¿Puede ser tan caluroso y seco que un avión no pueda levantar lo suficiente para despegar?

Gracias por el A2A.

De hecho, esto es posible, aunque con una advertencia: se prefiere el aire seco sobre el húmedo. El concepto que se discute aquí se conoce como “altitud de densidad”. La altitud de densidad es una aproximación de cómo la atmósfera donde se encuentra el avión afecta el rendimiento de las partes del avión que dependen de él. Esto generalmente se considera que incluye los motores, las alas y las hélices. Todo esto depende de la densidad del aire para realizar.

A medida que aumenta la altitud de densidad, la potencia del motor disponible disminuye (tanto para motores de pistón como de turbina, pero se complica si su pistón tiene un turbo). A medida que aumenta la altitud de densidad, la hélice (o ventilador en un turboventilador) produce menos empuje. A medida que aumenta la altitud de densidad, las alas deben moverse más rápido por el aire para producir la misma elevación. Eventualmente, significa que no puedes acelerar lo suficiente como para producir suficiente elevación desde las alas dentro de la pista frente a ti. En algún punto aún más alto, ninguna longitud de pista sería suficiente, ya que el avión alcanza la velocidad máxima antes del despegue.

Cuatro factores tienen en cuenta la altitud de densidad, ya que normalmente lo calcula un piloto, y usted ha mencionado dos en la pregunta. Lo más importante es la altitud sobre el nivel del mar, que es de donde la medida obtiene la mitad de su nombre. Altitudes más altas resultan en una presión de aire más baja que resulta en una densidad de aire más baja.

El siguiente elemento que importa es la temperatura, como se menciona en la pregunta. Las temperaturas más altas resultan en un rendimiento más bajo porque las temperaturas más altas resultan en una densidad de aire más baja, incluso a la misma presión.

El siguiente elemento con impacto es la configuración del altímetro. Nuevamente, como “altitud de densidad”, es una medida extraña diseñada para pilotos, no para científicos. Determina cuál es la presión del aire como una diferencia de lo que debería ser de acuerdo con la ISA (International Standard Atmosphere). Los ajustes más bajos significan una presión más baja. Una presión más baja significa una densidad más baja y una altitud de densidad más alta.

El último elemento es la humedad, pero el efecto es lo suficientemente pequeño como para ignorarlo. El agua es menos densa que otras partes del aire, por lo que disminuye la densidad. Para el motor, otro efecto negativo es que el agua desplaza el oxígeno necesario para el motor. Entonces, un aire más húmedo significa mayor altitud de densidad.

Cuando la altitud de densidad alcanza el techo absoluto de la aeronave, ninguna pista en el mundo sería lo suficientemente larga como para despegar. Sin embargo, por seguridad, los pilotos ni siquiera intentarán un despegue muy, muy por debajo de eso. Generalmente, necesita dos cosas para hacer un despegue seguro. Primero, suficiente pista para que ambos puedan acelerar a la velocidad de rotación y luego detenerse (en caso de que algo salga mal). En segundo lugar, necesita una velocidad de ascenso que sea segura para el terreno en el que vuela. Ambas se determinan con la altitud de densidad y se comparan con las tablas de rendimiento de la aeronave.

¡Este video ahora famoso es lo que sucede cuando no haces esto!

Gracias por el A2A. Hay varias respuestas excelentes y detalladas en este hilo.

Solo agregaría que, como lo señalaron varios encuestados, la humedad no es deseable. Las variables clave que afectan negativamente a cualquier tipo de avión son altas y calientes .

En el mundo de los helicópteros, las tripulaciones deben tener en cuenta la “potencia disponible” y la “potencia requerida”, tanto bajo “efecto de tierra” (IGE), donde el lavado del rotor del avión puede empujar contra una superficie agradable y uniforme, y “fuera de efecto de tierra “(OGE), donde se requiere que la aeronave soporte completamente su propio peso sin ningún efecto de tierra para ayudar. Estar alto y caliente (lo que resulta en una altitud de alta densidad) a menudo significa que un helicóptero puede volar IGE, pero no OGE.

Incluso “alto y frío” puede dar lugar a limitaciones de potencia si está lo suficientemente alto: simplemente no encuentra problemas a una altitud tan baja sobre el nivel del mar como es el caso en un día caluroso. En esos casos, aún puede estar terriblemente cerca de sus límites absolutos de control. Si un viento está contribuyendo a su elevación (soplando al menos 15 a 20 nudos), a veces puede entrar en una situación en la que un cambio repentino en la dirección del viento o la disminución de la velocidad del viento puede ponerlo instantáneamente en una situación en la que su “potencia disponible” ya no satisface tus necesidades para permanecer en el aire:

Gracias por A2A.

La respuesta es sí. Hay algunas respuestas excelentes ya publicadas. Permíteme darte un conjunto de ejemplos del mundo real.

En el día en que volé cargueros, DC-8 y B-707, que fueron construidos antes de que yo naciera, el avión no era tan capaz como los aviones de hoy. A menudo nos cargaron hasta el peso máximo de despegue, aproximadamente 300,000 lbs. Si las condiciones fueran extremadamente calurosas (más de 100 F) sin viento en contra para ayudar, incluso si la pista tenía 9-10,000 pies de largo (mínimo), las probabilidades eran bastante buenas, cancelaríamos nuestro tiempo de salida planificado hasta que las condiciones mejoraran.

En la década de 1950, cuando se diseñaban estos aviones, los diseños de motores y alas apenas comenzaban a comprender lo que era posible. El empuje del motor fue horrible en comparación con las turbinas de hoy.

