Por que um ângulo de descida de 3 graus é usado?

Basicamente, é uma combinação de significado histórico, conforto do passageiro e facilidade de cálculo mental.

Historicamente, antes que a aeronave fosse pressurizada, uma descida rápida seria desconfortável para os passageiros. Nas velocidades normalmente voadas, uma descida de 300 pés / min foi considerada confortável o suficiente para o passageiro típico.

Many aircraft had a cruising speed between 100–120 miles per hour (160–190 km/h). Three miles would be traveled in about 1.5–1.8 minutes, resulting in a rate of descent of about 550–660 feet per minute. That was about as fast as passengers could comfortably adapt to the changing pressure on their eardrums. However, many pilots used a 300-feet-per-minute descent rate because doing so is almost unnoticed by passengers. A pilot cruising at 10,500 feet would calculate that in order to be at 1,000 feet at his destination, he would have to descend 9,500 feet. Dividing 9,500 feet by 300 feet per minute, that descent would require about 32 minutes. If his ground speed was 120 miles per hour (190 km/h), he would begin his descent about 64 miles (103 km) from his destination (traffic permitting).

Como você pode ver, há um cálculo mental razoavelmente simples que pode ser feito lá. Isto é comumente referido como a regra de três , que é em parte citada acima.

Isso cobre a descida da altitude de cruzeiro, mas você está certo de que o vôo na IFR dependerá dos procedimentos e do cenário. Um exemplo é o Aeroporto da Cidade de Londres que usa um perfil de descida muito mais íngreme de 5,5 graus na aproximação à terra.

A descida é uma questão de gerenciar o orçamento de energia da aeronave.

Para descer, a aeronave deve lançar todo o seu potencial e grande parte de sua energia cinética. Os pilotos reduzem a potência do motor ao mínimo para parar de adicionar energia, mas a energia que o avião já possui ainda é apenas dissipada pelo arrasto. O ângulo em que a aeronave pode descer sem acelerar é igual à sua razão de levantar para arrastar. Desça mais íngreme e a aeronave acelerará.

Agora, a maior razão de sustentação por resistência significa menor consumo de combustível, de modo que as aeronaves são projetadas para ter essa relação alta. Um avião de passageiros típico moderno tem relação de elevação / resistência, na velocidade ideal, por volta de 18 anos. A geração mais antiga um pouco menos, 15-16, a mais nova aeronave um pouco mais, 20-21. E $ 18 \ times 1.000 \ \ mathrm {ft} \ \ dot = \ 2.96 \ \ mathrm {NM} $.

A aeronave pode descer menos inclinada usando alguma potência do motor, mas os motores são menos eficientes em baixa altitude, portanto não é desejável descer mais devagar.

A aeronave também pode, em certa medida, aumentar seu arrasto, geralmente usando os freios de velocidade. No entanto, a descida mais rápida dessa maneira significa que os motores estavam funcionando por mais tempo antes do início da descida e, portanto, queimavam mais combustível, cuja energia agora está sendo desperdiçada para acelerar os freios.

Assim, os pilotos tentam descer em torno do ângulo de planeio ideal. E com a aerodinâmica dos aviões atuais, é de aproximadamente 3 milhas por 1.000 pés. Arredondado para esse valor se você precisar fazer o cálculo mentalmente em vez de fazer o FMS fazer isso por você.