Výškový profil letu

wertical
Nováček
Nováček
Příspěvky: 5
Registrován: 28. 07. 2010, 14:00
Stav: Offline

Výškový profil letu

Příspěvek od wertical »

Dobrý den

Zajímá mne výškový profil letu jmenovitě přechod přes hranici 10 000 ft. V manuálech od Eurocontrol jsem se dočetl že například pro Airbus 320 je pod ní letová rychlost 250 kts CAS a nad ní 310 kts CAS. Ptám se profíků jak probíhá přechod mezi těmito rychlostmi. Z těch chytrých manuálů a z emailové komunikace nám odpověděli, že letadlo přestane stoupat a cca 35 sekund (údaje opět pro A320) jen zrychluje. Už jsem párkrát letěl jako pasažér a tuto změnu jsem nějak nezaregistroval. Mohu se zeptat jak to v reálu probíhá?


Pracuji na diplomové práci na téma optimalizace letových charakteristik. Nejsem přímo na dopravní fakultě, proto nemám moc přístup k teoretickým a praktickým pracem. Celý projekt je zaměřen trochu jinak takže přesnost znalostí letových údajů není na prvním místě co se know how týká ale je pro nás velmi důležitá.


Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

Tak nutno vědět pár základních informací.

Pod letovou hladinou (FL) 100 (tj zhruba 10.000 stop nad mořem) je maximální rychlost VŠECH letadel omezena na 250 KIAS. Nad FL100 je rychlost podzvukových letadel neomezená. (za určitých podmínek lze omezení pod FL100 porušit)

Za další je dobré vědět. Že rychlost letadla za standardních podmínek neovlivnuje pilot, ale autopilot ve spolupráci s navigačním počítačem, který určuje ekonomiku letu a navíc zná rychlostní omezení na trati.

Nevím tedy na co přesně se ptáš, tak to zkusíme od začátku.

Během startu je výkon letadla nastaven bud na maximální výkon, nebo častěji na flexibilní výkon, který je nižší, protože ne vždy je nutné během startu používat výkon maximální. Několik desítek vteřin po startu je výkon snížen ze vzletového výkonu na výkon stoupací. Stoupací výkon a tedy i rychlost stoupání je standardně řízena počítačem, který ví jaký je ideální poměr mezi rychlostí stoupání a rychlostí dopřednou. Tedy zda je lepší letět rychleji dopředu a pomaleji stoupat, nebo zda je lepší stoupat rychleji za cenu pomalejšího dopředného letu. S narůstající výškou se ten poměr postupně mění, protože s výškou klesají výkonnové parametry letadla.

Až letadlo dosáhne cestovní výšky, tak zvýší rychlost na rychlost cestovní a tu bude udržovat. U A320 je cestovní rychlost +-260 KIAS. 310KIAS (popřípadě CAS) je už moc rychle a zasáhnula by Alpha floor protection, která by automaticky snížila rychlost letadla do provozních hodnot.

Jak je vidět 250kias je až hodně a v praxi to není rychlostí nijak omezující, může se stát, že letadlo má tendenci překročit tuto rychlost během klesání a tak je dobré při FL100 si třeba vytáhnout brzdící štíty a zpomalit letadlo, pokud chci dodržet stejný úhel klesání. Ideálně je si zvolit takový úhel aby letadlo letělo na volnoběh a nepřekročilo maximální rychlost.

Samotný navigační počítač (FMS/FMGS) má dokonce položku "Cost Index XXX" kdy místo XXX se zadává index ekonomiky letu. Zda má počítač upravit plán letu tak aby byl v destinaci co nejrychleji za cenu vyšší spotřeby paliva, nebo naopak spotřeba paliva je prioritou a hodnotou XXX se zadává požadovaný poměr. Tuto hodnotu dostávají piloti od své společnosti/navigačního oddělení v rámci vypracovaného letového plánu

Jinak jestli chceš pracovat na optimalizaci letových charakteristik, tak mě docela zajímá, jak chceš něco optimalizovat, když pravděpodobně nemáš ani ty nejzákladnější informace o předpisech a pilotování dopravního letadla v praxi. Neber to jako urážku, ale dnešní moderní letadla jsou koncipovány s ohledem na maximální úspornost nákladů. Od automatizované avioniky i po takové detaily jako odhlehčené sedačky a dvířka odkládacích prostorů pro ušetření každého zbytečného kg váhy. Co se dá vylepšit je řízení letového provozu a efektivnější stavba letových tratí a využívání letového prostoru. Nikoliv zlepšit ekonomiku letadel, tam je prostor jen v nových materiálech a nových generací motorů. Jinde už prostor nevidím.

