Il y a en effet un avantage à voler plus lentement, mais l'avion doit être conçu de cette façon pour profiter de vitesses plus lentes. Vous pouvez voir que le balayage des ailes a été légèrement réduit dans les avions de ligne plus modernes, mais cela est également dû à de meilleurs profils aérodynamiques avec un début de montée de la traînée de Mach plus élevé.

Mais certaines choses coûteront également plus cher lorsque vous ralentissez: Vous devez payer plus d'heures à l'équipage et l'avion ne peut pas être utilisé aussi souvent. Pour transporter le même nombre de passagers, il faut plus d'avions lorsqu'ils volent à une vitesse inférieure. La relation coût / vitesse n'est pas linéaire, mais elle devrait avoir un minimum quelque part en dessous des points de fonctionnement actuels. Les avions avec une vitesse de croisière de conception plus lente peuvent être plus légers et plus petits pour la même charge utile, mais pour l'instant, les compagnies aériennes n'ont pas le choix entre des jets lents ou rapides; tous les constructeurs essaient de concevoir leurs avions à longue portée pour au moins Mach 0,83.

Cela a beaucoup à voir avec le marketing: l'avion avec la vitesse la plus élevée affichera un voyage plus court temps pour la même distance, il apparaîtra donc en premier dans les systèmes de réservation des agents de voyages. Bien sûr, vous soutiendrez maintenant que la plupart des gens réservent sur Internet et essaieront d'obtenir le coût le plus bas, quel que soit le temps de trajet. Vrai. Mais ce n'est pas le genre de client recherché par les compagnies aériennes. Leurs bénéfices proviennent des personnes en première et en classe affaires, et celles-ci réservent toujours principalement via des agents de voyages. Par conséquent, Airbus et Boeing essaient de commercialiser leurs avions comme ceux qui viennent en premier sur les écrans Amadeus et Sabre.

Si vous optimisiez résolument une configuration pour le meilleur rendement énergétique, vous arriveriez à quelque chose proche de la conception du MIT D8 ou de l ' étude SUGAR de Boeing. Notez que les deux sont conçus pour voler un peu plus lentement que les avions de ligne actuels à Mach 0,72. Ces conceptions sont destinées à un monde dans lequel le carburant coûte 200 USD ou plus par baril, tandis que les conceptions actuelles sont basées sur les prix attendus au moment du début de leur conception.

Lorsque les prix du carburant étaient bas, la vitesse optimale pour les meilleures performances de transport était en effet supérieure à Mach 1. Le Vickers VC-10 de 1964 avait une croisière maximale Nombre de Mach de 0,886 et détient toujours le record de la traversée commerciale la plus rapide de l'Atlantique. Lorsque le Concorde a été développé, le consensus général était que les futurs voyages aériens seraient supersoniques. Seule la flambée des prix du pétrole après la crise pétrolière de 1973 a mis ces plans au repos. Les gros jets d'affaires peuvent aujourd'hui naviguer jusqu'à Mach 0,935 car leurs propriétaires sont moins soucieux d'économiser de l'argent en volant plus lentement. Techniquement, il y a encore de la place pour la croisière au-dessus de Mach 0,85; c'est l'économie qui fait reculer les avions de ligne.

Si les compagnies aériennes étaient libres de choisir le nombre de Mach optimal, elles choisiraient aujourd'hui une vitesse entre Mach 0,78 et 0,82 avec des prix du carburant autour de 50 USD par baril. Notez qu'il s'agit de la plage de nombres Mach de conception pour les jets régionaux qui effectuent des sauts courts dans lesquels l'augmentation du temps de trajet par rapport à la vitesse réduite est insignifiante. En outre, en particulier en période de prix élevés du carburant, les compagnies aériennes font fonctionner leur équipement à des vitesses inférieures afin d’économiser du carburant. Mais si vous suivez ce lien, vous apprendrez que les compagnies aériennes n’ont pas cette liberté.

Concernant la traînée:

La traînée ne monte pas avec le carré de la vitesse. Lorsqu'elle est tracée au-dessus de la vitesse, la traînée d'un avion va d'abord descendre, atteindre un minimum et ensuite seulement augmenter. Les avions de ligne volent près de ce minimum, et ils volent haut pour déplacer ce minimum vers le nombre de Mach de vol le plus élevé possible. Ils le font en volant dans un air moins dense, ce qui nécessite de voler à une altitude d'environ 30 000 à 40 000 pieds. Un avantage supplémentaire à voler aussi haut est la température de l'air plus basse qui rend les moteurs plus efficaces.

Réponse courte: personne ne veut d'un avion lent.

