Скорость пассажирского самолёта¶

Скорость пассажирского самолёта — величина перемещения воздушного судна, предназначенного для перевозки пассажиров, относительно окружающего воздуха или земли. Различают несколько видов скорости: приборную (индикаторную), истинную воздушную, путевую (относительно земной поверхности) и число Маха. Для гражданской авиации ключевыми эксплуатационными параметрами являются крейсерская скорость — на основном этапе полёта, а также взлётная и посадочная скорости, определяющие длину разбега и пробега по взлётно-посадочной полосе.

¶Виды скорости

В авиации скорость классифицируют по способу измерения и системе отсчёта.

• Приборная (индикаторная) скорость — измеряется приёмником воздушного давления (трубкой Пито) и показывает скоростной напор. Именно по ней лётчики выдерживают режимы взлёта, набора высоты и захода на посадку.
• Истинная воздушная скорость — скорость относительно воздушной массы с учётом поправок на плотность воздуха, температуру и высоту. С ростом высоты плотность падает, поэтому при одной и той же приборной скорости истинная возрастает.
• Путевая скорость — скорость относительно земли; зависит от скорости и направления ветра. Именно она определяет время полёта по маршруту.
• Число Маха (M) — отношение истинной скорости к скорости звука на данной высоте. Для дозвуковых пассажирских лайнеров крейсерский режим обычно лежит в диапазоне M = 0,78–0,85.

¶Типичные значения

Крейсерская скорость современных магистральных лайнеров составляет 800–950 км/ч. Ниже приведены ориентировочные данные по распространённым типам воздушных судов.

Региональные турбовинтовые самолёты, например Ил-114 или ATR 72, летают медленнее — 500–600 км/ч. Сверхзвуковой пассажирский Ту-144 развивал крейсерскую скорость около 2300 км/ч (M ≈ 2,0), а «Конкорд» — порядка 2150 км/ч; оба типа эксплуатировались во второй половине XX века и были выведены из эксплуатации.

¶Факторы, влияющие на скорость

Крейсерская скорость не является постоянной величиной и зависит от ряда условий.

• Высота полёта. На эшелоне 10–12 тыс. метров воздух разрежён, сопротивление меньше, что позволяет достигать большей истинной скорости при меньшем расходе топлива.
• Масса и загрузка. Чем больше взлётная масса, тем выше индуктивное сопротивление и тем ниже экономически выгодная скорость.
• Ветер. Встречный ветер снижает путевую скорость, попутный — увеличивает. На маршрутах западного направления в Северном полушарии попутные струйные течения нередко сокращают время полёта на десятки минут.
• Аэродинамическая компоновка. Стреловидность крыла, механизация, наличие законцовок (винглетов) влияют на крейсерское число Маха.
• Экономические соображения. Авиакомпании выбирают так называемую экономичную крейсерскую скорость, при которой стоимость тонно-километра минимальна; она может быть на 2–5 % ниже максимальной крейсерской.

¶Скорости взлёта и посадки

Взлётная и посадочная скорости существенно ниже крейсерских. Для магистральных лайнеров они составляют 250–300 км/ч и зависят от массы, температуры воздуха, превышения аэродрома и состояния полосы. Эти величины рассчитываются перед каждым полётом и сообщаются экипажу в виде характерных скоростей: V1 (скорость принятия решения), VR (скорость подъёма передней стойки), V2 (безопасная скорость взлёта). Посадочная скорость ограничивается прочностью шасси и тормозов, а также длиной полосы.

¶Рекорды и историческая динамика

Скорость пассажирских самолётов росла на протяжении всей истории гражданской авиации. В 1920–1930-е годы типичные значения составляли 150–250 км/ч (например, у самолётов семейства Douglas DC-3 — около 290 км/ч). С появлением поршневых и турбовинтовых машин к 1950-м годам скорость достигла 500–600 км/ч. Реактивная эра, начавшаяся с de Havilland Comet и Ту-104, подняла крейсерскую скорость до 800–900 км/ч, где она и стабилизировалась у дозвуковых лайнеров. Сверхзвуковые пассажирские перевозки оставались нишевыми из-за высокого расхода топлива, шумового удара и ограничений на полёты над населёнными районами.

¶Значение

Скорость определяет производительность воздушного транспорта: чем выше крейсерская скорость и меньше время оборота, тем больше рейсов может выполнить самолёт за сутки. Одновременно скорость связана с расходом топлива и выбросами — рост сопротивления на больших числах Маха требует непропорционально большей тяги. Поэтому в современной гражданской авиации приоритет отдаётся не максимальной, а оптимальной по экономичности скорости, а дальнейший прогресс связывают с совершенствованием аэродинамики, двигателей и композитных материалов, а не с ростом крейсерского числа Маха.

Источники: учебные пособия по аэродинамике и динамике полёта; руководства по лётной эксплуатации воздушных судов; справочные данные производителей Airbus, Boeing, Объединённой авиастроительной корпорации; отраслевые обзоры гражданской авиации.