Eu tenho uma pergunta que é quase respondida pelo seguinte tópico, mas não totalmente para minha satisfação.
Por que os motores a jato melhor eficiência de combustível em altas altitudes?
Em última análise, a questão se resume a:
Por que os aviões a jato voam na tropopausa e não são mais altos?
A seguir, relacionarei o que acredito saber e tentarei explicar o raciocínio em minha mente. Por favor, corrija-me em todos os casos em que meu raciocínio não esteja totalmente correto.
Aqui está o que eu recebo. -A eficiência de combustível se torna melhor com a altitude
Isso ocorre porque, embora o ar fique menos denso em altitude (a quantidade de oxigênio por volume diminui), o efeito do aríete se compensa para que a mesma quantidade de ar entre no compressor. Assim, em comparação com a baixa altitude, em alta altitude, a mesma quantidade de ar entra no compressor, de modo que a mesma quantidade de ar (número de partículas de oxigênio) entra na câmara de combustão. Se a mesma quantidade de ar entrar na câmara de combustão, a mesma quantidade de combustível será usada para a combustão. então a mesma pressão e temperatura são criadas dentro da câmara de combustão. O que precisamos para maior propulsão do gás é a maior diferença de pressão possível em comparação com a pressão ambiente. A maior pressão na câmara de combustão é limitada pela temperatura máxima que as pás da turbina são capazes de resistir, então a única maneira de obter mais propulsão é uma pressão ambiente mais baixa, como é o caso em altitude mais alta.
Além disso, a eficiência térmica aumenta com temperaturas mais baixas. significando que mais de toda a energia dentro do combustível é transferida para calor e pressão quando queimada. Só isso não é mais do que aproximadamente 5% em maior altitude.
Estes dois levam à minha conclusão de que em altitude você precisará de alta velocidade (para criar o aríete) isso fará com que seu motor dê mais propulsão / propulsão pela mesma quantidade de combustível queimado ao voar na mesma velocidade a baixa altitude. Assim, você pode reduzir o combustível queimado para criar o mesmo empuxo em alta altitude e, assim, aumentar a eficiência do combustível.
O que eu também sei é que os aviões tentam voar em volta da tropopausa. Tem alguma coisa a ver com as características da tropopausa? porque porque não voam mais alto? isso é porque a temperatura não diminui mais? (essa é a história original da qual me lembro de algumas aulas há alguns anos, mas não consigo mais encontrar o raciocínio por trás dela) Acho difícil acreditar, já que a eficiência térmica é quase insignificante. Talvez isso aconteça porque a estrutura do avião não é capaz de suportar a diferença de pressão devido ao fato de que a pressão da cabine precisa permanecer abaixo de 10.000 pés? Nesse caso, ainda seria verdade que um avião voando mais alto e mais alto que a tropopausa se tornaria cada vez mais eficiente em termos de combustível. Mas também acho difícil acreditar que, com os compósitos mais novos e modernos, um avião deve ser capaz de resistir a diferenciais de pressão mais altos sem aumentar o peso e, assim, aumentar a eficiência do combustível aumentando a sua eficiência. Mais barato e mais fácil do que desenvolver motores mais eficientes, acredito.
Então, onde estou errado?