03.05 为什么飞机(特别是客机)必须飞那么高?

Manny李文辉



飞机的飞行高度在做计划时是按照空军的一号管制规定的中的高度做的。两小时之内国内航线的计划高度一般在8900到10100米这个范围内,少有上到更高的高度的。在这个飞行高度一般没有在平流层,而基本上是在对流层与平流层之间的一个相对稳定强大的对流层顶的附近飞行。这个高度上大气密度小,比低空飞行省油,虽然有时会受到积雨云的干扰,但是相对低空来说大气条件好了很多。

包括工程师、乘客和航空公司,因为海拔高的地方空气分子较少。在海拔3万英尺的高度,空气比较稀薄,这意味着飞机飞行需要较少的推力。较小的推力意味着需要消耗较少的燃料。此外,飞机在海拔30000英尺以上的高度飞行时,燃油的燃烧效率最高。

乘客想安全、放松地度过旅程,并不是非要要求飞机以每小时700-900公里的速度在天空巡航,不遇到导致飞机颠簸的任何坏天气。低海拔的地方会经常出现湍流天气。飞行高度低会导致飞行员难以看到可能导致湍流的横风。在更高的高度飞行,飞机会遇到较少的湍流,乘客坐起来也会比较舒服。

如果发生紧急情况,高海拔处的飞行员就会有更多的时间进行导航。飞行员会接收航空空中交通管制发来的最新天气情况,并按要求改变飞行高度。

因此综上,飞机飞那么高有以下几个原因:

1,高空飞行遇到的湍流较少,飞行平稳。

2,高空空气密度低,摩擦力小,气动阻力小,省油。

3,可以避开大部分极端天气,视野好。

4,出了故障有足够高度进行自救尝试。

5,高度高容易有足够的速度以满足冲压涡轮的工作,另外空中在起动机失效的情况下也需要足够的速度才有可能重启发动机。

6,温度低,足以满足空调,滑油,液压油的冷却降温。对减少蒙皮摩擦发热也有一定效果。

7,高空鸟类较少,减少了撞鸟悲剧的发生。


阿尔法军事


飞机飞行的高主要原因有两点。一:节省费用。说白了就是省油——省钱,在平流层飞机所受空气阻力相对于其在对流层中飞行要小的多,受阻力小飞机自然省油。

二:安全。说其安全,主要也是相对于对流层来讲。众所周知,飞机在起飞、降落过程是安全系数最低的时候,因其受飞鸟、对流等影响。

前段时间,我歼15舰载机训练时,就曾在起飞过程中撞到飞鸟——家鸽。致使其左侧发动机起火,后经飞行员冷静处理(空中放油、迫降等)、后勤人员(灭火)等共同努力,才保住这架战机(有关详细资料可查阅,CCTV1、CCTV4都作过报道)。而目前仅有数种飞鸟可飞到7000米以上的高度,如天鹅、斑头雁等,况且这些鸟也并非经常出现在高空中。这就极大降低了飞机在飞行时遭遇飞鸟的危险。

对流层中气流相对不稳定,较为活跃。故名思意,其气流运动方式为上下流动,其对飞机易产生上、下扰动。而平流层(高空),相对稳定,气流运动方式呈水平运动,更利于飞行。

正常情况下,飞机都是严格按照既定航线飞行。同一高度(以1000米为限),不能相向飞行,防止相撞。如遇紧急情况(天气原因、飞机故障等),需拉升、降低飞行高度,必须汇报塔台,经同意才可。塔台会根据实际情况(会否影响其它航线飞机正常飞行),而对其下达具体指令。


儒道之主


我从设计上说说吧。

首先,飞机的升力L=p*Cl*S其中p是动压p=½*空气密度*速度的平方,cl是升力系数,s是机翼面积。

机翼面积基本是恒定的。cl在襟翼全开(降落)的时候最大可以到3.0,起飞时cl不会用到这个数,大概2.5吧,在平飞的时候,升力系数是多少呢?是0.5到0.7。那么问题来了平飞时的动压就应该是起飞时的4到5倍。动压是怎么算的,是0.5*空气密度*速度的平方。也就是说如果空气密度不变,飞行速度也就是起飞时的两倍多左右,起飞速度不过才290km/h,那么平飞速度才600多?显然不合适,这个时候发现高空空气密度稀薄,可以将速度提高到1000了,这样由于密度低动压也不会变。所以啊飞机飞行时飞行员看飞机状态不看地速,也不看空速,而是表速,也就是动压的换算。比如飞机起飞表速度是165节,平飞表速是三百多节(大约是,七百公里每小时。),但是这个时候,飞机的空速有1000以上了,如果顺风的话地速会更高。这就是高空空气稀薄省油的道理。

