¿Por qué los aviones no pueden volar cuando hace demasiado calor?

Answer 1

El calor es un factor, pero desarrollar suficiente sustentación no es el impacto directo. El rendimiento reducido que incluye Lift es, pero hay otros factores.

Los aviones a reacción no se ven directamente afectados por la altitud de densidad de la forma en que los aviones impulsados ​​por hélices son y no se consideran normalmente un factor importante. Sin embargo, la altitud de presión y la temperatura son factores que limitan el rendimiento, la forma en que se calcula el rendimiento de despegue y aterrizaje es diferente a la de los aviones propulsados ​​por hélice. La Altitud de densidad, por definición, no se calcula ni representa directamente en las Limitaciones de rendimiento.

Aunque la distancia de despegue y aterrizaje se ve afectada, eso generalmente no es un factor en la mayoría de los aeropuertos con pistas de 11,000 pies o más. Sin embargo, las temperaturas extremas crean otros problemas que definitivamente pueden evitar el despegue o el aterrizaje.

Las limitaciones de rendimiento de despegue para las aeronaves de la categoría de transporte requieren poder despegar dentro del peso que permita hacerlo dentro de la longitud de campo equilibrada (acelerar a V1 y luego detenerse dentro de la distancia de la pista), y lograr un gradiente mínimo de ascenso requerido hasta una altitud prescrita. Este rendimiento siempre se basa en asumir que un motor fallará en el momento más crítico (V1).

El Desempeño de aterrizaje tiene limitaciones similares, ya que requiere aterrizar desde 50 pies sobre el umbral de la pista y detenerse dentro de un porcentaje fijo de la longitud de la pista (60%) y / o poder hacer una aproximación perdida, de manera similar requiere un ascenso en un gradiente mínimo a un determinado altitud nuevamente con falla del motor.

En ambos casos (aterrizaje y despegue) también se debe determinar la eliminación de obstáculos por una distancia mínima.

Para los cálculos de distancia de despegue y aterrizaje, todas las aerolíneas utilizan el ANÁLISIS DE LA PISTA. Estos son datos predeterminados que proporcionan toda la información anterior para CADA AEROPUERTO y PISTA en la que opera la aerolínea. El análisis tiene en cuenta la longitud de la pista, el estado (seco, mojado o contaminado), la pendiente, el viento, la temperatura, la altitud de presión, el ajuste de la aleta y los obstáculos en la trayectoria de vuelo de despegue y salida o aterrizaje. La salida de los datos determina un PESO MÁXIMO DE DESPEGUE o PESO MÁXIMO DE ATERRIZAJE que debe cumplirse.

Si el LÍMITE DE PESO DE DESPEGUE / ATERRIZAJE se convierte en un factor, generalmente se trata poniendo menos combustible, pasajeros o carga para alcanzar un peso aceptable. Si el problema es el despeje de obstáculos, entonces se pueden permitir pesos más altos mediante el uso de un procedimiento de giro de emergencia que evita los obstáculos si un motor falla durante el despegue o aterrizaje y esto se describe en el Análisis.

SO, generalmente hay una solución como se discutió anteriormente.

THE SHOW STOPPER es cuando la TEMPERATURA excede las LIMITACIONES.

Cada aeronave de categoría de transporte tiene una SECCIÓN DE LIMITACIONES publicada en el Manual de vuelo de la aeronave que no puede ser violada, excepto en emergencias.

Normalmente se publica una temperatura de funcionamiento máxima para la aeronave en general o para los motores específicamente. En la mayoría de las aeronaves, este límite de temperatura es de 50 grados Celsius.

Para el fuselaje, este límite de temperatura generalmente se debe a que el fabricante no ha probado en vuelo la aeronave por encima del límite publicado.

Para los motores, el fabricante ha diseñado el motor con limitaciones de gases de escape que normalmente proporcionan un margen de 50 a 100 C por debajo de la temperatura que causará daños en la sección caliente. La temperatura ambiente alta provoca temperaturas de EGT más altas que erosionan este margen. Por lo tanto, más allá de una cierta temperatura, el motor no se puede operar en el despegue ni en el empuje.

Entonces, el elefante en la habitación en este caso es la temperatura en sí, no la altitud de densidad y su efecto en la elevación.