Un turboventilador Pratt & Whitney JT3D produjo aproximadamente 15-18,000 libras de empuje (según el modelo) para un total de 60-72,000 libras si los cuatro estaban en perfecto estado de funcionamiento. ¡Hoy, una sola turbina B-747-8 General Electric GEnx produce 68,000!

El área del ala de la superficie de un DC-8 era de aproximadamente 2,700 pies cuadrados. Un B-747-8, un asombroso 5,960 pies cuadrados. ¡Ni siquiera es una pelea justa! hrmph Puedo decirle que hubo más de unos pocos despegues que mantuvieron la cabeza en el juego cada microsegundo durante el despegue en algunos aeropuertos del Lejano Oriente. Los DC-8 eran quisquillosos. Si no giró correctamente, podría comerse un montón de pistas a toda prisa si se hace demasiado tarde. Demasiado temprano, un golpe de cola era una posibilidad.

Sé de al menos un carguero B-707 que al aterrizar en Hawai, la tripulación de tierra encontró hojas de palmeras, metidas en los pozos de la puerta del tren de aterrizaje …

Sé que esto es cierto, porque fui y lo vi por mí mismo.

Estuve en LAX un poco temprano una vez durante una mañana muy fría y húmeda y vi despegar un Kalitta Air B-747 completamente cargado. Los vientos en contra fuertes ese día, probablemente más de 50 nudos y venían directamente por la pista. Saltó al aire apenas usando 4.500 pies de pista. Debe haber estado subiendo a 2,000 ‘por minuto. Fue una vista muy extraña ver 400 toneladas de avión dispararse en el aire.

Sí, si el avión está cargado cerca de su máximo y el aeropuerto está a gran altitud.

La elevación debe superar el peso del avión para despegar.

Demasiado peso, o la falta de elevación suficiente lo pondrá a tierra. La elevación se reduce en atmósferas calientes, secas y delgadas porque el aire es menos denso.

Las tripulaciones de tierra y los pilotos son responsables de contar el peso vacío del avión más su carga de combustible más los pasajeros más el equipaje y la carga y verificar las condiciones (altitud, temperatura) para asegurarse de que el avión pueda despegar.

Si está justo en el límite, podría tener dificultades para despegar y cuando da el primer giro, perderá un poco de fuerza desde la banca y se estrellará. Deben dejar suficiente margen … todos los aviones tienen tablas para consultar para este peso frente a altitud y temperatura y condiciones de humedad requeridas.

Si y no. Un aumento de la temperatura reduce la densidad del aire. Esto reduce la cantidad de moléculas de aire que son absorbidas por el motor en un momento dado a medida que las moléculas están más separadas, reduciendo el empuje que produce. La densidad reducida también hace que el ala produzca menos elevación. Ambos factores pueden aumentar el balanceo del suelo durante el despegue.

Ahora para la parte ‘no’. Si el calor te está deteniendo, podrías comenzar una compensación. Hay muchas otras variables que pueden reducir la distancia de despegue. Podrías reducir tu masa. Menos masa significa menos peso, lo que significa que el avión tiene que crear una elevación más baja para oponerse. Otra forma es elegir una pista (si es una opción) con el componente de viento en contra más grande.

Un viento de frente siempre es favorable en un despegue. Debido a la dirección del viento de frente, hace que el aire fluya sobre las alas ayudando a las alas a crear elevación. Incluso podría aumentar la configuración de la aleta si se establece en menos de 15 grados. Lo que esto hará es que dará un impulso de elevación debido al aumento de la inclinación del ala. Sin embargo, demasiadas aletas pueden aumentar la distancia de despegue ya que crean una gran resistencia.

Gracias por preguntar.

Si.

En realidad, seco es mejor que húmedo. La masa de aire seco es mayor que la masa de aire húmedo ya que el peso molecular promedio del aire es mayor que el del agua.

Hot es una historia diferente.

El aire caliente es menos denso que el aire frío, por lo que debe mover más para obtener el mismo efecto. Eso significa que un avión tiene que ir más rápido para obtener suficiente elevación.

También significa que un motor tiene que mover más aire caliente para hacer el mismo empuje, y cuando se combina con el hecho de que el motor está operando más cerca de sus límites de temperatura absoluta, significa que hay menos potencia o empuje disponible.

El factor final es que es ilegal operar una aeronave fuera de sus límites certificados. La mayoría de los manuales de vuelo aún se cortan a 120 grados F. Eso significa que 121 grados F es ilegal.

Para el modelo 60 de Learjet, eso nos llevó a publicar datos a 122 ° F a raíz del día de 120 ° F en Phoenix en 1990.

Absolutamente. El aire caliente delgado es un doble golpe para los aviones: por un lado, reduce la cantidad de elevación disponible y, por otro, reduce la cantidad de potencia que pueden desarrollar los motores. En un avión, Thrust y Lift son tus dos mejores amigos. Sin embargo, el aire seco funciona para su beneficio.

Uno de los factores de diseño clave que ingresó al Aeropuerto Internacional de Denver hace aproximadamente 25 años fue que Lufthansa quería poder despegar con un 777 completamente cargado (que también estaba en desarrollo en ese momento) y tener suficiente combustible a bordo para llegar hasta Frankfurt sin parar, y tenía que poder hacerlo en el día más caluroso de verano (en Denver, no hay humedad para hablar).

Esto dio como resultado que DIA obtuviera 5 pistas de 12,000 pies de largo y una (16R / 34L) de 16,000 pies de largo.