另外还有个原因是,高空的气流平稳,可预料。不像地面,各种山和建筑导致气流很乱,大小方向都会有变化。这个也很重要,能让飞机平稳飞行


三米之内孟烦啦


其实飞机飞那么高,最主要是出于安全性的角度来考虑的,毕竟飞机所飞的平流层是高空中比较稳定的高度范围,飞机大家都知道,其实就是一种依靠自身动力,能够在大气或者太空中前行的航空器,而作为飞机的一种类型,客机是可以给人们出行带来便捷的交通工具,是要承载很多人进行飞行的,因此飞机飞行的安全性格外重要。



接下来,我就来对飞机在高空飞行的原因做一下详细的介绍:

首先可以知道的是大气圈层大致可以划分为对流层、平流层和高层大气这三层,飞机进行飞行时所处的正是平流层内,而平流层的范围大致距地面10—50公里,这个范围是飞机进行飞行的绝佳场所。主要表现在平流层与对流层相比较来说天气比较晴朗,光线比较好,能见度很高,便于高空飞行;从飞行员驾驶的角度来看,平流层的大气以平流运动为主,飞机在其中进行飞行时受力比较稳定,更加便于操纵架驶,而且由于该层水平气流大,飞机借助风力还可以节省燃料;同时平流层距离地面比较远,飞机飞行时受到地面的噪音污染相对较小;此外,鸟类对于飞机的飞行存在着巨大的威胁,而平流层是鸟类飞行所到不了的地方,这样就避免了飞机飞行时候的巨大隐患。



由于飞机在平流层的范围内飞行,是现今为止高度与稳定程度最好的一个选择,所以也是目前公认的飞机最佳的飞行高度范围,也只有这个高度范围,才能更好的保证飞机飞行的安全,所以就飞机飞得那么高也就主要是由于这些原因所考虑的了。

好啦,以上的这些就是对于你提出的这个问题的回答了,仅供参考,希望可以对你理解这个问题有所帮助!


地质知识科普中心


很高兴回答你的问题。

其实主要是两点啦,安全和经济。

安全方面主要涉及到这么几点:

一是气象条件。飞机能否准时起落,安全飞行,受到天气条件影响很大,飞机因为天气不好延误的痛,谁经历过谁清楚~

所以在选择飞行高度的时候,也要考虑飞机所在高度的大气条件是不是稳定?是不是经常遇上各种坏天气?

飞得太低,肯定是不行的。

我们所处的大气按照高度从低到高分别是对流层,平流层,中间层和热层。一般10000米以下的大气称为对流层,对流层之内空气的对流比较强烈,而且有着全球75%的大气和90%左右的水汽,也就有了各种各样的幺蛾子天气。如果飞机在对流层飞,晕机的人会直线上升,乘飞机出行危险系数直线上升,航班准点率直线下降。

另外飞机在飞行过程中还很怕一样东西——鸟。鸟虽然小,但撞上高速飞行的飞机,冲击力甚至上吨!机场都配有专门的驱鸟队好嘛!


经济因素当然就是油耗越少,成本越低越好啦~


所以为了避开不稳定的大气层,避开鸟群,飞机的飞行高度必须要提升,一般会在10000左右的高度上飞行。

这个高度大概在对流层平流层交界,或者是平流层低部(根据航线长短和客机大小高度会有差异)。

这个高度上,气流的干扰少,能见度高,不会遇见鸟,飞机驾驶会比较平稳,对飞行员和乘客都是最好的选择。

而且这个高度上,空气阻力小,还能给航空公司省油,也是降低了成本。

希望我的回答能帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧嘻嘻~


不吃肠的大肠


飞机的飞行高度一般会考虑到很多因素,包括安全性、经济性、任务需要、性能限制等等。其中对于客机来说,安全性和经济性是要优先考虑的。

一般来说,高度越低的大气越稠密,随之而来的空气阻力就越大,需要消耗的燃料也越多。同时,地球的主要大气活动,例如飓风、雷电、暴雨等等基本发生在对流层,对流层的下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化,它的高度因纬度而不同,在低纬度地区平均高度为17~18公里,在中纬度地区平均为10~12公里,极地平均为8~9公里,并且夏季高于冬季。这些大气活动是飞行安全的大敌,在螺旋桨飞机时代,由于飞行高度普遍较低,发生过不少恶劣天气造成的空难。

那么是不是飞得越高越好呢?也不是。毕竟飞机需要大气来提供升力,也需要空气来让发动机正常运转。飞行高度太高的话,飞机的飞行稳定性会变差,发动机性能也会下降,甚至可能停止运转,同样会影响安全。事实上,对流层之上平流层就有这方面的问题了,所以真正在平流层进行正常飞行的飞机也不是太多。

后来人们注意到,对流层实际上也可以再细分为下层、中层和上层。大气运动主要发生在下层和中层,而从6公里高度伸展到对流层的顶部的上层中,气温常年都在0℃以下,水汽含量较少,各种云都由冰晶和过冷水滴组成。除了在中纬度和热带地区,这一层中常出现风速等于或大于30米/秒的强风带,即所谓的急流之外,其他类型影响飞行的大气运动很少。而这些强风带一般也是能通过雷达提前发现的。

所以,两相权衡之下,现在的大一点的民用飞机一般都选择在对流层的上层飞行,按照相关规定,短航线的飞机一般在6000米至9600米飞行,长航线的飞机一般在8000米至12600米飞行。

至于军用飞机,一般是根据任务来确定。比如侦察机的高度一般都会比较高,当年的U-2侦察机飞行高度在22000米以上;对地支援飞机则会飞的比较低,为了便于及时反应,一般会在1000-2000米的高度飞行;战斗机就比较灵活了,基本上会根据需要来。


联合防务


客机的巡航高度一般是8000米,也就是好像歌词里的“三万英尺”,我估计和几个方面综合考虑。

1.平稳性,此高度平流层,很少剧烈的风切变,民航的舒适性得到保证;

2.经济性,这个高度的气象条件油耗较小(巡航速度下升力好,油料燃烧较充分);

3.历史延续性,原来就这个高度,大家都习惯了,后来只不过把习惯规定明确了下来


Firebird


这个问题简单。我回答一下哈,希望大家多多指教。

第一,飞机在设计时就考虑到了气动比。战斗机的宗旨就是要用最少的燃料取得最大的机动性,所以机身外形设计是比较苛刻的。客机强调的事是经济性,和舒适性,所以展弦比一般都比较大。如此大的展弦比的飞机飞多高才能获得最佳的能效比呢?也就是巡航高度和速度。

第二,大家都知道大气随着高度的增加密度逐渐降低,在航速不变的情况下,飞机随着高度上升空气密度同时随着下降。空气阻力下降的同时,机翼提供的升力也随之下降。如果飞机飞行速度不变,高度很难维持。如果要维持高度,那只能加大飞机发动机功率提升速度。但有一点,飞机的发动机提供的动力不可能无限大,也不可能长时间高功率输出。这就如同汽车发动机,你不能让发动机转速表长时间停留在红色区域,否则会抱瓦或者拉缸。飞机发动机也一样,汽车发动机出现故障最多靠路边停车,飞机可就惨了。至于战斗机,它的发动机功率输出属于大马拉小车,所以机动性能才会突出。

第四,客机怎么办呢?好在设计师早就考虑到了这一点,根据飞机的气动性能和经济性,建议了某种机型的巡航高度。这就好比咱们的汽车跑时速80公里是最经济的。

综上所述,飞机飞多高,飞多快是早就设计好的。至于空管人员让你飞在哪一层高度是空管空域划分的问题,如果空管让一架播音747在2000米高度保持400节速度飞行,该驾驶员也只能干瞪眼。如果驾驶员稍有不满,就要小心绕飞。最后一句话,空管惹不起。


红蕖照水



飞机的飞行高度在做计划时是按照空军的一号管制规定的中的高度做的。两小时之内国内航线的计划高度一般在8900到10100米这个范围内,少有上到更高的高度的。在这个飞行高度一般没有在平流层,而基本上是在对流层与平流层之间的一个相对稳定强大的对流层顶的附近飞行。这个高度上大气密度小,比低空飞行省油,虽然有时会受到积雨云的干扰,但是相对低空来说大气条件好了很多。


家乡的味道a


一,高空的湍流较少,飞机在高层飞行更加发平稳。

二,高空的空气稀薄,密度小,摩擦力小,阻力小,省油,更加经济实惠。

三,在高空飞行,能够避免绝大部分的极端天气,而且视野也比较好。

四,如果飞机不幸出现故障,高空飞行可以保证,飞行员有足够的时间实施自救。



五,高度高容易有足够的速度以满足冲压涡轮的工作。

六,温度低,足以满足空调,滑油,液压油的冷却降温。对减少蒙皮摩擦发热也有一定效果。

七,低空的空气密度大,对飞机本身也是一种损耗。


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