Réponse longue: Bien que nous puissions parler d'efficacité du moteur toute la journée, nous devons nous rappeler que les avions sont plus conçus pour des missions que pour la science à bien des égards. Si nous prenons le fait que, d'une manière générale, les avions sont construits pour déplacer les choses (personnes / marchandises) loin et rapidement, il n'y a pas beaucoup de cas d'utilisation pour un avion lent mais efficace. Bien que cela présente des économies en termes de coût pour le passager, la plupart des gens sont prêts à payer pour la vitesse offerte par un avion moins efficace. Le meilleur exemple de ceci est peut-être le Concorde inefficace et coûteux que beaucoup de gens étaient prêts à payer de grosses sommes d’argent pour voler juste pour gagner quelques heures.

Sur les vols long-courriers, toute économie de carburant augmente considérablement la rentabilité du vol.

Ceci est un peu une déclaration générale et je ne suis pas sûr " significativement "est un mot approprié. Si les économies de carburant peuvent augmenter la rentabilité du point de vue du carburant, vous le faites au détriment d'autres dépenses. Par exemple, la plupart des pièces d'avion sont entretenues en fonction des heures de vol, donc pour une cellule / un nombre de vols donné, vous augmenterez vos dépenses en inspections puisque l'avion passe vraisemblablement plus de temps dans les airs pour déplacer une charge donnée. Vous avez également le problème de payer l'équipage, ce qui peut réduire les coûts. Compte tenu des vols longs (où l'équipage effectue des rotations de 8 heures), vous pouvez avoir besoin d'un équipage supplémentaire complet si le temps est considérablement augmenté.

Je n'ai pas de statistiques précises à ce sujet (mais je vais en chercher quelques-unes). Je suppose que le simple fait de passer plus de temps dans les air présente un risque pour la sécurité. Si nous regardons les accidents par heure de vol, la raison est que plus on passe de temps dans les airs, plus le risque d'accident est élevé, mais c'est un peu une supposition éclairée.

En plus des autres réponses, plus techniques, il y a une autre raison pour laquelle les avions ne sont pas conçus pour dépenser plus dans les airs plutôt que de rester inactifs à chaque extrémité de la route - les pilotes et les équipages ont un nombre maximal d'heures ils sont autorisés à être «en service».

En vertu des règles de la FAA régissant les limitations de fonctions, un pilote ne peut pas passer plus de 9 à 14 heures en service, selon certains facteurs tels que s'il y a d'autres pilotes programmé sur le même vol. En plus de cela, un pilote doit disposer d'au moins 10 heures de repos ininterrompu entre ses périodes de service.

Ainsi, plus l'avion vole lentement, plus il est dans les airs - ce qui signifie que plus de pilotes sont tenus de couvrir le même vol.

Par exemple, si un avion prend 9 heures pour suivre une route, alors selon les règles de la FAA, le même équipage peut prendre une pause de 10 heures à l'autre bout puis revenir l'avion.

Mais si l'avion prend 10 heures pour suivre la route, la FAA exige un autre équipage pour assurer la sécurité, mais les deux équipages doivent prendre leur pause de repos obligatoire de 10 heures à la fin du vol, et alors les deux équipages peuvent reprendre la même route.

Vous n'avez rien enregistré, mais vous payez pour des membres d'équipage supplémentaires.

Les compagnies aériennes et les avionneurs sont constamment en mouvement et-tirez la lutte pour tirer le meilleur parti de leurs avions à tout moment, tandis que les organismes de sécurité tels que la FAA, la CAA, l'EASA et al veillent constamment à ce que les routes empruntées par les compagnies aériennes soient sa fe.

http://work.chron.com/duty-limitations-faa-pilot-17646.html

Réponse courte - aux prix actuels du carburant, c'est la vitesse la plus économique du point de vue des coûts / revenus.

Les deux plus gros coûts d'exploitation d'un avion de ligne sont le carburant, qui serait réduit par un avion plus lent et plus efficace, et l'utilisation de la cellule - Le coût de l'avion divisé par le nombre de ventes de billets que vous en retirez sur sa durée de vie, qui serait réduite en volant plus vite. De plus, l'équipage de conduite est payé à l'heure. Actuellement, M0.85 ou un peu moins est un point idéal dans ces courbes, car la transsonique fait augmenter la consommation de carburant de manière plus agressive avec la vitesse, mais des conceptions pour des avions plus lents et plus efficaces (moteurs à contournement encore plus élevés; flux laminaire à rapport d'aspect élevé moins balayé wings) n'ont pas dépassé les concepts car leur rentabilité globale serait malgré des coûts de carburant moins élevés, surtout si l'on considère que les billets devraient être vendus moins chers pour les faire concurrencer avec des vols plus rapides sur les avions actuels.

Tout d'abord, vous devez comprendre que le nombre de mach n'est pas une vitesse, mais un rapport relatif à la vitesse et à la température de l'air. Plus l'altitude est élevée, moins l'air est dense. L'essentiel pour comprendre la situation globale de la vitesse par rapport à l'efficacité réside dans la différence entre les différents types de vitesse et la façon dont ils affectent l'aérodynamique et la vitesse du son. Ce n’est donc pas le plus rapide que vous allez, mais le plus vous allez qui augmente l’efficacité.