Answer 2

Pueden despegar y volar en climas muy calurosos, pero no legalmente. Recuerdo volar una vez desde Phoenix AZ (PHX) cuando la temperatura alcanzó 122 Fahrenheit / 50 Celsius y nuestras operaciones de vuelo tuvieron que ser suspendidas.

La razón no era que el avión no pudiera volar con ese calor. Pueden volar, aunque con algo menos de rendimiento. La verdadera razón fue que los números, gráficos y cálculos de computadora solo llegaron a 120F. Por lo tanto, no había forma de calcular con precisión las velocidades y distancias de despegue con una temperatura superior a 120F. Hacerlo habría sido una violación.

Answer 3

Las alas funcionan obligando a las moléculas de aire a moverse de ciertas maneras, lo que provoca fuerzas que llamamos “elevar” cuando nos referimos a los aviones. Cuanto más denso es el aire, más moléculas están presentes en una pulgada cúbica de ese aire. A medida que aumenta la altitud, el aire se vuelve “más delgado” (menos denso), por lo que hay menos moléculas en una pulgada cúbica. Un ala que pasa a través del aire más denso a una velocidad dada encontrará más moléculas, y por lo tanto generará más elevación, que un ala que pasa a través del aire que es menos denso a la misma velocidad relativa (velocidad real, velocidad no indicada, ya que el instrumento para medir la velocidad del aire varía también con la densidad del aire).

Las temperaturas más altas, como la altitud, hacen que el aire sea menos denso que las temperaturas más frías. A una presión barométrica dada, a una altitud dada, el número de moléculas en una pulgada cúbica de aire variará bastante si cambia la temperatura de ese aire. El aire más caliente significa menos moléculas y menos elevación que el aire más frío.

Eso significa que su ala tiene que viajar más rápido a través del aire caliente para generar la misma elevación que podría hacer a una velocidad más baja a través del aire frío a la misma altitud.

¡Sin embargo, se pone peor! Su hélice también es un perfil aerodinámico, como las alas (más o menos) y funciona empujando el aire hacia atrás para empujar su avión hacia adelante. Menos moléculas por pulgada cúbica de aire significa menos material para que la hélice empuje, por lo que no es tan efectivo para acelerar. Recuerde, en aire caliente con menos densidad, tenemos que ir más rápido para obtener la misma cantidad de elevación de nuestras alas, pero ahora, debido al mismo calor, nuestras hélices son menos capaces de hacernos ir más rápido.

Se pone peor todavía! Nuestras hélices requieren un motor para hacerlas girar. Ese motor combina combustible y oxígeno y los quema para generar energía. Menos moléculas por pulgada cúbica significa menos moléculas de oxígeno disponibles para facilitar ese proceso de generación de energía.

En un día más caluroso, necesita más velocidad para generar suficiente elevación desde las alas para soportar el peso de su avión, y también tiene menos potencia del motor y rendimiento de la hélice para generar esa velocidad. Un avión que, cargado a su peso máximo con combustible y pasajeros, puede despegar en 1500 pies de pista en un día frío cerca del nivel del mar, no podrá despegar de manera segura en 5,000 pies de pista en un día muy caluroso. Un aeropuerto a gran altura. Simplemente no hay suficientes moléculas de aire disponibles localmente para producir la elevación y el empuje de la hélice necesarios, teniendo en cuenta la falta de moléculas de oxígeno disponibles localmente para que el motor se queme.

Uno podría argumentar instintivamente que el “aire más delgado” daría lugar a una menor resistencia y, por lo tanto, facilitaría la aceleración del avión. El problema es que para producir elevación, necesita arrastrar en forma de aire que pasa sobre las alas. Este “buen arrastre” se llama arrastre inducido . Tienes que tenerlo. La resistencia inducida por cero significa elevación cero. Sí, es más fácil empujar el ala a través del aire más delgado a una velocidad lo suficientemente alta como para encontrar suficientes moléculas para generar la elevación requerida. Sin embargo, la disminución constante del suministro de moléculas también disminuye el rendimiento del motor y la hélice. Finalmente, hay un punto en el que el motor y la hélice apenas pueden producir suficiente empuje para mantener el avión en vuelo nivelado. Ese punto es tan alto como ese avión puede llegar ese día. En algunos días muy calurosos, especialmente en aeropuertos de gran altitud, ese punto, o un punto peligrosamente cercano a él, ocurre en la pista.

