Questão:
Por que minha aeronave não poderia partir com combustível completo em um dia de 44 ° C?
user871199
2015-07-05 00:02:31 UTC
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Meu vôo de Abudhabi para SFO foi adiado. A razão oficial que nos foi dada foi que as temperaturas externas estavam muito altas - cerca de 44 graus Celsius e as aeronaves não podem decolar com a carga total de combustível em temperaturas tão altas.

Enquanto estava sentado no terminal, vi outros voos decolando. Quando perguntei aos funcionários sobre esses voos, a resposta foi que eles são de curta distância - cerca de 4 a 5 horas de distância.

Como a temperatura externa afeta esses voos? Tem alguma coisa a ver com a mudança do volume de combustível com temperaturas mais altas e, portanto, cálculos de consumo de combustível errados?

Acho mais adequado para a aviação (e talvez já abordado lá), mas acho que a essência é que o ar quente é menos denso que o frio, portanto, fornece menos sustentação - portanto, mais energia (combustível) necessária. (Longa distância estando perto do limite de capacidade, mesmo quando frio).
Ar mais quente => Menor densidade do ar => Menos empuxo disponível + Menos sustentação => Peso máximo de decolagem reduzido. Um fato físico básico é que os volumes de líquidos dificilmente dependem de sua temperatura (pode variar um pouco, mas a diferença geralmente é insignificante). A questão, portanto, não é sobre a mudança do volume de combustível
@pnuts É sobre combustível e elevador, mas seu comentário é meio para trás. A razão real é que, como o ar mais quente significa menos sustentação, o avião não pode decolar com peso total. Como não pode decolar com peso total, não pode ter combustível suficiente a bordo para fazer um vôo de longa distância. A grande maioria do vôo será em temperaturas do ar muito abaixo de + 44C, então ter que queimar mais combustível na decolagem para gerar sustentação não seria um grande negócio; o problema é que os motores _não_ podem queimar combustível suficiente para gerar sustentação suficiente para decolar.
Trzy respostas:
Calchas
2015-07-05 01:25:54 UTC
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Existem dois problemas:

Primeiro, em temperaturas mais altas, o ar é menos denso; portanto, há menos oxigênio (em massa) em cada metro cúbico dele; portanto, mais ar deve ser ingerido pelo motor (por volume) para que a mesma quantidade de combustível seja totalmente queimada. Se a taxa de fluxo de admissão de ar for fixa, então menos combustível pode ser queimado e menos energia desenvolvida em comparação com uma temperatura de ar mais fria.

O segundo problema é que a densidade mais baixa do ar reduz a elevação gerada pelo asas da aeronave em qualquer velocidade. Para compensar isso, a aeronave pode viajar mais rápido.

Na prática, isso significa que a aeronave operando em condições "quentes e altas" - a altitude também afeta a densidade do ar - exigirá pistas mais longas para decolar.

Se ficar muito quente, a aeronave pode não ter pista suficiente para voar.

Por razões de segurança, a pista deve ser longa o suficiente para que a aeronave pare se o comandante decidir rejeitar a decolagem no último momento. Mas aeronaves rápidas e pesadas demoram muito para parar; então isso significa que a pista deve ser ainda mais longa.

Se a aeronave estiver levemente carregada, então não é um problema; há menos massa para acelerar e uma velocidade menor deve ser obtida para a decolagem. Assim, um vôo curto simplesmente leva um pouco mais de tempo, mas ainda assim sai do solo. Mas para AUH-SFO, este é um vôo muito longo e exigirá uma grande quantidade de combustível para ser levado a bordo (em um palpite, eu imaginaria algo na ordem aproximada de 80 toneladas). As especificações variam de acordo com a aeronave e a quantidade que está nela.

