета обусловлен тем, что на разных уровнях воздух имеет различную плотность. Чем выше от поверхности земли, тем плотность воздуха ниже. Соответственно, воздушное судно тратит меньше мощности на преодоление сопротивления воздуха и может развивать скорость выше при меньших энергозатратах. Вот почему самолеты в основном летают на высоте 10000 метров: здесь воздух гораздо реже, чем на ближайших к земле.
Но возникает резонный вопрос: почему самолет летает на высоте 10 км, а не еще выше, если это позволяет экономить расход топлива и ускоряет движение? Пассажирским самолетам важна устойчивость в воздушных потоках. Крылья удерживают самолет в воздухе, как бы опираясь на потоки ветра. При подъеме на выше 10 000 м крылья становятся бесполезны, т. к. они неспособны удерживать тело воздушного судна в условиях разреженной атмосферы.
С военными судами дело обстоит иначе. Они способны перемещаться и в условиях разреженного пространства, правда, пилот испытывает при этом перегрузки, аналогичные тем, что испытывает космонавт. Самые большие высоты покоряют беспилотные аппараты: экспериментальные модели NASA способны летать и на удалении 30 км от земли.
Правила расчета идеальной высоты лайнера
Высота полета — достаточно условное понятие. Фактический уровень полета несколько отличается от того, что показывает табло пилоту и что видит перед глазами диспетчер. Это связано с тем, что для расчета фактической показателя потребовалось бы постоянно вводить в расчеты давление, а оно в полете слишком часто меняется, из-за чего может происходить путаница.
Для упрощения расчетов введено такое понятие, как эшелон перехода. Это постоянная величина давления, выставленная на всех самолетах на высотометре в пределах одного воздушного пространства. Значение эшелона перехода сбрасывается только при взлете и при заходе на посадку, т. е. в ситуациях, когда необходимо знание фактической высоты. В разных странах эшелон перехода может отличаться: пилот меняет его по согласованию с диспетчером.
Кроме того, то, на какой высоте летает пассажирский самолет, зависит от направления его движения. Во всех аэропортах мира действует негласное правило выделение «воздушных дорог» — уровень, на котором должен пролетать самолет, чтобы не пересечься с другими воздушными судами. Для самолетов, отправляющихся на восток (юго- и северо-восток), назначается нечетная высота (9 км, 11 км). Для самолетов, летящих на запад — четная.
Разумеется, назначение коридоров происходит с учетом модели самолета, его потенциальных возможностей, веса, мощности и других характеристик. Например, при необходимости самолетом может быть достигнута максимальная высота, если на его пути находится опасная зона турбулентности или грозовой фронт.
Кто определяет идеальную высоту?
Помимо того, что высота полета во многом определяется возможностями конкретной модели самолета, крейсерская высота для конкретного места задается такими факторами, как занятость воздушного коридора и погодные условия. Эти условия заблаговременно определяются диспетчерами.
В небе в каждый момент времени может находиться в среднем до пяти тысяч воздушных судов. В небе над крупными городами диспетчеры вынуждены планировать каждый рейс таким образом, что порой разница между одним и другим самолетом в высоте составляет всего пару десятков метров.
Однако когда самолет набирает высоту и выходит в горизонтальный полет, ситуация может измениться. Если погода резко меняется или на пути следования судна встает грозовой фронт, пилот должен сообщить диспетчеру о смене условий. Также при возникновении технических неполадок и других непредвиденных ситуаций пилот также может менять уровень движения, руководствуясь безопасностью пассажиров.
Таким образом, идеальная высота следования определяется авиаконструкторами, диспетчером и пилотом.
Что такое эшелон в авиации?
Эшелонирование воздушного пространства — это задача диспетчеров, которые планируют рассредоточение самолетов таким образом, чтобы не допустить их критического сближения и возникновения аварийных ситуаций. Выделяют вертикальное эшелонирование, продольное и боковое, которые соответствуют тому или иному положению воздушных судов относительно друг друга.
Эшелоны полета — это своеобразные схемы, которых придерживается пилот, чтобы сохранить безопасность пассажиров и не сбиться с заданного курса. Для начала движения по эшелону используется эшелон перехода, т. е. условное значение, по которому движутся самолеты в определенном воздушном пространстве (например, над территорией аэропорта).
Таблица эшелонов различается в разных странах, в зависимости от того, какая схема используется в гражданской авиации на конкретной территории. Пилоты и диспетчеры переходят с одной схемы на другую при совершении международных и, особенно, межконтинентальных рейсов.
