Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Почему в донесении о двух самолетах сказано, что их скорости одинаковые?

il63 [146K] 3 года назад

Хотя на самом деле первый самолет летел с постоянной скоростью 1300 км/ч, а второй — 1100 км/ч. Как можно разрешить этот парадокс?

Андреева Ольга [258K]
Какой еще парадокс? Если самолеты пойдут разными эшелонами, то их приборная скорость ( IAS ) будет одинаковой, а путевая (GS ) может быть и разной.  3 года назад
il63 [146K]
Я не знаю, что такое приборная и путевая скорость. Один самолет летел (равномерно и прямолинейно) относительно Земли со скоростью 1100 км/ч, а другой - 1300 км/ч. Но оба летчика (или диспетчеры) считали, что самолеты летят с одной и той же скоростью. Как такое возможно?  3 года назад
Андреева Ольга [258K]
Да так и возможно. Приборы обоих самолетов, если они идут на эшелонах с большой разницей по высоте будут показывать одно и то же значение. К примеру: Ту-154 летит на высоте 200 метров. Максимальная воздушная скорость у него 580 км/ч. Относительно земли она такая же. Но, если второй самолет летит на 370-ом эшелоне, к примеру ( 11300 метров ), то его скорость относительно земли будет 840 км/ч, тогда как относительно воздушного потока, составит все те же 580, ибо атмосфера на этом эшелоне более разреженная.  3 года назад
Андреева Ольга [258K]
Скорость 840, в данном случае, это для штурмана. А для пилота все та же 580. Пилоты оперируют воздушной скоростью, т.к. эт этого зависит управляемость ВС. Оба пилота поддерживают ее потому, что для самолета она самая оптимальная из расчета топливо/километр/вре­мя полета..  3 года назад
Андреева Ольга [258K]
Может все куда проще? Про оба самолета сказали, что их скорость > 1маха? В том смысле, что они оба на сверхзвуке.  3 года назад
все комментарии (еще 8)
комментировать
8

В общем, после долгих дискуссий с автором, решила оформить все вышесказанное ответом. Благо время выдалось. Может и правда кому пригодиться. Сперва я не поняла почему автор пишет о парадоксе. Одинаковые показания приборов при разных фактических скоростях в авиации дело обычное. Но видимо в том и подвох, что не все знают, что скорости самолетов измеряют не так как скорость автомобиля. Поэтому с этого момента поподробнее. Тогда и будет понятно, что ни какого парадокса тут нет. Наоборот, все логично. В авиации существует несколько значений скорости воздушного судна. Это стало актуальным тогда, когда самолеты вышли за звуковой барьер, и стали подниматься на большие высоты. Поэтому, в самолете не единственный прибор, который показывает его скорость. Скоростей у самолета как минимум три ( хотя на самом деле больше ). Это:

  1. Так называемая "приборная скорость". Ее иногда обзывают индикаторной. IAS (Indicated Air Speed). Она показывает, как быстро самолет движется относительно воздушного потока. Именно она является основной для пилота. По ней пилот определяет возможности маневра. Какое воздушное давление оказывается на конструкцию самолета, или наоборот - как близок самолет к скорости сваливания, когда подъемной силы крыла будет не достаточно.
  2. Другой параметр скорости, это так называемая "путевая скорость", или скорость самолета относительно земной поверхности. GS (Ground Speed). Она больше нужна штурману для навигационных расчетов.
  3. Третья скорость, это скорость самолета относительно скорости звука. Скорость звука это 1мах. Она вводится потому, что на разной высоте плотность воздуха различна. И как следствие, скорость звука будет разной около земной поверхности, или на высоте.

Собственно в этом и состоит условие данной задачки. Путевые скорости обоих самолетов ( GS - Ground Speed ) будут разными. Один 1300 км/ч, а второй 1100 км/ч. При этом, если они находятся на разной высоте, будет выполнятся условие вопроса. Чтобы понять, на какой высоте были эти самолеты, нужно обратиться к так называемой МСА - международной стандартной атмосфере. Это табличное значение скорости звука, давления, плотности воздуха на различных высотах. Кому интересно, можете посмотреть тут. И так, воспользовавшись данной таблицей, можно приблизительно подсчитать, что:

Первый самолет будет лететь около земной поверхности, и скорость звука на данной высоте будет 1225 км/ч, ( 340 метров в секунду ). Его прибор показывающий скорость маха, будет отображать примерно 1,1маха. Т.е. скорость звука превышена. Ибо 1300 > 1225.