Tragedie_v_JZD
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 731
Registrován: 01. 01. 2007, 22:39
Kontaktovat uživatele:
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Tragedie_v_JZD »

Jen k zacatku prispevku - dovolil bych si nesouhlasit. Rychlost letadel neni omezena vyskou, ale tim, jaky typ letu (VFR, IFR) to je, a tim, v jakem vzdusnem prostoru se nachazi. Vyska do toho vstupuje neprimo - od vysky se odviji, v jakem vzdusnem prostoru jsi.

Diky konfiguraci vzdusneho prostoru to sice vicemene odpovida (C je od FL95 vys, D je pod FL100). Ale napr. v TMA Prahy (ktery je Cckovym prostorem) IFRove letadlo, ktere timto TMA proleta (nebo i prileta do prahy, ale jeste neminul SLP) muze letet nad 250IAS i pod FL95.

ale uznavam, ze to je uz trosku mimo zaber puvodniho dotazu...

Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

Jasně to je správná přípomínka. Bohužel rozdělení vzdušného prostoru nad ČR, není stejné všude na naší planetě, navíc ani po celé EU. Tedy pravidlo pod 10.000 stop rychlost menší 250 kias je obecně platná pro všechny letadla všude. Navíc jsem napsal, že za určitých podmínek je možné toto pravidlo porušit.

Ke všemu je to spíše už záležitost ATC zda dají letadlu "No speed restriction" protože piloti IFR dopravních letadel nemusí nutně tušit, že se nachází v TMA. Sice znají dokonale svou polohu od waypointů, ale vůbec netuší kde jsou hranice TMA a CTR.

Navíc rychlostní omezení pod 10.000 stop je obecně dobré dodržovat i důvodu srážky s ptákem, protože standartizovaný ptát podle leteckých předpisů má tuším 3kg a letí 250 kias. Na to jsou také certifikovaná přední okna kokpitu.

wertical
Nováček
Nováček
Příspěvky: 5
Registrován: 28. 07. 2010, 14:00
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od wertical »

Ahoj díky za rychlé reakce.

O omezení max 250 pod 10000ft vím. O tom že pilot není v letadle všemohoucí jsem se nejdřív s hrůzou dověděl taky. Ale pak mi došlo že to je vlastně dobře, protože v letu vystupuje tolik proměnných že udržet letadlo v příjemném letovém profilu je nadlidský výkon.

Jde mi víceméně o závislosti proměnných letu. Kdy dosáhle letadlo 250 CAS a proč. A co se přesně stane po překročení 100 FL.

Tj. možnosti

A) přestane stoupat a všechen přebytečný tah jde do zrychlení na 310 CAS a pak začne znovu stoupat. ROCD je s vyšší rychlostí vyšší a pokud je mi známo tak čím výš tím levněji se létá takže jde o to dostat se nahoru co nejrychleji a optimálně.

B) drží 250 dokud nedosáhne požadované letové hladiny pro CRUISE fázi. A zrychlí až tam.

C) něco mezi, pak mne zajímá použité zrychlení v závislosti na aktuální výšce. Ostatní charakteristiky si dopočtu.

samozřejmě vím že 310 se nedrží pořád. Po dosažení Transition altitude (okolo 290 FL ve standartní ISA atmosféře) se pokračuje na konstantím mach čísle(0.78) u A320.

S tou Cruise speed 260 +- jsi mne zaskočil. Podle dokumentů co jsme dostali, a co jsem prohledal přímo od airbusu tak se na 310 CAS doporučuje létat vždy. Můžu se ještě podívat na data přímo z provozu.

