Введение

Расстояние, на которое самолет может пролететь между взлетом и посадкой.

Максимальная дальность полета – это максимальное расстояние, которое самолет может пролететь между взлетом и посадкой. Дальность полета самолетов с двигателем ограничена емкостью хранения энергии авиационного топлива (химической или электрической) с учетом ограничений по весу и объему. Дальность полета самолетов без двигателя зависит от таких факторов, как скорость полета на большие расстояния и погодные условия. Дальность полета можно рассматривать как произведение наземной скорости полета на большие расстояния и максимального времени в воздухе. Предел времени полета для самолетов с двигателем определяется запасом доступного топлива (с учетом требований к резервному топливу) и скоростью его расхода. Некоторые самолеты могут получать энергию в полете из окружающей среды (например, за счет солнечной энергии или восходящих потоков воздуха, вызванных механическим или термическим подъемом) или в результате дозаправки в воздухе. Теоретически, такие самолеты могут иметь бесконечную дальность полета. Дальность перегонки – это максимальная дальность, на которую может достичь самолет, выполняющий перегоночный полет. Обычно это означает максимальную загрузку топливом, опционально с дополнительными топливными баками и минимальным оборудованием. Это относится к транспортировке самолетов без пассажиров или груза. Боевой радиус – это связанная с этим величина, основанная на максимальном расстоянии, на которое боевой самолет может вылететь от своей базы, выполнить задачу и вернуться на свой аэродром с минимальным запасом топлива.

Специфический диапазон

Термин , где – скорость, а – удельный расход топлива, называется удельной дальностью ( = дальность на единицу массы топлива; единицы СИ: м/кг). Удельную дальность теперь можно определить, как если бы самолет находился в квазистационарном полете. Здесь необходимо учитывать различие между реактивными и винтовыми самолетами.

Электрические самолеты

Электрический самолет, работающий исключительно от батарей, будет иметь одинаковую массу при взлете и посадке. Логарифмический член с отношением весов заменяется прямым отношением между

где – удельная энергия батареи (например, 150–200 Вт⋅ч/кг для литий-ионных батарей), – общая эффективность (обычно 0,7–0,8 для батареи, двигателя, редуктора и пропеллера), – отношение подъемной силы к сопротивлению (обычно около 18), и отношение веса – обычно около 0,3.

Круиз/подъем (уравнение диапазона Бреггета)

Для реактивных самолетов, работающих в стратосфере (высота примерно от 11 до 20 км), скорость звука приблизительно постоянна, поэтому полет с фиксированным углом атаки и постоянным числом Маха требует, чтобы самолет набирал высоту (поскольку вес уменьшается из-за расхода топлива), не изменяя значение локальной скорости звука. В этом случае:

где – число Маха на крейсерской высоте, а – скорость звука. W – вес. Уравнение дальности полета упрощается до:

где ; здесь – удельная теплоемкость воздуха (287.16 Дж/(кг·К) согласно авиационным стандартам) и – отношение удельных теплоемкостей (полученное из и ). и – удельные теплоемкости воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно. Или , также известное как уравнение дальности полета Брегета, названное в честь французского пионера авиации Луи Шарля Бреге.

Практика

В то время как максимальное значение в определенном диапазоне обеспечило бы максимальную дальность, для крейсерского полета на большие расстояния обычно рекомендуется немного более высокая воздушная скорость. Большинство крейсерских полетов на большие расстояния выполняются в условиях, обеспечивающих 99 процентов от абсолютной максимальной удельной дальности. Преимущество такой эксплуатации заключается в том, что один процент дальности жертвуется ради увеличения крейсерской скорости на три-пять процентов.