Un avión con turbocompresor o sobrealimentador puede forzar más moléculas de aire en el motor que un motor sin uno y, por lo tanto, estará menos limitado por temperaturas más altas y altitudes más altas, pero incluso estos tienen sus límites. Los motores a reacción tienen sus propios criterios y funcionan de manera diferente, pero las alas, por lo menos, aún sufren menos rendimiento a determinadas densidades de aire.

Los pilotos al comienzo de su entrenamiento (como yo) aprenden a calcular lo que se llama “altitud de densidad”. Alguien decidió que el clima “normal” para este propósito es un día en que la presión barométrica al nivel del mar es de 29.92 pulgadas de mercurio y la temperatura es de 59 grados F. Usamos eso para nuestro “estándar” cuando calculamos el rendimiento del avión en términos de cuánto puede transportar, cuánto tiempo debe ser la pista, etc. Luego, por cada grado por encima de “normal”, para Cada bit de presión barométrica por debajo de “normal”, y por cada pie de elevación sobre el nivel del mar, sufrimos una reducción del rendimiento “estándar” del avión. Todos esos factores se pueden calcular en la altitud de densidad.

Cuando conozca la altitud de densidad de su aeropuerto local en un día determinado, puede suponer que el rendimiento de despegue de su avión será exactamente el mismo que si intentara despegar desde esa altitud real en un día “normal”. Vivo en el centro de Illinois, donde la mayoría de los aeropuertos están situados en algún lugar a unos 700 – 750 pies sobre el nivel del mar. En el caluroso y húmedo día de verano de Illinois, ¡la altitud de densidad puede ser más como 6,000 o 7,000 pies! Esa es una gran diferencia! El rendimiento y el manejo de su avión, especialmente un avión pequeño y de baja potencia, es muy, muy diferente en un día de 100 grados frente a un día de 50 grados, incluso aquí en las elevaciones más bajas.

Cuando salga hacia el oeste, donde las elevaciones reales de los aeropuertos ya están a una milla o más sobre el nivel del mar, y luego tenga en cuenta las altitudes de densidad en los días calurosos, puede obtener una altitud de “sensación” tan alta que su avión simplemente no puede despegar con seguridad. Es posible que pueda despegar si deja todo su equipaje, sus pasajeros y la mitad de su combustible, aligerando significativamente el avión, pero tal vez incluso eso no funcione. Incluso si puede despegar del suelo, aún necesita el exceso de potencia suficiente para poder trepar sobre esos árboles, edificios, colinas, etc., un par de millas más allá de la pista, y es posible que no lo tenga a esa altitud de densidad.

Por supuesto, se incluye un margen de error saludable en estos cálculos, especialmente en las regulaciones que rigen los viajes aéreos comerciales. No es suficiente calcular que el avión apenas podría despegar y escalar. Necesita poder despegar con algo de pista adicional restante y subir a un ritmo razonable.

Un peligro real proviene del efecto suelo. Un ala producirá mucha más elevación cuando esté muy cerca del suelo que cuando esté más alto en el aire. Esto es bueno cuando aterrizas, ya que te da un poco de amortiguación para aterrizar. Cuando intentas despegar en los márgenes del rendimiento de tu avión, como cuando no dejas suficiente margen de error en tu peso de despegue a una altitud de densidad dada, tu avión puede despegar mientras se pone el “impulso” extra del efecto suelo, pero no podrás salir del efecto suelo. Ahora está viajando rápido, a unos pocos pies por encima de la pista, y es posible que no tenga tiempo para volver a colocarlo en el suelo y reducir la velocidad antes del final de la pista. Vas a pasar el final de la pista y chocar.

Las altas temperaturas contribuyen en gran medida a la altitud de densidad, lo que disminuye el rendimiento de un avión por un amplio margen. A veces, puede disminuir tanto el rendimiento que ni siquiera es seguro intentar el vuelo.