Jinak s cost indexem jsem se taky setkal a jelikož nemůžu ocenit časové náklady letadla(posádka, poškození etc.) optimalizuju zatím jen na palivo. Tzn. cost index je nula.

Co se týká té optimalizace. Můžeš mne prosím alespoň odkázat na ty nejzákladnější předpisy a praktiky pilotování. Subjektivně si myslím že nějaké neelementární znalosti mám. Má optimalizace je založena na tzv. Maximal excess power. To je rozdíl Thrust-Drag vynásobený TAS. Zmiňují ho například letecké manuály airbusu

http://pilotlab.net/aircraft-manufacture/airbus/aircraft-performance.pdf

sekce G Climb sekce 1.2.2 Rate of Climb

No a zkrátka mi vyšlo že je to oproti standartním procedurám co sledují ty konstantní CAS optimálnější letět trochu pomaleji. Vystoupám s menší spotřebou a dříve, protože mám lepší ROCD. Ale nejsem tak daleko co se týká ground distance. Pokud můj model pokračuje do místa kde by vystoupal ten konstantní tak mám stejně menší spotřebu paliva ale jsem tam později(to je logické, celkově mám menší TAS).

Čísla a grafy a trochu hlubší popis můžu napsat ale nevím co přesně budeš chtít vědět.

Díky


Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

Ufff trochu složitější na to odpověděd, protože buď špatně chápu otázky, nebo spíš pokládáš otázky na základně zkreslených vědomostí, takže mi to celé děláš složitější. :D

a) 10.000 stop není žádná hranice v podstatě ničeho. Airbus má jen checklistech, že při minutí 10 tis stop bys měl vypnout přistávací světla (vytvářejí odpor a při vyšších rychlostech vibrace) a vypnout světelné nápisy cestujícím pro zapnutí pásů.

b) převodní výška není nikde na světě FL290. V ČR je převodní výška 5000 stop a převodní hladina obvykle FL60 (nebo FL50 dle tlaku) nejvýše je převodní výška v USA kde je tuším v 18.000 stopách. Převodní výška sama o sobě s letadlem nic neřeší a také ne s rychlostí. Jde jen o standartizaci vertikální separace a nad převodní výškou se používá univerzální tlak výškoměrů 1013hpa, který sice nekoresponduje s reálnou výškou, ale zaručuje že každí letadlo poletí dostatečně daleko od jiného ve vertikání separaci.

c) cestovní rychlost ve vysokých výškách se neudává obvykle v IAS ale v Mach čísle. Ideální cestovní rychlost A320 je 0.78 Mach v letové hladině FL370. Maximální rychlost A320, 0.90 Mach.

d) během stoupání drží takovou rychlost jakou vypočítá navigační počítač na základě nastaveného cost indexu. Bohužel v praxi do toho vstupují povolení a řízení ATC, takže podle toho jak letadlo dostává povolení tak podle toho stoupe a často i velmi schodově. Takže ne vždy se stává, že letadlo po vzletu stoupe plynule a nepřerušovaně až do letové hladiny.


Takže jestli to správně chápu, řešíš to jestli je lepší stoupat rychleji s pomalejší dopřednou rychlostí, nebo stoupat pomaleji s rychlejší dopřednou rychlostí? Jenže přesně toto dělá navigační počítač na základě dat, které mu zadá před letem posádka. Ten se rozhodne jaký způsob je pro daný let výhodnější a přizpůsobí tomu charakteristiku letu.

Takže shrnutí na tvé položené otázky:

1.) Letadlo může dosáhnout 250 CAS/IAS kdykoliv. Po překročení FL100 se nestane vůbec nic.

