Qual o motivo para alterar a referência de velocidade (número IAS ou Mach) com altitude?

Aeronaves são limitadas pela velocidade do ar (VMO, afeta cargas nas estruturas) e Mach (MMO, formação de ondas de choque resultando em buffet).

Em baixas altitudes, a velocidade do som é alta, de modo que a aeronave é mais limitada pela velocidade do ar indicada (IAS). Em altitudes mais altas, a velocidade do som é menor, então a aeronave será limitada pelo número Mach. Aeronaves normalmente voam em direção ao limite superior de sua velocidade, então em algum momento elas terão que passar de permanecer abaixo do limite IAS para permanecer abaixo do limite Mach.

O gráfico abaixo mostra as mudanças em diferentes velocidades à medida que a altitude aumenta, assumindo uma atmosfera padrão.

^{Fonte de dados de tendências , velocidades para 737-800}

A aeronave sobe a 250 kias do nível do mar. Uma aceleração de 250 a 300 kias está incluída a 10.000 pés. Você pode ver que, como o IAS é mantido constante, TAS (True Airspeed) e Mach aumentam.

A mudança de 300 IAS para Mach 0,76 é feita no FL280. Você pode ver que a velocidade Mach está se aproximando do seu MMO. A partir deste ponto, tanto o TAS quanto o IAS diminuem. Após a tropopausa, cerca de 35.000 pés, a temperatura pára de diminuir e o TAS permanece quase constante.

No FL400, a aeronave estabiliza e navega a Mach 0,765, e uma subida escalável até o FL410 é incluída nessa velocidade para mostrar as tendências.

Cartas mais detalhadas e uma explicação do IAS vs. Mach no que se refere à escalada e desempenho da aeronave podem ser encontradas aqui .

Temos quatro velocidades do ar (IAS, CAS, EAS e TAS), se você não estiver familiarizado, clique aqui .

Para voar, por que os pilotos usam IAS e não TAS?

Porque o avião se comporta da mesma forma em qualquer IAS, independentemente da altitude e da alteração da densidade do ar.

Se uma baia acontecer a 150 KIAS a 1.000 pés, também acontecerá a 150 KIAS a 20.000 pés. (Fechar o suficiente.)

Por que a mudança do número de IAS para Mach em uma subida?

Em uma subida:

• A densidade do ar diminui. Isso significa que, para um determinado IAS, obtemos TAS mais rápidos.
• A velocidade local do som diminui devido à diminuição da temperatura. Isso significa que é preciso um TAS mais lento para chegar a qualquer número Mach quando mais alto o avião sobe.

Assim como um avião sobe em uma constante IAS, o avião estará se aproximando rapidamente do seu número Mach limitante (MMO).

A altitude de C / O está fixada?

The changeover altitude is the altitude at which a specified CAS and Mach value represent the same TAS value.

CAS     Mach    C/O Altitude
300     .75     27,300
300     .80     30,600
300     .95     39,000

( AviationCalculator )

A palavra-chave é especificada, a altitude de mudança depende do que o número IAS / Mach é mais econômico para um plano, ou seja, um B737, um B777 e um Concorde, todos com diferentes C / O altitudes.

Durante uma subida na altitude de mudança, uma constante IAS é assumida por um número Mach constante. Assim, os limites do avião não serão ultrapassados e o avião continuará a voar na sua velocidade ideal. Da mesma forma para a descida.

Por que existem duas velocidades limite de operação, VMO e MMO ?

A uma altitude baixa, onde o ar é denso, o avião atinge o limite pressão dinâmica em um TAS mais lento— a verdadeira velocidade do avião através do ar. Quanto mais leve o ar, mais você pode empurrar este TAS mais rápido.

Até um ponto em que a velocidade do som diminui e temos a necessidade de mudar.

( pprune.org ) Imagem útil de um manual da Airbus mostrando um perfil de subida comum.