Voy a responder con la advertencia de que no tengo una comprensión tan profunda de esto como me gustaría, y alguien más inteligente que yo puede corregir o exponer mi respuesta.

Best Glide es un concepto puramente aerodinámico. No hay un motor involucrado, por lo que simplemente está convirtiendo la energía potencial (altitud) en movimiento hacia adelante, a una velocidad y una relación L/D que es impulsada por el ángulo de ataque. Es un concepto más simple.

Cuando agrega un motor a la ecuación, se vuelve mucho más complicado. El motor en sí tiene modos en los que convierte de manera más eficiente la energía del combustible en empuje, y modos en los que lo hace de manera menos eficiente. Max Range , por lo tanto, depende no solo de la aerodinámica, sino también de la eficiencia del motor. Cuando agrega la dinámica del motor a la ecuación, puede decidirse por una mejor velocidad de rango que sea diferente de la velocidad de mejor rango de planeo puramente aerodinámica.

Simplemente pon...

• Mejor deslizamiento es donde ocurre L/Dmax.
• Max Range ocurre cuando (FuelBurn / GroundSpeed) es el más bajo.

En una nota relacionada, pero ligeramente diferente: los aviones de pistón y los turbo (ventiladores/chorros) se comportan de manera diferente cuando se trata de producir energía a diferentes velocidades. Es por eso que generalmente medimos los motores turboventiladores en empuje y los motores de pistón en caballos de fuerza. Esta diferencia es la razón por la cual las velocidades Max Range y Maximum Endurance se correlacionan de manera diferente con las velocidades Best Climb Angle y Best Glide , cuando se comparan pistones con chorros.

Espero que esto ayude.

Best L/D es un concepto puramente de fuselaje, mientras que best range es un concepto de sistema integral.

(Esta respuesta se basa en la respuesta de @LDMax)

Análisis

El mejor L/D de Airframe

Este es el punto exacto en el polar del planeador donde más rápido o más lento da como resultado un rango de planeo más corto (en aire en calma).

Sin embargo, a veces ese pico es muy superficial, es decir, acelerar o desacelerar un poco no cambia drásticamente la tasa de planeo. De hecho, esa es una característica deseable porque significa que el piloto no está tratando de mantener el equilibrio en la punta de una aguja. La lección es que las velocidades por encima y por debajo de la mejor L/D también pueden arrojar relaciones de planeo similares, aunque no matemáticamente máximas.

Interpretar el siguiente gráfico en este contexto es fácil. La pendiente de planeo es geométricamente la pendiente de una línea que parte del origen y se cruza con la curva polar. Cuanto menos profunda sea la línea, mejor será la L/D. En el siguiente ejemplo, puede ver que la curva es relativamente recta después del pico y, por lo tanto, PARA ESE AVIÓN, volar un 10% más rápido no cambia drásticamente la L/D.

Eficiencia máxima del motor

Un motor de ciclo Otto alcanza su máxima eficiencia cuando el cuerpo del acelerador está completamente abierto y hay suficiente carga para evitar que el motor acelere demasiado. Esto es fácil de entender, ya que la mayor pérdida de eficiencia en un motor es la pérdida de bombeo. Si el acelerador está cerrado, entonces el flujo de aire está restringido y el motor tiene que trabajar más para respirar (imagínese tratando de respirar a través de una pajilla). Si el motor está a altas revoluciones, entonces está bombeando mucho aire (imagínese respirando pesadamente durante minutos).

Tenga en cuenta que la diferencia en la eficiencia máxima puede ser sustancial. Ir un poco más rápido puede aumentar la eficiencia del motor en un 10%.

Eficiencia máxima de la hélice

La eficiencia de una hélice es un equilibrio entre patinar demasiado y tener demasiada resistencia debido a las altas velocidades. Comienza bajo, alcanza un pico alto y vuelve muy bajo. Las hélices de velocidad constante ayudan a igualar las mejores RPM de la hélice con las mejores RPM del motor, pero no pueden hacer mucho.

Una vez más, tenga en cuenta que la diferencia en la eficiencia máxima de la hélice puede ser sustancial. Ir un poco más rápido puede aumentar la eficiencia de la hélice en un 10%.