2.) 260 IAS/CAS jako crusing speed +- je typická cestovní rychlost A320 v cestovní hladině. 310 IAS/CAS bude v typické cestovní letové hladině už overspeed a zasáhne ochrana letadla a rychlost sníží.

františek dobrota
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 580
Registrován: 09. 01. 2007, 20:26
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od františek dobrota »

310KIAS (popřípadě CAS) je už moc rychle a zasáhnula by Alpha floor protection

no to si nemyslím :)

wertical
Nováček
Nováček
Příspěvky: 5
Registrován: 28. 07. 2010, 14:00
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od wertical »

Přímo z performance manuálu airbusu následující

A climb is generally operated at a constant Indicated Air Speed (IAS) and
Mach Number. For instance, a standard climb profile for the A320 family is:
250 kt / 300 kt / M0.78
The climb phase is, therefore, divided into 3 phases (Figure G5):
• Below 10,000 feet: Climb at constant IAS = 250 knots. The speed is
limited by Air Traffic Control (ATC) laws.
• Above 10,000 feet: Climb at constant IAS = 300 knots (limited to M0.78).
At 10,000 feet, the aircraft accelerates to a more optimum climb speed (300
knots), which is maintained as long as the mach number remains under
0.78.
• Above the crossover altitude: Climb at constant Mach = M0.78. The
crossover altitude is the altitude where 300 knots IAS is equal to M0.78.
Above this altitude, a constant ratio between the TAS and the sound
velocity must be maintained to avoid high speed buffeting.


následuje obrázek z manuálu

Obrázek

a já se tedy znova ptám co se v reálu přesně děje při letu zkrz hranici 10000 ft


btw crossover altitude či transition altitude je zde vidět okolo 29000ft. A speed nad 10000 ft je 300. Tech 310 jsem si pamatoval asi z jiného letadla ... každopádně to je jinde než 260+-

Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

Hmm divné, tak tabulce samozřejmě rozumím, že po tom co se letadlo dostane z rychlostního omezení akceleruje na vyšší rychlost a ve vysoké výšce se pak musí indikovaná rychlost snižovat, kvůli nepřekročení Mkrit, tedy kritického Machova čísla na obtékaném profilu pro zamezení kmitání křídel.

Schválně se na to zaměřím a zítra dám snad vědět přesná čísla.

františek dobrota
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 580
Registrován: 09. 01. 2007, 20:26
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od františek dobrota »

Obrázek

Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

však ano, tenhle článek z manuálu se týká zásahu Aplha floor při nízké rychlosti, nebo kritického uhlu náběhu. Alpha floor protection nicméně samozřejmě funguje i na překročení rychlostí maximální, stejně tak funguje při max bank angle 66° a max pitch 35°

Hranice Alpha Floor je vidět na PFD v podobě dvou zelených čárek.

Pak jsou další ochrany jako například konflikt používání klapek a speed brakes i když to už není přímo Aplha, ale spíš vychytávky systému fly-by-wire. Též filtrace duálního zásahu do řízení. Tebo filtrace samotného řízení v režimu normal law, když počítač ignoruje nesmyslné pohyby sidestickem

františek dobrota
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 580
Registrován: 09. 01. 2007, 20:26
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od františek dobrota »

Nemáš pravdu, všechny ostatní funkce kromě úhlu náběhu,které jsi vyjmenoval nemají s alpha floor nic společného...
nepřekročitelný index nemá s alpha floor také nic společného...
doufám, že to neřídíš..teda krom FS :)

Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

No jo máš pravdu. Alpha floor a Alpha prot. jsou dvě věci. Alpha floor je součástí autothrust systému a Alpha prot. je součástí řízení. A já si dodnes myslel, že to má jen jedno jméno. Okey zase něco nového.

Jinak na A320 mám úžasných 20hodin na full motion simu, certifikovaných hodin. Typovku nemám, jen jet orientation training na A320

františek dobrota
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 580
Registrován: 09. 01. 2007, 20:26
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od františek dobrota »

V pohodě, já nemám ani hodinu, nicméně se to pokusím uvést na pravou míru,kdyžtak to mně může někdo doladit:

Všechno se týká ochran v normal law - pro nezasvěcené tedy když všechno funguje, 0,5/5sec po odlepení a ne pod 50ft /100ft při přistání.