Другой самолет будет идти со скоростью 1100 км/ч относительно земной поверхности. Но, при этом скорость маха у него будет точно такой же как и первого самолета. А именно 1,1 маха. Его прибор будет это отображать. Потому, что он будет идти на высоте 1600 метров. А там, скорость звука уже не 1225км/ч, как у земной поверхности, а гораздо меньше 1000 км/ч ( 277,8 метра в секунду ).

Собственно это и есть ответ на вопрос. Самолеты идут с разными путевыми скоростями, относительно земной поверхности. Но их приборы показывающие скорость маха, отображают одинаковое значение, т.к. идут они на разных высотах. А на разные высотах скорость звука разная, т.к. различна плотность воздуха.

Указатели приборной скорости и скорости маха в самолете Concorde

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
il63 [146K]
Спасибо, +1. А как определяют скорость самолета относительно земли? Ну, если GPS, то понятно. А как еще? И как определяли 50 и 100 лет назад?  3 года назад
Андреева Ольга [258K]
Как это делали раньше не могу сказать. Не изучала. В Boeing 737 , 747, и других модификациях это высчитывает бортовой компьютер. Пилоту уже выдается готовая информация на навигационный дисплей. Точного механизма подсчета не знаю. Тут нужны знания человека закончившего летное училище. Скорее всего сопоставляется информация VOR/DME. Т.е. с навигационных маяков указывающих направление на самих себя и расстояние. В ТУ-154 есть НВУ-навигационное вычислительное устройство. Мутнейший агрегат. Чтобы понять как он работает, надо голову с ведро иметь...Но это не 100 назад, это сейчас.  3 года назад
il63 [146K]
Но ведь когда никаких компьютеров не было, было известно, что у одного самолета скорость может быть 400 км/ч, а у другого - 500 км/с, а у третьего - только 300 км/ч. Интересно, как это измеряли - по тахометру, с пересчетом?  3 года назад
Андреева Ольга [258K]
Если речь об истребительной авиации второй мировой ( судя по значению скорости ), то там оперировали именно воздушной скоростью. Важно было, чтобы в пике самолет не разрушился под действием набегающего потока. С какой скоростью он движется относительно земли тогда вообще мало кого волновало. Это стало актуальным лишь с развитием пассажирских авиа перевозок. Да и то, до определенной степени. При посадке, воздушная и путевая скорость совпадают, если нет относительно сильного встречного, или не дай бог попутного ветра.  3 года назад
il63 [146K]
Если относительно воздуха, тогда понятно. А бипланы начала ХХ века как измеряли свою скорость?  3 года назад
все комментарии (еще 5)
комментировать
1

Ольга Андреева уже дала исчерпывающий ответ, который "решила оформить". Я тоже решил оформить то, о чем думал, задавая вопрос. Надеюсь, никаких противоречий с "лучшим ответом", а также ошибок не обнаружится. Итак, ответить на вопрос и снять всякие "противоречие" можно, если предположить, что скорости двух самолетов измеряли не в километрах в час (и не в метрах в секунду), а числом Маха. Число же Маха может быть одинаковым при разной реальной скорости самолета, в том числе относительно Земли. Это зависит от условий атмосферы, в которой летит самолет. По определению, число Маха (оно названо в честь австрийского ученого Эрнста Маха) для самолета равно отношению его скорости к скорости распространения звука в воздухе. А скорость звука в воздухе - не константа, она зависит от температуры и влажности. Так, вблизи поверхности при "обычных" условиях скорость звука равна примерно 340 м/с (1225 км/ч), а на большой высоте, где холодно (например, –60оС), скорость звука заметно меньше: 296 м/с (1065 км/ч). В данном случае у обоих самолетов могла быть скорость, соответствующая ровно 1 Маху.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID