¿Son las corrientes en chorro un beneficio neto en ahorro de tiempo y combustible?

Supongamos que un avión tiene una velocidad de crucero de 400 nudos TAS. En una ruta de 4000 nm tendríamos un viaje de ida y vuelta de 20 horas. Si hubiera una corriente en chorro de 100 nudos en cualquier dirección, tendríamos 4000/500 = 8 horas en la dirección del viento de cola y 4000/300 = 13,3 volando hacia la corriente en chorro para un total de 21,3 horas. Claramente, las aerolíneas son más inteligentes que esto y planifican rutas de vuelo, altitudes y velocidades que maximizan los vientos de cola y minimizan el tiempo que se pasa volando contra el viento. La pregunta es, ¿en qué medida ayuda esta estrategia? ¿Simplemente compensa el tiempo perdido en comparación con volar a la misma velocidad en ambas direcciones? O ayuda aún más que eso. En otras palabras, ¿perjudicaría a la industria de las aerolíneas un hipotético mundo sin viento?

No, mi pregunta es si los vientos ayudan a la eficiencia en el gran esquema de las cosas.
Puede reformular su pregunta. ¿Está preguntando sobre un ejercicio teórico como los que se encuentran en el manual escolar cuando aprende sobre mecánica clásica (velocidad en diferentes marcos de referencia simplificados para no tener en cuenta trayectorias complejas debido a montañas, evitación de tráfico, ATC,...) o sobre la uso práctico de jetstream y sus consecuencias (en otras palabras, "¿cómo afecta la explotación de jetstream a las aerolíneas?")?
Creo que está claro que la segunda
Siéntase libre de editar si no parece tan claro
Estoy desconcertado por la cantidad de votos para cerrar, en comparación con las preguntas frívolas que pueden ser bien recibidas. En mi opinión, este, aunque es un poco difícil de leer, es realmente bueno y se puede responder proporcionando una idea.
@mins Algunos de los votos cerrados son para cerrar trampas. Sin embargo, estoy de acuerdo con usted y voté dejar abierto.

Respuestas (3)

Sí, los Jetstream son un beneficio neto en vuelos más largos porque es fácil minimizar los vientos de frente y maximizar los vientos de cola en ambas direcciones.

Los vuelos más largos pueden desviarse cientos de millas para aprovechar los vientos más favorables y aun así generar una ganancia neta.

Con frecuencia vuelo de Toronto a Hong Kong. Siempre volamos una ruta polar YYZ-HKG ya que es más corta, pero generalmente tomamos una ruta HKG-YYZ del Pacífico Norte sobre Alaska para aprovechar los vientos dominantes.

Este vuelo diario siempre está programado a las 15 horas y 40 minutos de Toronto a Hong Kong sobre el polo, pero solo 14 horas y 45 minutos de regreso a través de una ruta más larga sobre Alaska.

La ruta de vuelo más larga sobre Alaska es un beneficio neto en tiempo y combustible debido a los vientos predominantes del oeste sobre el Pacífico Norte. Este tipo de flexibilidad no está disponible en vuelos más cortos.

YYZ-HKG 6,787nm sin escalas 15:40

HKG-ANC-YYZ 7,050nm continuo 14:45

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Así como el beneficio de que los clientes suelen estar contentos con él.

La respuesta que estoy a punto de dar es puramente teórica, y muchos otros factores son específicos de los Jetstream, incluida la capacidad de un avión para navegar alrededor de ellos. Sin embargo, este es un resultado matemático interesante que indica que , en general, los vientos son negativos netos .

Imaginemos un avión que realiza un viaje de ida y vuelta de 1000 km en cada sentido a TAS 200 kmh. Con aire en calma, el viaje dura 5 horas en cada sentido para un total de 10 horas.

Para el mismo viaje, con un viento de 50 km/h (viento de frente en un sentido, viento de cola en el otro), el tramo con viento de cola dura 4 horas (1000/(200+50)). El tramo con viento de frente dura 6,66 horas (1000/(200-50)). Total de 10.66hrs. El viento tiene un efecto neto negativo. En nuestro mundo simplificado, más tiempo significa más combustible, por lo que también habría un efecto negativo en el consumo de combustible.

La explicación simple es que el avión pasa más tiempo en el tramo con viento de frente y menos en el tramo con viento de cola. La ventaja del viento de cola no anula la desventaja del viento de frente.

Esta respuesta tiene poca relación con la realidad real, aunque podría aplicarse a aviones más pequeños sin la capacidad de evitar los vientos. Pero principalmente ilustra un principio que puede ser útil para hacer estimaciones de tiempo aproximadas de viajes de ida y vuelta.

Me doy cuenta de cómo el viento es un negativo neto si no hacemos nada al respecto. Mi pregunta era si aprovechar el factor viento maximizando los vientos de cola y minimizando los vientos en contra realmente ayuda en comparación con ninguna maravilla en absoluto.
Incluso en aviones pequeños, podemos y ajustamos la altitud y el rumbo para maximizar el beneficio/minimizar la penalización por el viento, pero no tanto como un avión que vuela al otro lado del mundo.
Sin embargo, en el caso del NATS, el viento no es el mismo para los cruces hacia el este y hacia el oeste, lo que proporciona un beneficio adicional.