Факторы безопасности, влияющие на оптимальную высоту полета
Высотный самолет отличается от стандартного тем, что перемещение на больших высотах не вредит его системам. Это зависит от материала корпуса, формы крыльев, грузоподъемности и множества других факторов, заданных при конструировании летательного аппарата с определенной целью. Основные факторы, которыми определяется максимальная высота полета самолета:
Обычно самолеты движутся на уровне больше 9000 м от земли. Это связано с тем, что здесь двигателям не требуется дополнительного охлаждения (за бортом достаточно холодно), на такой высоте нет птиц (их попадание в турбины опасно для летательного средства), судно следует выше уровня облаков (а значит, видимость хорошая и погодные условия практически не влияют). Помимо прочего, чем выше летит самолет, тем больше времени у экипажа для решения непредвиденных ситуаций.
Человеческий фактор при выборе оптимальной высоты полета
Оптимальный уровень полета зависит не только от технических характеристик. Ранее уже упоминалось, что такие величины, как эшелон перехода могут различаться в аэропортах разных стран. Высота полета может различаться в зависимости от направления движения судна (быть четной или нечетной).
Однако набор высоты также может быть продиктован самим пилотом при возникновении непредвиденных ситуаций (например, столкновении с зоной сильной турбулентности). Такие ситуации в идеале должны быть предусмотрены диспетчерской службой, однако случаются природные явления, развивающиеся слишком стремительно, чтобы спланировать столкновение с ними заблаговременно. И тогда все зависит от человеческого фактора: быстроты принятия решений пилотом и мастерства экипажа.
Самые высотные пассажирские самолеты
Самые высотные самолеты среди гражданских строились не для того, чтобы кого-то удивить. Набор высоты позволяет этим самолетам избегать штормов и следовать по воздушным коридорам, недоступным другим моделям. Среди самых высотных моделей выделяют следующие:
Таким образом, уровень следования пассажирских судов все равно значительно уступает техническим возможностям военных самолетов.
Рекорды высоты, достигаемые пассажирскими самолетами
Несмотря на то что высотные самолеты теоретически могут достигать больше 13 000 метров над землей, крейсерская высота пассажирских лайнеров практически никогда не превышает 12 000 метров. Это наиболее комфортный вариант для экипажа, пилота, пассажиров и самой техники: так она расходует наименьшее количество топлива и не подвергается преждевременному износу.
Однако авиастроение пыталось однажды «прыгнуть выше головы», выпустив сверхзвуковые пассажирские судна, способные побить рекорд высоты самолета гражданского назначения. Это были российский Ту-144 и французский Concorde. Они способны были перемещаться на уровне около 18 000 метров, а предельный показатель достигал 20 000 метров. Такие самолеты позволяли вдвое сократить время привычных воздушных маршрутов.
Однако эти машины были сняты с эксплуатации по ряду причин. Во-первых, они были сложны и дорого обходились в плане технического обслуживания. Во-вторых, в ходе использования этих машин случались инциденты, повлекшие за собой гибель многих людей. В связи с этим самолеты были признаны ненадежными и выведены из использования.
С какой высоты начинается невесомость?
Любители и профессионалы в сфере авиатехники наверняка знают, что при определенных условиях в самолете можно достичь невесомости. С какой высоты начинается невесомость? На какой высоте летает самолет, который способен на такое?
На самом деле, крейсерская высота не столь важна, когда речь идет о достижении невесомости. При определенных маневрах и обычный гражданский самолет может вызвать кратковременный эффект снижения гравитации, например, люди, которые часто летают самолетами, иногда могут заметить подобный эффект при заходе судна на посадку.
Длительный (до 40 секунд) эффект потери гравитации на самолете можно создать, если выполнить маневр по эллипсоидной траектории: резкий набор высоты, краткое выравнивание и затем резкий сброс. Такой маневр называется «провал в воздухе». С его помощью тренируются выдерживать перегрузки будущие космонавты.
Также есть специальные самолет, на которых выполняется по несколько сессий перегрузок за один полет. Они принадлежат космическим агентствам разных стран. Маневры на таких самолетах обычно находятся на высотах от 30 км.
На какой высоте летают истребители?
Крейсерская высота конкретного истребителя зависит не столько от его характеристик, сколько от поставленной военной задачи. Набор высоты происходит аналогично гражданским самолетам: эшелон перехода определяется согласно отправной точке, а затем меняется при пересечении границ воздушного пространства, чтобы избежать столкновения с другими судами в одном эшелоне.
Уровень полета истребителя зависит от его поколения. Сверхзвуковые воздушные судна, к которым относятся практически все современные истребители, обычно следуют на высоте 18–20 км. Однако высота полета может меняться, в зависимости от возможностей самолета. Например, в 1977 году был установлен мировой рекорд высоты, покоренной истребителем: Александр Федотов на МиГ-25 достиг отметки в 37650 метров.