Answer 4

Para ser claros, los aviones PUEDEN volar en climas cálidos. El problema es que para los aviones principalmente se trata de despegar. Esta restricción tiene que ver principalmente con aviones y no con aviones de aviación general. Lea lo siguiente para una explicación:

La respuesta de Joe Shelton a ¿Por qué los aviones no pueden soportar las temperaturas prohibitivas en Phoenix?

Una cosa a tener en cuenta. La temperatura en el suelo puede permitir freír huevos en el pavimento, pero una vez en el aire, las temperaturas caen rápidamente con la altitud, por lo que la mayoría de las aeronaves operan a temperaturas cómodas en cuestión de minutos.

Answer 5

Además de los problemas de rendimiento (mencionados por otros) planteados por el aire caliente y escaso, los aviones generalmente no cuentan con las tablas de certificación y rendimiento adecuadas para temperaturas muy altas. El límite de lo que generalmente se proporciona generalmente es de alrededor de 118-120F. Si no está certificado, no puede operar el vuelo. En algunos casos, una capacidad de “alta temperatura” es una opción disponible para un avión, que puede ser nada más que cartas adicionales y algunos documentos.

Pero incluso en un aeropuerto de altitud relativamente baja como PHX (1135 pies MSL), las temperaturas de más de 120 como lo habían hecho darían como resultado límites de carga útil bastante severos para la mayoría de las aeronaves, incluso si pueden operar a esas temperaturas. Si bien no sé si sucedió en PHX, ha habido casos en que los aviones han salido de tales situaciones con cargas de combustible mínimas solo para volar a un aeropuerto cercano (sin esa limitación) para repostar.

Answer 6

Muchas buenas respuestas aquí. En cuanto al rendimiento en climas cálidos, me gustaría agregar: no solo es el aire menos denso el que disminuye la fuerza de empuje, sino también el sistema de control del motor (FADEC).

Hasta donde sé, en el sistema de control del motor hay un limitador para el rendimiento del motor que depende de la temperatura exterior para evitar el sobrecalentamiento. Si la temperatura exterior es alta, el enfriamiento del motor se vuelve menos efectivo, por lo tanto, la producción de calor (que es más o menos proporcional a la quema de combustible y la fuerza de empuje) debe ser limitada.

Si no se puede lograr el empuje requerido después de la limitación, prácticamente no se permite que la aeronave opere. Por lo tanto, hay un límite de la temperatura exterior, por debajo del cual se garantiza un empuje suficiente y la aeronave está certificada para operar.

Answer 7

El aire es menos denso cuando hace calor y cuando está húmedo (o ambos). No es que “los aviones no pueden volar” es que para una ubicación determinada (digamos LAS o PHX) no pueden volar con seguridad.

Para un avión determinado, con un peso de despegue particular, necesita una cierta longitud de pista para operar de manera segura. Esta es esencialmente la longitud de campo equilibrado (ver Despegue de campo equilibrado – Wikipedia).

Los pilotos calculan la “altitud de densidad” (ver Altitud de densidad – Wikipedia), que es la altitud efectiva para el aeropuerto a una temperatura y humedad determinadas. La documentación de la aeronave enumera los requisitos de longitud de campo equilibrada para combinaciones de peso, temperatura y humedad.

Si el campo no es lo suficientemente largo, el vuelo no puede operar de manera segura. Deben esperar una temperatura o humedad más baja (o ambas).

Si está planeando un viaje de verano a PHX o LAS (por ejemplo), elija temprano en la mañana, es probable que sea la temperatura más baja.

Answer 8

Por alguna razón, ninguna de las respuestas hasta ahora por personas conocedoras está escrita en términos simples. A menos que sea un ingeniero, es posible que aún no sepa la respuesta después de leerlos. Aunque no soy un experto, conozco la respuesta a esta pregunta y proporcionaré una respuesta que cualquiera puede entender.

Las alas de los aviones dependen del aire para proporcionar elevación … de ahí el nombre … avión. El ala de un avión tiene una forma especial que, al acelerar por la pista, tiene un efecto sobre las propiedades del aire que pasa por encima y por debajo.