https://en.wikipedia.org/wiki/Hot_and_high

Posso definitivamente confirmar isso. Eu vivo em um clima que pode ser muito quente no verão e ocasionalmente temos casos de aviões tendo que deixar alguns passageiros para trás por causa do "tempo" quando está ensolarado. Não temos cancelamentos porque há outros aeroportos por perto, eles sempre podem pousar para abastecer, se necessário. Para um vôo sobre a água, no entanto, eu poderia facilmente ver um cancelamento.
Para aeronaves a jato, o primeiro "problema" não é um problema. se a altitude da densidade fosse um problema para os turbojatos nos jatos modernos, eles não seriam capazes de voar a mais de 40.000 pés. O FADEC e o compressor do motor a jato misturam o combustível na proporção adequada para a altitude de densidade.
@rbp - o OAT e a demanda de energia (ou seja, fluxos de combustível necessários) são muito mais baixos em altitude do que durante um T / O.
@UnrecognizedFallingObject sim, mas não foi isso que OP escreveu: * mais ar deve ser ingerido pelo motor (por volume) para que a mesma quantidade de combustível seja totalmente queimada *.
@rbp Em que sentido isso é falso? Se o desempenho do motor de decolagem não for afetado pela temperatura do ar, posso excluir esta resposta.
você está descrevendo o que acontece em um motor a pistão, não em uma turbina. uma turbina tem uma seção [compressor] (https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_compressor) e uma seção [FADEC] (https://en.wikipedia.org/wiki/FADEC) que controla precisamente o ar para - mistura de combustível com base na [altitude de densidade] (https://en.wikipedia.org/wiki/Density_altitude)
'fluxo de oxigênio' não é uma frase em inglês, então não sei o que você quer dizer. e escrever uma resposta uniforme não é o lugar para "aprender mais sobre isso".
Eu recomendo que você aprenda sobre turbinas a gás. Eles são gerenciados por meio da "temperatura intermediária da turbina" (ITT) e não da "temperatura do ar externo" (OAT). Paz
@rbp: O fato é que a confiança será menor em temperaturas mais altas. O limite da decolagem na maioria dos casos é a velocidade de subida restante com um motor inoperante. Acima de uma certa temperatura e massa da aeronave, será impossível sobreviver a uma falha de motor acima de v1. A massa ou o OAT devem ser abaixados para que o vôo decole com segurança.
@rbp, você está acidentalmente certo de que “mais ar deve ser ingerido ... por volume ... combustível para ser completamente queimado” é errado, porque as turbinas funcionam com excesso de ar e este não é o fator limitante. No entanto, a densidade mais baixa ainda limita o empuxo, devido ao limite de RPM (na densidade mais baixa, o mesmo RPM dá fluxo de massa inferior) e devido ao limite de temperatura (você pode adicionar menos calor a um ar já quente antes que se torne muito quente para o turbina). Tão quente e alto é um problema para aeronaves de turbina. A razão é apenas um pouco diferente dos motores com ignição por centelha.
Terry
2015-07-06 01:54:33 UTC
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Tem alguma coisa a ver com o volume de combustível mudando com temperaturas mais altas e, portanto, cálculos errados de consumo de combustível?

Duvido que cálculos errados de consumo de combustível estejam envolvidos, mas a densidade do combustível um fator limitante para algumas aeronaves, tanto na medida em que limita o peso de decolagem quanto possivelmente proíbe a decolagem. Por exemplo, para um 747-400BCF, uma densidade de combustível mínima de 6,0 lbs / gal é necessária até 820.000 lb. De 820.000 lbs a 870.000 lbs, o mínimo muda linearmente de 6,0 a 6,43. De 820.000 a 870.000 também existem restrições do centro de gravidade (CG) de decolagem. O CG deve ser encaminhado de 19,1% MAC 1 em 820.000 mudando linearmente para 19,5% MAC em 850.000, então linearmente para 20,0% MAC em 870.000.

Se você deseja ver isso exibido graficamente, vá para a seção 1-05-001 do manual em http://terryliittschwager.com/WB/manuals/Boeing_747-400BCF_GPR1_WBM.pdf, pdf página 69 para lbs, 70 para kgs.

Além disso, algumas aeronaves têm uma proibição de operação em temperaturas ambientes acima de um certo ponto. Parece que me lembro de me lembrar de 54 graus Celsius para aeronaves 747-100 e -200, mas não me obrigue a isso.

1 MAC = Média Acorde aerodinâmico da asa. A posição do CG é geralmente expressa como uma porcentagem do MAC, onde 0% é a borda de ataque e 100% é a borda de fuga.

O que é CG? Centro de gravidade? E o MAC? obrigado
@Calchas Você está correto, CG é o centro de gravidade. MAC é o acorde aerodinâmico médio. O CG longitudinal de aeronaves grandes é geralmente expresso em termos de porcentagem do Acorde Aerodinâmico Médio. Portanto, se o CG for 20,0, o que eles estão dizendo é que está a 20% do caminho da borda de ataque do MAC à borda de fuga. O CG tem muitas limitações. O que o MAC realmente é é consideravelmente mais complicado, mas pense nele como a distância do bordo de ataque da asa ao bordo de fuga se a asa estivesse a uma distância constante de bordo de ataque ao bordo de fuga.
Acho que o MAC identifica a posição relativa entre o centro de pressão e o centro de gravidade. Para estabilidade longitudinal, o CG deve estar mais à frente do que o CP. Ambos podem ser expressos como% MAC.
AJT
2017-03-07 09:43:17 UTC
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Existem muitas respostas complexas para uma pergunta bastante simples.

Como outros mencionaram, a pressão do ar diminui com o aumento da temperatura. Isso significa que o combustível nos tanques está sendo menos comprimido pela pressão do ar, portanto, o combustível compensa isso ocupando um volume maior para uma massa específica.

Aviões a jato medem o consumo de combustível em massa, oposto para o volume. Portanto, embora o volume permaneça constante, as condições ambientais podem alterar a quantidade de massa necessária para preencher esse volume. Simplificando, um tanque "cheio" (considerado pelo volume) pesaria mais em um dia frio do que em um dia quente.

Em grande parte verdade, mas não é a diminuição da pressão do ar que torna o combustível menos comprimido. É simplesmente o combustível se expandindo devido ao seu próprio aumento de temperatura. Isso acontece independentemente da temperatura do ar ao redor do combustível (particularmente perceptível ao abastecer de tanques subterrâneos e o combustível é significativamente mais frio do que a temperatura ambiente).


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