Conclusión

La mejor L/D es una pregunta que involucró solo un tema, que es el fuselaje en una configuración de planeo.

La gama max es la amalgama de varios sistemas, que tienen requisitos algo opuestos. Entonces, en general, puede ir un poco más rápido, lo que no aumenta sustancialmente la resistencia del fuselaje pero reduce sustancialmente las pérdidas del motor y la hélice.

En el caso de un Bonanza, funciona con un motor de estado estable y una configuración de velocidad aerodinámica. Sin embargo, en el caso de un planeador de lanzamiento automático con pilón de motor retráctil, el mejor alcance se logra a través de un patrón de vuelo de "dientes de sierra", que es una combinación de fases de planeo puro y etapa de ascenso máximo. Esto se debe a que 1) con el motor guardado, la resistencia de la hélice y el motor se retiran y 2) cuando el motor está desplegado, solo funciona en una configuración de ascenso de máxima eficiencia.

El hecho de que se requiera menos sustentación en vuelo planeado que en vuelo nivelado es un poco engañoso. La diferencia es pequeña y se puede acomodar volando con el mismo ángulo de ataque y relación L/D y relación Cl/Cd pero a una velocidad aerodinámica (¿indistinguible?) más lenta. Para todos los propósitos prácticos, para fuselajes razonablemente eficientes, este efecto es tan pequeño que cualquier ángulo de ataque dado corresponde a la misma velocidad aerodinámica en vuelo planeado que en vuelo motorizado horizontal. Pero tiene razón acerca de que la resistencia de la hélice cambia la curva de resistencia en un planeo sin motor, lo que cambiaría la mejor relación L/D a una velocidad aerodinámica más baja. Además, las consideraciones de eficiencia de la hélice y del motor podrían hacer que la mejor velocidad de rango real sea diferente de la velocidad para la mejor relación L/D.

Al final del día, debido a consideraciones de eficiencia de la hélice y del motor, la idea de que el mejor rango en aire quieto ocurre a la velocidad para la mejor relación L/D es solo una aproximación. Por otro lado, siempre es cierto que el mejor ángulo de planeo con aire en calma ocurre a la velocidad aerodinámica y el ángulo de ataque que producen la mejor relación L/D para la configuración de aeronave existente (que puede incluir hélice aerodinámica, hélice detenida, puntal, puntal de ralentí, etc...)

La fórmula general de "libro de texto" para mostrar el cálculo de la velocidad de rango máxima (al menos la que me enseñaron), es más o menos la siguiente:

Para un motor de pistón, el consumo de combustible es aproximadamente proporcional a la potencia del motor:

[1] fuel_consumption_per_hour = constant * power

Por eso

fuel_consumption_per_mile = constant * power / ground_speed

Asumiendo que no hay viento, gs = tas, la potencia es thrust * tas. En vuelo nivelado constante, obtenemos power = drag * tas.

Conectándolo de nuevo:

fuel_consumption_per_mile = constant * drag

Lo cual es mínimo para el arrastre más bajo. Para un peso dado, asumiendo lift = weight, podemos obtener:

D = (D/L) * W

Entonces, para minimizar el consumo de combustible por milla, necesitamos maximizar la L/Drelación.

Todo esto gira en torno a la suposición [1], que funciona para un motor de pistón ideal con una eficiencia perfecta.

Además, como usted señaló, la relación entre el ángulo de ataque (y la velocidad del aire) y la L/Drelación normalmente se ve afectada por las RPM del motor debido a la interferencia aerodinámica. (También en ciertas aeronaves, el efecto de vectorización de empuje afectará significativamente la sustentación de la cola, haciendo que toda la relación sea aún más complicada).

Conceptualmente, uno tendría que:

1. Seleccione L/Dla proporción óptima
2. Calcule el AOA y la velocidad del aire (dependiendo del peso) que resulten en la L/Drelación seleccionada
3. Calcule la potencia del motor necesaria para un vuelo estable
4. Vuelva a ingresar en 2 con la nueva configuración de potencia del motor y repita.

En la práctica, una respuesta aproximada siempre está bien. En tu caso un error de 15 nudos no parece terrible.