A medida que el avión baja por la pista a punto de despegar, las alas cortan a través del aire y la forma del ala crea una baja presión de aire en la parte superior del ala y una mayor presión de aire debajo de ella. A la velocidad de despegue, la alta presión debajo del ala levanta el avión del suelo y lo eleva al aire, causando el vuelo. Mientras continúe el impulso hacia adelante, el avión vuela. Si la velocidad disminuye, el avión se desliza hacia la tierra. Así es como lo aterriza un piloto, al reducir la velocidad, lo que reduce la presión del aire debajo de las alas, lo que lo lleva de vuelta a la pista para aterrizar.

Mire un ala Boeing 787 durante el despegue en su tubo. Es un ala muy larga, delgada y flexible, por lo que es muy fácil ver que se flexiona hacia arriba a medida que se alcanza la velocidad de despegue adecuada. Se dobla hacia arriba, luego ves que el avión sale del suelo.

Ok, piensa en el aire como algo parecido a la salsa. Cuanto más caliente es, más delgado se pone. Cuanto más frío es, más grueso se vuelve. Cuanto más delgado sea, menos efecto tendrá cuando el ala del avión lo atraviese. El ala necesita un rango ideal de grosor de aire para elevar el avión en el aire. Demasiado delgado, y tienes que tener mucho más velocidad o un ala mucho más grande. Como saben, los aviones no pueden instalar un ala más grande cuando el aire está caliente, y muchos aeropuertos no tienen una pista lo suficientemente larga que permita que el avión vaya mucho más rápido de lo normal para despegar, por lo que deben cancelar los vuelos hasta la noche cuando las temperaturas bajan y el aire se espesa un poco.

Mi respuesta anterior es una explicación simplificada de por qué el aire caliente no es amigo de un avión y deja de lado un montón de mumbo jumbo técnico, pero debería servir para ayudar a las personas que no son ingenieros aeronáuticos a comprender la razón por la cual es peligroso intentarlo y despegar cuando hace mucho calor. Si desea comentar sobre esto y ejecutarme a través del timbre, guárdelo.

Answer 9

Una respuesta simple es que tanto el ala como el motor dependen de la densidad del aire. El aire más caliente es menos denso que el aire más frío, por lo que se reduce el rendimiento del avión.

Sería comparable a correr cuesta arriba sobre asfalto (frío y denso) en lugar de correr por una duna de arena (caliente y menos densa). Los motores y las alas tienen menos “mordida” para que las distancias de despegue aumenten significativamente.

Un avión con un peso máximo de despegue puede necesitar el doble de una pista de aterrizaje a altas temperaturas que a bajas temperaturas.

Por cierto, lo mismo se aplica al despegue desde un aeropuerto de mayor altitud. El aire a mayor altitud es menos denso, por lo tanto, requiere pistas más largas.

Answer 10

Primero, tal vez podrían aterrizar, pero los aviones de categoría de transporte no pueden volar en condiciones fuera del sobre aprobado, sería ilegal. La otra consideración es que se deben hacer cálculos de aterrizaje. Si las cifras no están disponibles, no hay forma de calcular (entre otras cosas): peso máximo de aterrizaje para permitir que el piloto detenga el descenso (destello), el rendimiento en caso de una vuelta, el rendimiento en caso de un motor falla, distancia de aterrizaje, límites de energía de frenado, empuje máximo permitido del motor para una vuelta, despeje de obstáculos de aproximación frustrada; entiendes la idea. No es que sea imposible, es que sería una muy mala idea.

“El piloto superior es aquel que usa un juicio superior para evitar tener que demostrar una habilidad superior”, dijo Old Aviation.

Answer 11

Cuando un avión asciende o desciende normalmente, la cantidad de sustentación generada por las alas solo difiere del peso de la aeronave en unas pocas onzas (o newtons, si lo prefiere). Por lo tanto, la cantidad de elevación que desea en el despegue vs aterrizaje con un peso dado es casi la misma.

Por lo tanto, tener aire más caliente y, por lo tanto, menos elevación a una velocidad determinada, afecta el aterrizaje casi tanto como el despegue. Para compensar la diferencia en la sustentación, debes moverte por el aire más rápido. Eso significa que su velocidad de aterrizaje será mayor y, por lo tanto, necesita más pista, pista que el aeropuerto podría no tener, para aterrizar de manera segura.

