¿Por qué mi avión no podía salir con el combustible completo en un día de 44 °C?

Mi vuelo de Abudhabi a SFO fue pospuesto. La razón oficial que nos dieron fue que las temperaturas exteriores eran demasiado altas: alrededor de 44 grados centígrados y los aviones no pueden despegar con cargas completas de combustible a temperaturas tan altas.

Mientras estaba sentado en la terminal vi despegar otros vuelos. Cuando le pregunté al personal sobre esos vuelos, la respuesta fue que son de corta distancia, alrededor de 4 a 5 horas de distancia.

¿Cómo afecta la temperatura exterior a estos vuelos? ¿Tiene algo que ver con que el volumen de combustible cambie con temperaturas más altas y, por lo tanto, con cálculos de consumo de combustible incorrectos?

Creo que se adapta mejor a la aviación (y quizás ya esté cubierto allí), pero creo que la esencia es que el aire caliente es menos denso que el frío, por lo que proporciona menos sustentación, por lo tanto, se requiere más energía (combustible). (La larga distancia está cerca del límite de capacidad incluso cuando hace frío).
Aire más cálido => Menos densidad del aire => Menos empuje disponible + Menos sustentación => Peso máximo de despegue reducido. Un hecho físico básico es que los volúmenes de los líquidos apenas dependen de su temperatura (puede variar un poco, pero la diferencia suele ser insignificante). Por lo tanto, el problema no se trata de cambiar el volumen de combustible
@pnuts Se trata de combustible y elevación, pero su comentario es un poco al revés. La razón real es que, dado que el aire más cálido significa menos sustentación, el avión no puede despegar con todo su peso. Debido a que no puede despegar con todo su peso, no puede tener suficiente combustible a bordo para realizar un vuelo de larga distancia. La gran mayoría del vuelo se realizará a temperaturas del aire muy por debajo de los +44 °C, por lo que tener que quemar más combustible en el despegue para generar sustentación no sería un gran problema; el problema es que los motores no pueden quemar suficiente combustible para generar suficiente sustentación para despegar.

Respuestas (3)

Hay dos problemas:

Primero, a temperaturas más altas, el aire es menos denso; por lo tanto, hay menos oxígeno (en masa) en cada metro cúbico del mismo; por lo tanto, el motor debe ingerir más aire (en volumen) para que la misma cantidad de combustible se queme por completo. Si el caudal de entrada de aire es fijo, se puede quemar menos combustible y desarrollar menos potencia en comparación con una temperatura del aire más fría.

El segundo problema es que la menor densidad del aire reduce la sustentación generada por las alas del avión a cualquier velocidad. Para compensar esto, el avión puede viajar más rápido.

En la práctica, esto significa que las aeronaves que operan en condiciones "altas y calientes" (la altitud también afecta la densidad del aire) requerirán pistas más largas para despegar.

Si hace demasiado calor, es posible que la aeronave no tenga suficiente pista para despegar.

Por razones de seguridad, la pista debe ser lo suficientemente larga para que la aeronave se detenga si el comandante decide rechazar el despegue en el último momento. Pero los aviones rápidos y pesados ​​tardan mucho en detenerse; entonces esto significa que la pista debe ser aún más larga.

Si el avión está ligeramente cargado, entonces no es un problema; hay menos masa para acelerar y se debe obtener una velocidad más baja para el despegue. Por lo tanto, un vuelo corto simplemente toma un poco más de tiempo pero aún así despega. Pero para AUH-SFO, este es un vuelo muy largo y requerirá una gran cantidad de combustible para llevar a bordo (supongo que me imagino algo del orden aproximado de 80 toneladas). Los detalles variarán según el avión y cuánto hay en ellos.