High AOA Protection
Sem patří všechny alfa záležitosti :D
na vztlakové čáře jsou hodnoty úhlu náběhu v tomto pořadí:
alfa prot
alfa floor
alfa max
max .uhel náběhu pro 1g pád(maximální součinitel vztlaku)

po dosažení alfa prot. přejde systém do ochraného módu - výchylka sidesticku dále nezadává násobek ale je úměrná úhlu náběhu, při uvolnění se vrací na alfa prot, při dalším přitahování se zvětšuje až k alfa max, které dosáhne při max. výchylce a nelze ji překročit - jedna z největších výhod FBW, například při střihu větru prostě dotáhneš na doraz a letadlo letí na max. součiniteli, bez nebezpečí přechodu do pádu.

při dosažení alfa floor autothrust bez ohledu na polohu plynů nastaví TOGA výkon motorů

další ochrana spojená s úhlem náběhu je ochrana zasunutí slotů -alfa lock, zabranující zasunutí slotů od určitého úhlu náběhu nebo rychlosti




Load Factor Limitation
Ochrana proti překročení násobku - limituje násobek na +2,5 až-1 g v čisté konfiguraci a +2 až 0g v ostatních.

Atttitude protection
Pitch attitude protection - ochrana proti překročení max. úhlů sklonu +30/-15 p, s plnýma klapkama +25 - zobrazeno jako zelené = na PFD

Roll attitude protection - ochrana proti překročení max. úhlů náklonu max. 66 stupňů, od 33 stupňů je třeba pro udržení náklonu držet vychýlený sidestick, při uvolnění do neutrálu se vrací na 33. 66 zobrazeno jako zelené = na PFD

Flight Augumentation
- Yaw Axis
limitování výchylky směrovky s rychlostí plus korodinace klonění a bočení, výpočty rychlostí primárně počítají FACy

High speed Protection
Ochrana proti překročení VMO/MMO - zobrazeno zeleným = na PFD speed scale na VMO+6KTS. Při dosažení nebo překročení(podle podmínek) je redukována autorita siedesticku ve směru na potlačení a je automaticky zaváděn signál ve smyslu na přitažení pro odbrždění na normální rychlost, zárovem je limitován uhel náklonu a zavedená umělá stabilta v náklonu na 0 stupnů, jakýkoliv nákon se tedy musí držet výchylkou..tohle je ochrana o které tady původně vlastně byla řeč..trimování satbilizátru rovněž limitováno na přitaženo

tolik asi v kostce ochrany řízení A320, hodnoty se mohou lišit podle verze, celý sytém EFCS je poměrně komlexní záležitost, takže těžko říkat že nějakou věc dělá konkrétní blok/ počítač - je to opravdu hodně provázané..jinak ubezpečuju že ve skutečnosti je to ještě mnohem mnohem složitější :D

Ace2
Cestující First Class
Cestující First Class
Příspěvky: 527
Registrován: 23. 06. 2007, 14:38
Stav: Offline

Re: Výškový profil letu

Příspěvek od Ace2 »

Ano moc hezký a přehledný souhrn všech ochran Airbusu. K tomu není co dodat.

Jinak s tím střihem větru, nebo spíš mikroburstem. Já to zkoušel na simulátoru a je to skutečně velmi velký pokrok o proti B737. U B737 se člověk musí prát s berany, víceméně odhadovat úhel náběhu a pádovou rychlost, protože se pohybuje neustále v pásmu stick shakeru a to navíc v malé výšce. U Airbusu zařve počítač Windshear ! WindShear ! což už člověk stejně poznal o pár chvil před tím sám, a stačí jen pohodlně dát plný výkon motorů, plnou výchylku sidesticku a počkat až se z toho letadlo dostane samo. Žádný stres ohledně pádové rychlosti atd... Z pohledu pilotáže je Airbus mnohem příjemnější a pohodlnější letadlo, navíc s lepší ergonomií. B737 i když NG pořád nese znaky amerických bombardérů z 60tých let. Asi jsem jeden z mála lidí, kteří Boeing nijak nemusí. Vůbec mě to neláká.


Odpovědět