Answer 12

Siempre aterrizan, no es una opción, pueden necesitar quemar algo de combustible o descargar algo para llegar por debajo de su peso máximo de aterrizaje o desviarse a otro aeropuerto, pero de alguna manera bajarán.

Quince minutos después del vuelo, el capitán anunció: “Uno de los motores ha fallado y el vuelo durará una hora más. Pero no se preocupe, nos quedan tres motores”.

Treinta minutos después, el capitán anunció “Un motor más ha fallado y el vuelo durará dos horas más. Pero no se preocupe, nos quedan dos motores”.

Una hora después, el capain anunció “Un motor más ha fallado y el vuelo será tres horas más largo. Pero no se preocupe, nos queda un motor”.

Una rubia miró a la otra y dijo: “Si perdemos un motor más, estaremos aquí todo el día”.

Answer 13

El clima cálido afecta sus datos de aterrizaje, y usted necesita eso para ver si puede aterrizar de manera segura en esa pista, dar un rendimiento seguro de dos motores y dar un rendimiento inoperativo del motor. Es posible que tenga que hacer un desangrado del motor desde el aterrizaje para garantizar la capacidad de desplazamiento, o puede que ni siquiera tenga datos de aterrizaje disponibles para los días realmente calurosos como los que tienen en PHX en este momento.

En realidad no se trata de levantar, sino de tener los datos legales disponibles para el aterrizaje.

Answer 14

Estaba en Francia cuando ATR estaba en pruebas de producción. La aeronave se probó en Libia (55 * C) y en Noruega en invierno (menos 20 * C).

Incluso el helicóptero indio ALH DHRUV fue probado en el desierto de Rajastan y Leh (menos 40 * C).

Los aviones se prueban a altas temperaturas, pero el empuje será bajo a altas temperaturas. Entonces la aeronave no puede tomar la carga completa. El aire se vuelve más raro y el empuje disminuye con el aumento de la temperatura.

Answer 15

Cuanto más caliente es el aire, más delgado es el aire. La elevación que generan las alas de un avión está relacionada con la masa de aire que las alas empujan (efectivamente) hacia abajo. Si el aire está más caliente, la masa de un volumen de aire dado es menor. Entonces, para obtener el mismo elevador, el avión debe tener una velocidad aérea más rápida (empuje hacia abajo un mayor volumen de aire para empujar hacia abajo la misma masa de aire).

Esto significa que el avión se mueve más rápido para despegar. Pero el avión también se mueve más rápido cuando aterriza. El avión tardará más en detenerse y la pista podría no ser lo suficientemente larga como para hacerlo de manera segura.

Answer 16

Los aviones regionales más pequeños (en su mayoría bombarderos) tienen una temperatura máxima de operación del fabricante de 118 grados. Estarían operando ilegalmente. Vuelos de Phoenix cancelados porque hace demasiado calor para los aviones – BBC News

Todas las otras respuestas sobre la densidad de presión son ciertas, pero los aviones más grandes volaron dentro y fuera de Pheonix en las temperaturas de 122.

Answer 17

No es tanto que no puedan VOLAR, es que el calor hace que el aire sea demasiado delgado para lograr Levantarse y despegar cuando la temperatura es increíblemente alta. Sky Harbor tiene varias pistas extra largas solo por esta razón, pero no lo suficiente para cada vuelo, por lo que en ocasiones hay retrasos y cancelaciones.

Answer 18

Primero, aumentará la velocidad de pérdida. El avión aterrizará a una velocidad más rápida que requiere una pista más larga o un mayor uso de frenado. La longitud de la pista será el factor determinante.

Answer 19

Las corrientes ascendentes térmicas fuera de las pistas pueden interferir incluso con el mejor aterrizaje de los pilotos. A mitad de camino por la pista, las ruedas están a punto de tocarse, y luego subes no hacia abajo, no es bueno.

Answer 20

Aquí hay muchas respuestas que hablan de que el avión no puede volar o que los aviones no deben volar cuando está por encima de 45 grados centígrados.

Estoy en Dubai y las temperaturas rondan los 50 ° C a partir de ahora y se espera que aumenten.

Los aeropuertos continúan funcionando normalmente.

Nunca pensé que los rangos de temperatura mencionados en otras respuestas pueden hacer la diferencia. ¿Alguien puede explicar?