¿Cuál es el techo de servicio más alto posible para un chorro de respiración de aire?

Answer 1

Los esfuerzos heroicos pueden permitirle subir un poco más, pero a unos 70,000 pies se encontrará un cieling muy difícil de superar.

La temperatura de la atmósfera disminuye con la altitud hasta alrededor de 35,000 ′. (La troposfera) Por lo tanto, esta es la altitud de crucero más eficiente para los aviones de pasajeros. Siempre navegarán a unos pocos miles de pies de esto en vuelos más largos.

Entre 35-70,000 ′, la temperatura es bastante constante. Si tiene suficiente ala (U2) o suficiente potencia (SR71), puede continuar hasta 70,000 ‘a pesar de que la presión y, por lo tanto, la densidad están disminuyendo.

Pero por encima de 70,000 ′, la temperatura atmosférica comienza a AUMENTAR, a pesar de que la presión sigue bajando. Y este es un aumento bastante rápido, con una pendiente de alrededor de -2 veces la tasa de caída en la troposfera. Entonces la densidad del aire comienza a caer MUY rápidamente. El aire más delgado requiere más velocidad y potencia, lo que sus motores luchan por producir porque hay muy poco oxígeno.

Cuando agrega el hecho de que es muy difícil llegar a 70,000 en primer lugar, este problema adicional equivale a un ladrillo cieling … romperlo requiere traer su propio oxidante.

He ignorado los problemas de enfriamiento que complican aún más el vuelo más alto.

Con esta dificultad en mente, se necesitará una razón muy importante para un vuelo tan alto. Hasta ahora, solo unos pocos aviones espías han necesitado volar por encima de 50,000 ′.

Editar: SCRAM Jets. Esto es lo que tenía en mente cuando dije esfuerzos heroicos. Las temperaturas producidas por la operación Mach5 + a una altitud de 100,000 ′ + presentan desafíos de materiales desalentadores. Además, llevarlos a la velocidad de operación hasta ahora ha requerido propulsores de cohetes, lo que podría violar las condiciones de esta pregunta.

Answer 2

Concorde voló a 60000 ′ – sin recalentar una vez que estuvo allí, TU144 voló a 65000 ′ pero necesitaba recalentarse todo el tiempo. Estos son los aviones civiles de uso regular que vuelan más alto.

Más allá de esto, los aviones militares van más alto. Los aviones espía como el SR71 y el U2 superan los 70000 ′, no creo que se cite el techo absoluto, al menos públicamente.

Por encima de esto, estás en una tecnología de motor exótica, cosas difíciles no comprobadas como los aviones de prueba. Es difícil pensar en una aplicación que haga que valga la pena desarrollar un avión así.

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Hay informes de un F15 golpeando 98000 ‘. He visto estos aviones acelerar verticalmente verticalmente inmediatamente después del despegue con recalentamiento, he visto que el recalentamiento hace que la pista de aterrizaje de la pista de humo a medida que el avión gira. Pero esta altura es impresionante.

F-15 Eagle en un banco escarpado

La pregunta era sobre los motores, pero hay que decir que dudo que un avión con cabina presurizada pueda alcanzar esta altura.

Answer 3

Realmente depende de qué tan eficiente sea el motor para quemar el oxígeno, la falta de oxígeno, algunos chorros vuelan más rápido cerca / en la superficie del agua, porque es abundante oxígeno. También debe considerar el hecho, si el avión puede mantener la altitud, debido a la falta de moléculas de aire que pasan sobre el ala. Pero si solo estamos hablando de un motor de respiración de aire. Entonces solo tendrá que seguir subiendo, hasta que no haya suficiente oxígeno para mantener el motor produciendo una fuerza igual o mayor que la fuerza de la gravedad. Recomiendo leer todos los diferentes tipos de motores a reacción, para comprender los requisitos para que un motor se mantenga en el aire. El techo de servicio Sr-71 Blackbirds estaba a 88,000 pies. Aproximadamente a 27 km sobre el nivel del mar.

Answer 4

Scramjets proporcionará el techo de servicio más alto posible, eventualmente . La teoría dice que serán operables hasta 75 km (250,000 pies) de altitud [1]. El espacio comienza alrededor de 100 km (330,000 pies).

Notas al pie

[1] Scramjet – Wikipedia

Answer 5

El manual de vuelo SR71 establece que el techo máximo es de 85,000 pies a menos que se autorice lo contrario [1]. Estoy seguro de que hay otras autorizaciones que permiten altitudes mucho más altas que la NASA / Lockheed / USAF / Area 51 no nos están diciendo.

Y, para ser sincero, estoy de acuerdo con eso.

Notas al pie

[1] Manual de vuelo SR-71

Answer 6

¿Cuánto quieres gastar?

Cuanto más dinero esté preparado para invertir en costos de diseño, construcción y funcionamiento, mayor será su inversión.

A medida que sube, lleva una carga útil cada vez menor (municiones / pasajeros / combustible), por lo que necesita una razón para subir más.

Como otros señalan, lo más alto que podemos pensar en construir es un Scramjet. Están en la etapa de prototipo volador.

Answer 7

Se trata de definición. Los vuelos con zoom pueden llegar a alturas increíbles, pero estamos hablando del techo de servicio o vuelo estable continuo. Que incluso hoy sería un récord mantenido por el SR 71 / A 12 a 85 – 90,000 pies. E incluso en eso, el increíble J 58, que en gran parte fue responsable de esa hazaña, es una tecnología antigua hoy en día, y los motores más modernos en un SR 71 podrían hacerlo aún mejor.