La estrategia ayuda en términos de combustible de bloque.

  • Case tailwind : a la misma True Air Speed ​​(TAS), vuelas más rápido con respecto al suelo, Ground Speed ​​GS.

  • Caso viento en contra : para mantener el mismo TAS ahora su GS será más lento.

Calculemos el impacto de Ground Speed ​​/ True Airspeed en el consumo de combustible, de Airbus familiarizándose con el rendimiento de las aeronaves , página 131:

El rango específico (SR) es la distancia recorrida por unidad de combustible. Básicamente hablando, el rango específico es igual a:

S R gramo r o tu norte d = GRAMO S F F

Teniendo en cuenta la distancia aérea, el rango específico es igual a:

S R a i r = T A S F F

Donde FF es el flujo de combustible [Kg/h], y TAS/GS se da en [NM/h].

Así que en un mundo sin viento, T A S = GRAMO S , en caso contrario a la misma constante TAS, siendo la GS mayor/menor para una situación de viento de cola/de frente recorrerás más/menos distancia con la misma cantidad de combustible respecto al suelo.

En la práctica, operacionalmente hablando, un avión intenta volar siempre a su velocidad más eficiente, cómo la velocidad afecta el rango específico se puede ver en la imagen a continuación (siempre de Aibus familiarizándose con el rendimiento de la aeronave):

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El arrastre depende de EAS, no de TAS. Hay EAS, V Y , en el que la resistencia es más baja y los aviones suelen volar a esa velocidad o solo un poco más rápido.
Tu suposición es incorrecta. Los vuelos no están limitados por el tiempo. El horario tiene suficiente margen para que el vuelo no se retrase debido al viento en contra e incluso si lo fuera, a nadie le importa realmente.
Y esto no responde a la pregunta de todos modos. Como mínimo, se necesita una estimación calificada de cuánto se ve afectado el consumo.
@JanHudec La velocidad aerodinámica equivalente (EAS) es la velocidad aerodinámica al nivel del mar en la atmósfera estándar internacional en la que la presión dinámica es la misma que la presión dinámica a la velocidad aerodinámica real (TAS) aquí . Las presiones dinámicas en TAS y EAS son idénticas. El arrastre es proporcional a la presión dinámica D = q S C d . siendo Q la presión dinámica, S el área de referencia y Cd el coeficiente de arrastre. Entonces, la resistencia depende tanto de EAS como de TAS.
@JanHudec una suposición, es solo una simplificación para mostrar qué factores juegan un papel, en el último párrafo traté de enfatizarlo, probablemente no lo suficientemente claro, que en la práctica las cosas son más complejas, como dijiste, amortiguar, etc.
Ad EAS: En otras palabras, EAS es una medida de la presión dinámica, mientras que TAS es una medida de la corriente real, que no está desvinculada, pero la relación es bastante complicada (por supuesto, la resistencia de la onda depende de la TAS (y la temperatura), pero eso es no relevante para aviones de transporte.
La suposición no es una simplificación. La suposición es totalmente incorrecta. La aeronave generalmente volará con el mismo EAS (dependiendo de la altitud de la corriente en chorro, la diferencia con el TAS podría o no importar) y aceptará el tiempo de vuelo resultante. Por supuesto, si vuela a la misma velocidad, tiene (aproximadamente) la misma tasa de consumo de combustible, por lo que el tiempo determina el combustible consumido.
@JanHudec, la ecuación para pasar de EAS a TAS es la siguiente: mi A S = T A S ∗ ρ r h o 0 , ρ siendo la densidad de la corriente y ρ 0 = 1.225 k gramo metro − 3 . el coeficiente de arrastre C d depende de tu coeficiente de sustentación C yo , que depende de su velocidad. Además, hay algunos efectos no lineales complejos, de modo que a velocidades más altas tienes más C d (arrastre) debido al arrastre de las olas.
@JanHudec operativamente hablando, estoy de acuerdo con usted, nadie vuela un avión para llegar de A a b en el tiempo x. era solo una suposición (quizás incorrecta) para mostrar el principio de que, en general, cuanto más lento vuela, menor es la resistencia (la resistencia aún depende cuadráticamente de la velocidad). D = 0.5 ∗ ρ ∗ v 2 ∗ S ∗ C d , q = 0.5 ∗ ρ 0 ∗ mi A S 2 = 0.5 ∗ ρ ∗ T A S 2 =
@JanHudec me convenciste, no tiene sentido razonar en "tiempo fijo x" solo es confuso, lo edité para que solo se muestre la forma operativa de trabajar. ¡Debería ser aclarado!
¿Son las corrientes en chorro un beneficio neto en ahorro de tiempo y combustible?
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