On siistiä, kun aurinkoista säätä ikkunan läpi ja alapuolella kelluvia pilviä kuullaan lentäjältä viesti, että lennämme 10 000 metrin korkeudessa ja lämpötila yli laidan on -50 celsiusastetta.
Miksi lentää niin korkealle?
10 km korkeus on keskimääräinen. Yleensä puhumme 9–12 kilometrin etäisyydeltä, jolle matkustajia kuljettavien lentokoneiden kurssit asetetaan. Eikä lentäjä valitse itse korkeutta. Asiasta päättää lähettäjä, hän laskee korkeuden jokaiselle yksittäiselle lennolle.
On tunnettua, että ilma on ohuempi korkeilla korkeuksilla. Tämä johtuu yksinkertaisesta tilanteesta. Maapallon ilmapiiriä pitää sen painovoima. Tämä voima ilmenee tehokkaimmin pinnalla pitäen planeetan ilmakuorea tarjoamalla sille maksimaalisen tiheyden tarkasti alakerroksissa. Ilmakehän tiheyden kasvu liittyy päällä olevien kerrosten paineeseen. Mitä korkeampi, sitä heikompi ilmanpaine. Paine kasvaa lähempänä pintaa ilman ylemmän kerroksen painosta, koska valtameressä paine kasvaa ylemmän vesikerroksen takia. Ilma-alus ja sen lentosuoritus riippuvat suuresti ilman suorituskyvystä, lähinnä sen tiheydestä.
Ilmaa tarvitaan nostamiseen moottorien normaalin toiminnan kannalta. On syytä muistaa, että ilman happea palamisprosessia ei tapahdu, moottori pysähtyy. Jos tiheys on pieni, tämä on huono, mutta myöskään liikaa ei tarvita. Siviili-ilma-alusten optimaaliset olosuhteet havaitaan 10 km: n korkeudessa, ilmakäytävällä 9 - 12 km: n, säästä ja muista olosuhteista riippuen. Liian paljon tiheyttä ei tarvita, koska se ei salli vaaditun nopeuden kehittämistä. Tiheät ilmamassat hidastavat lentokoneen liikettä samalla tavalla kuin vesi hidastaa uimareiden liikettä.
Nopeuden kehitykseen liittyvien ongelmien lisäksi matalalla lentäminen tuo korkeita polttoainekustannuksia, kun taas matkustettaessa harvemmin täytetyissä ilmamassaissa vähemmän polttoainetta kuluu. Nämä ovat toisiinsa liittyviä ilmiöitä - liikkumiseen tiheämmässä tilassa tarvitaan enemmän energiaa ja siten enemmän polttoainetta.
Mainosvideo:
Siviili-ilma-alusten suosittelemassa korkeudessa ne voivat lentää vapaasti normaalilla nopeudellaan 800–950 km tunnissa, ilman polttoainekustannuksia, saaden riittävästi happea.
Optimaalinen korkeus
Ilman tiheys näiden rajojen sisällä pysyy riittävänä pitämään ilma-aluksen lentämässä ilmoitetulla nopeudella. Suuremmissa korkeuksissa vaaditaan suurempi nopeus. Joten lentäessään 12-15 km korkeudessa siviililentokone pystyi liikkumaan vain yliäänen nopeudella, muuten ilmamassat eivät pysty pitämään sitä lennossa.
Siviili-ilma-alusten nykyaikaiset suunnitteluominaisuudet tekevät tästä korkeudesta heille optimaalisen. Ne voivat kuitenkin hyvinkin lentää muilla korkeuksilla, tarvittaessa hieman korkeammalla tai paljon alhaisemmalla tasolla. Mutta tämä on irrationaalista ja voi osoittautua vaaralliseksi esimerkiksi sääolosuhteiden vuoksi.