https://en.wikipedia.org/wiki/Hot_and_high

Definitivamente puedo confirmar esto. Vivo en un clima que puede ser muy caluroso en el verano y ocasionalmente tenemos casos de aviones que tienen que dejar atrás a algunos pasajeros debido al "clima" cuando hace sol. No recibimos cancelaciones porque hay otros aeropuertos alrededor, siempre pueden dejar combustible si es necesario. Sin embargo, para un vuelo sobre el agua, podría ver fácilmente una cancelación.
Para los aviones a reacción, el primer "problema" es un no-problema. si la altitud de densidad fuera un problema para los turborreactores en los aviones modernos, entonces no podrían volar a más de 40,000 pies. El FADEC y el compresor del motor a reacción mezclan el combustible en la proporción adecuada a la altitud de densidad.
@rbp: la OAT y la demanda de energía (es decir, los flujos de combustible necesarios) son mucho más bajos en altitud que durante un T/O.
@UnrecognizedFallingObject sí, pero eso no es lo que OP escribió: el motor debe ingerir más aire (por volumen) para que la misma cantidad de combustible se queme por completo .
@rbp ¿En qué sentido es esto falso? Si el rendimiento del motor de despegue no se ve afectado por la temperatura del aire, puedo eliminar esta respuesta.
estás describiendo lo que sucede en un motor de pistón, no en una turbina. una turbina tiene una sección de compresor y un FADEC que controla con precisión la mezcla de aire y combustible en función de la altitud de densidad
'flujo de oxígeno' no es una frase en inglés, así que no sé a qué te refieres. y escribir una respuesta uniformada no es el lugar para 'aprender más sobre esto'.
Te recomiendo que aprendas sobre turbinas de gas. Se gestionan a través de la "temperatura de la turbina entre etapas" (ITT) y no de la "temperatura del aire exterior" (OAT). Tranquilízate
@rbp: El hecho es que la confianza será menor a mayor temperatura. La limitación del despegue en la mayoría de los casos es la velocidad de ascenso restante con un motor inactivo. Por encima de cierta temperatura y masa de la aeronave, será imposible sobrevivir a una falla del motor por encima de v1. Se debe bajar la masa o la OAT para que el vuelo despegue con seguridad.
@rbp, accidentalmente tiene razón en que "se debe ingerir más aire ... por volumen ... combustible para quemarse por completo" está mal, porque las turbinas funcionan con exceso de aire y este no es el factor limitante. Sin embargo, una densidad más baja aún limita el empuje, debido al límite de RPM (a una densidad más baja, las mismas RPM dan un flujo másico más bajo) y debido al límite de temperatura (puede agregar menos calor a un aire que ya está caliente antes de que se caliente demasiado para el aire). turbina). Tan caliente y alto es un gran problema para los aviones de turbina. La razón es algo diferente de los motores encendidos por chispa.

¿Tiene algo que ver con que el volumen de combustible cambie con temperaturas más altas y, por lo tanto, con cálculos de consumo de combustible incorrectos?

Dudo que se trate de cálculos de consumo de combustible incorrectos, pero la densidad del combustible es un factor limitante para algunas aeronaves, tanto en lo que respecta a la limitación del peso de despegue como a la posible prohibición del despegue. Por ejemplo, para un 747-400BCF, se requiere una densidad de combustible mínima de 6,0 lb/gal hasta 820 000 lb. De 820 000 lb a 870 000 lb, el mínimo cambia linealmente de 6,0 a 6,43. De 820.000 a 870.000 también hay restricciones del centro de gravedad (CG) de despegue. El CG debe avanzar del 19,1 % MAC 1 a 820 000, cambiando linealmente al 19,5 % MAC a 850 000, luego linealmente al 20,0 % MAC a 870 000.

Si desea ver esto en forma gráfica, vaya a la sección 1-05-001 del manual en http://terryliittschwager.com/WB/manuals/Boeing_747-400BCF_GPR1_WBM.pdf , pdf página 69 para lbs, 70 para kgs.

Además, algunas aeronaves tienen una prohibición de operar a temperaturas ambiente por encima de cierto punto. Me parece recordar recordar 54 grados Celsius para aviones 747-100 y -200, pero no me limites a eso.

1 MAC = Cuerda Aerodinámica Media del ala. La posición del CG generalmente se expresa como un porcentaje del MAC donde 0% es el borde de ataque y 100% es el borde de salida.

¿Qué es GC? ¿Centro de gravedad? ¿Y Mac? Gracias
@Calchas Tienes razón, CG es el centro de gravedad. MAC es cuerda aerodinámica media. El CG longitudinal de los aviones grandes generalmente se expresa en términos del porcentaje de la Cuerda Aerodinámica Media. Por lo tanto, si el CG es 20.0, lo que están diciendo es que es el 20 % del camino desde el borde de ataque del MAC hasta el borde de salida. El GC entra en muchas limitaciones. Lo que realmente es el MAC es considerablemente más complicado, pero considérelo como la distancia desde el borde de ataque del ala hasta el borde de fuga si el ala tuviera una distancia constante desde el borde de ataque hasta el borde de fuga.
La forma en que pienso en MAC es que identifica la posición relativa entre el Centro de Presión y el Centro de Gravedad. Para la estabilidad longitudinal, el CG tiene que estar más adelantado que el CP. Ambos pueden expresarse como %MAC.

Hay muchas respuestas complejas para una pregunta bastante simple.

Como han mencionado otros, la presión del aire disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esto significa que el combustible en los tanques se comprime menos por la presión del aire, por lo que el combustible compensa esto ocupando un volumen mayor para una masa específica.

Los aviones a reacción miden el consumo de combustible en masa, en oposición al volumen. Entonces, mientras el volumen permanece constante, las condiciones ambientales pueden alterar la cantidad de masa que se necesita para llenar ese volumen. En pocas palabras, un tanque "lleno" (considerado por volumen) pesaría más en un día frío que en uno caluroso.

Mayormente cierto, pero no es la disminución de la presión del aire lo que hace que el combustible esté menos comprimido. Es simplemente el combustible que se expande debido a su propio aumento de temperatura. Esto sucede sin importar cuál sea la temperatura del aire alrededor del combustible (particularmente notable cuando se alimenta desde tanques subterráneos y el combustible es significativamente más frío que la temperatura ambiente).
¿Por qué mi avión no podía salir con el combustible completo en un día de 44 °C?
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