在我们经常乘坐的民航客机中,在飞机从加速跑道起飞的时候,我们觉得飞机真快,比我们经常乘坐的高铁都快。
其实飞机起飞的速度并不高,而且有的飞机的起飞速度并没有高铁快。
飞机起飞速度的高低主要和机翼有关,也就是个升力系数有直接关系。
当然这个数字并不是固定不变的。
这个升力系数和飞机的机翼面积、飞机的起飞重量、空气密度都有很大的关系。
而且也不是一个定数,而是一个范围. 因为要看飞机的起飞重量大小.起飞重量越大,所要求的升力就越大,飞行速度也要更高才行。
一般来说飞机的起飞速度在200-300km/h,比如:波音747客机的起飞速度约为300km/h左右,波音737/777客机也在这个速度范围内,当然空客的客机也是不到300km/h。
也就是说喷气客机的起飞速度基本在140--160节(260---300km/h)之间,飞机起飞重量不同起飞速度也有差异。
涡桨动力的客机起飞速度一般只有50--60节(90--110km/h)就可以起飞,降落速度更是低至40节。
其次是战斗机的起飞速度一般都要比客机大许多,这是因为客机采用的是升力特质更好的机翼,这种机翼最大的特点就是升力特性好、经济型高等,但是缺点也很明显就是空气阻力大,所以只用于客机这类对飞行速度要求不高的飞机。
而战斗机由于对速度要求很高,虽然战斗机的推重比要大于客机,但是由于其机翼升力特性不高等原因,战斗机的起飞速度一般需要350--450左右,这个主要根据战机的起飞方式和起飞重量决定,比如F-16战机的最低起飞速度是405km/h;F-18舰载机的d射速度是150---180节,再加上舰载机起飞时航母本身30节的航母,F-18舰载机的起飞也达到了400km/h。
影响飞机起飞速度的因素很多,比如不同类型的飞机起飞速度不同;温度、跑道情况、空气密度、飞机最大起飞重量、跑道风向等都会影响飞机的起飞速度。
飞机的起飞重量越大,起飞速度越高。
就像大型运输机一样,其最低起飞速度普遍达到了550km/h。
还有机场的地理位置、建设高度也会牵扯到飞机的起飞速度,首先机场海拔不可以过高,也不可以过低,海拔越高,起飞速度就要越快。
对于这个问题,老鹰航空提供一个专业性的回答吧:第一,首先介绍一下飞机的升力计算公式,L=CL*Q*S,其中,CL飞机的升力系数,主要有机翼的几何参数和翼型参数决定,一般而言整个飞行过程中间CL大小在0-1.2之间波动,如果放下襟翼,机翼翼型弯度变大,升力系数会大幅提高,不过也会伴随着阻力上升。
Q是动压,等于1/2*空气密度*速度²;S为机翼面积。
基于这个升力公式就可以倒推出飞机的起飞速度=sqrt(2G/(CL*S*空气密度)),G表示飞机重量。
第二,以波音737-600型作为案例吧,我们来做一个概括性的计算说明(毕竟有些输入参数并不准确),根据公开的数据可以知道,起飞重量在66吨,机翼翼展为34.3米,展弦比为9.45。
由于没有直接给出机翼面积,这里可以通过展弦比来推到一下,因为展现比就是机翼翼展和机翼平均弦长之间的比值(把飞机机翼等价于相同面积时的矩形直机翼),那么机翼面积S=翼展²/展弦比,所以,波音737-600型客机的机翼面积为=34.3²/9.45=124.5㎡。
如果是在海平面高度的机场,比如上海浦东国际机场起飞,当地空气密度差不多就等于海平面时的空气密度,即1.225kg/m³。
起飞阶段都是在跑道上滑跑,机翼的攻角就是其实际的安装角,大多在2-4°之间,机翼的升力系数我们取0.3,那么起飞速度=sqrt(2*66000/(0.3*124.5*1.225))=53.7m/s即193km/h。
第三,这里考虑的是海平面机场情况,如果机场海拔高度比较高,空气密度就会下降,那么起飞速度就要变得更快才能保证起飞。
以海拔高度1000米的机场为例,空气密度只有1.111kg/m³,那么同样的波音737-600型客机的起飞速度=sqrt(2*66000/(0.3*124.5*1.111))=56.4m/s即203km/h。
如果有兴趣,可以利用这个计算公式对其他飞机进行起飞速度的计算,无论是客机,还是军用飞机,以及固定翼的无人机,都是适用的。
这个问题呢就回答到这里吧。
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