Différents types de vitesse

La vitesse au sol est liée à la vitesse vraie (TAS), qui correspond à la vitesse à laquelle vous vous déplacez dans le volume d'air, quelle que soit la densité. Alors que la portance et la traînée sont déterminées par la vitesse de l'air indiquée (IAS), qui correspond essentiellement à la vitesse à laquelle vous traversez la masse de l'air. Ainsi, tout en conservant le même IAS, lorsque vous montez, le TAS est plus élevé, donc une vitesse sol plus rapide. Vous devez maintenir l'IAS au-dessus du décrochage, donc, pour en tirer le maximum de TAS (donc une meilleure vitesse au sol), vous voulez voler dans la densité d'air la plus basse possible.

Vitesse du son

L'avion est limité, comme vous le constatez, par la vitesse locale du son (LSOS), qui est affectée par le TAS et la température. Plus vous montez, plus il fait froid (jusqu'à un certain point) et donc plus le LSOS est bas. Ainsi, à un IAS donné, plus la température de l'air est basse, plus le nombre de mach est élevé (plus proche de la vitesse du son).

Trouver le sweet spot

Puisque la portance est liée à l'IAS, la TAS n'a pratiquement aucune importance pour les ailes tant que vous restez en dessous du point où les problèmes de LSOS surviennent. Vous devez maintenir l'IAS pour que la portance soit égale à la gravité, afin qu'elle ne change pas à la même altitude. À mesure que l'altitude augmente et que la température diminue, le TAS monte et le LSOS descend. Le nombre mach est le rapport entre ces deux. Il y a donc un point où ils convergent et vous ne pouvez pas aller plus haut car votre TAS dépassera la limite de mach de l'avion. C'est ce qu'on appelle le «coin du cercueil». Si vous ralentissez vous décrochez, si vous accélérez, vous dépassez la limite de mach. Le point idéal pour l'efficacité sera dans ce domaine.

Partie 1 de la réponse: L'efficacité maximale (poussée minimale / exigence de carburant) se produit à la vitesse du rapport de portance / traînée maximal. Il est principalement déterminé par les ailes, car l'efficacité du moteur des jets en fonction de la vitesse compte également.

La traînée sonore est un autre facteur, la plupart des avions ont besoin d'une très grande puissance pour accélérer à travers Mach 1. Avion conçu pour une expérience de vol supersonique la traînée décroissante au-dessus de Mach 1 jusqu'à ce que la pression dynamique, proportionnelle au carré de la vitesse, dépasse les autres facteurs.

Un cas notable était le Lockheed F-104 avec le modèle -19 de son moteur à réaction J79. Avec ce moteur, son rendement énergétique en fonction de la distance parcourue s'est amélioré au-dessus de Mach 1, au moins à Mach 2 - Un rapport de pilote a déclaré que la consommation de carburant pour une distance donnée était meilleure à environ Mach 2. Ce pilote a écrit sur le retour du Texas en Floride faire Mach 2 à 73 000 pieds, la croisière dure une heure.

Pour comprendre pourquoi un avion sera plus efficace lorsqu'il vole plus vite, vous devez vous rendre compte que l'avion donne l'air qu'il passe à une vitesse descendante. Le changement de l'élan de cet air est ce qui soutient la masse de l'avion. Chaque kilogramme de masse de l'avion produira une force descendante d'environ 10 newtons. Ceci doit être compensé par un changement de quantité de mouvement de 10 kgms ^-1 chaque seconde.

Maintenant, bien que le changement de quantité de mouvement d'une masse donnée soit proportionnel au changement de vitesse, l'énergie nécessaire pour produire ce changement est proportionnelle à la vitesse au carré. (En unités SI, l'énergie est (mv ² ) / 2.) Ainsi, la masse de 1 kg pourrait être supportée pendant 1 seconde en accélérant 1 kg d'air à 10 ms ^{-1 sup > soit en accélérant 2 kg d’air à 5 ms -1 . Les deux supporteront la même masse mais le premier nécessitera 50 J d'énergie et le second 25 J. Ainsi, en doublant la masse d'air qui soutient l'avion, la puissance nécessaire pour le faire a été divisée par deux.}

obtenir la meilleure efficacité possible, un avion doit déplacer la plus grande masse d'air possible. Cependant, il ne peut affecter que l'air qu'il traverse, donc pour déplacer un plus grand masque d'air, il doit soit augmenter son envergure (c'est pourquoi les planeurs hautes performances ont des ailes très longues) ou voyager plus vite. Donc, si tous les autres facteurs devaient rester les mêmes, si un avion doublait sa vitesse, il lui faudrait la moitié moins de puissance pour le maintenir. De plus, il parcourrait deux fois la distance, de sorte que l'énergie, et donc le carburant, nécessaires pour parcourir une distance unitaire serait réduite d'un facteur 4.