Are jetströmmar en nettovinst i tid och bränslebesparingar?
Anta att ett plan har en krysshastighet på 400 knop TAS. I en 4000 nm rutt skulle vi ha en rundtur på 20 timmar. Om det fanns en strålström på 100 knop i båda riktningarna, skulle vi ha 4000/500 = 8 timmar i framvinden och 4000/300 = 13,3 som flyger in i strålströmmen i totalt 21,3 timmar. Nu är det klart att flygbolagen är smartare än detta och planerar flygvägar, höjder och hastigheter som maximerar svängvindarna och minimerar tiden som spenderas mot vinden. Frågan är hur mycket denna strategi hjälper till? Utjämnar det helt enkelt tiden som förlorats jämfört med att flyga i samma hastighet i båda riktningarna? Eller hjälper det än mer än det. Med andra ord skulle en hypotetisk vindlös värld skada flygindustrin?
3 svar
Ja, Jetstreams är en nettovinst på längre flygningar eftersom det är lätt att minimera huvudvindarna och maximera tailwinds i båda riktningarna.
Längre flyg kan köra runt hundratals miles för att dra nytta av mer gynnsamma vindar och resultera fortfarande i en nettovinst.
Jag flyger ofta från Toronto till Hong Kong. Vi flyger alltid en polär väg YYZ-HKG eftersom den är kortare, men brukar ta en HKG-YYZ North Pacific-väg över Alaska för att dra nytta av de rådande vindarna.
Denna dagliga flygplan är alltid planerad till 15 timmar 40 minuter för Toronto till Hong Kong över polen men endast 14 timmar 45 minuter tillbaka via en längre rutt över Alaska.
Den längre flygtrafiken över Alaska är en nettovinst i tid och bränsle på grund av den rådande västra vinden över norra Stilla havet. Denna typ av flexibilitet är inte tillgänglig vid kortare flygningar.
YYZ-HKG 6,787nm non-Stop 15:40
HKG-ANC-YYZ 7,050nm non-Stop 14:45
Svaret jag ska ge är rent teoretiskt, och många andra faktorer är specifika för Jetstreams, inklusive planetens möjligheter att navigera runt dem. Men detta är ett intressant matematiskt resultat som indikerar att i allmänhet vindar är netto negativa .
Låt oss föreställa oss ett plan som flyger en rundresa 1000km vardera vid TAS 200kmh. I still luft tar resan 5 timmar varje väg till totalt 10 timmar.
För samma resa, med en vindsvind på 50kmh (huvudvind enväg, sväng den andra) tar svängbenet 4 timmar (1000 / (200 + 50)). Spindelbenet tar 6,66 timmar (1000 / (200-50)). Totalt 10.66hrs. Vinden har en netto negativ effekt. I vår förenklade värld innebär mer tid mer bränsle, så det skulle också vara en negativ på bränsleförbrukningen.
Den enkla förklaringen är att planet spenderar mer tid på huvudvindbenet, och mindre på svängbenet. Fördelen med svängvinden avbryter inte nackdelen på huvudvinden.
Detta svar har liten betydelse för verklig verklighet, även om det kan gälla mindre fly utan möjlighet att undvika vindar. Men det illustrerar i huvudsak en princip som kan vara användbar för att göra grova tidsuppskattningar av rundresor.
Strategin hjälper till när det gäller blockbränsle.
-
Fallvindvind : Vid samma True Air Speed (TAS) flyger du snabbare i förhållande till marken, Ground Speed GS.
-
Case headwind : för att behålla samma TAS nu blir din GS långsammare.
Låt oss beräkna effekten av Ground Speed / True Airspeed på bränsleförbrukningen, från Airbus tar hand om flygplanets prestanda , sidan 131:
The specific range (SR) is the distance covered per fuel unit. Basically speaking, the specific range is equal to:
$ SR_ {ground} = \ frac {GS} {FF} $
Med tanke på luftavstånd är det specifika intervallet lika med:
$ SR_ {air} = \ frac {TAS} {FF} $
Där FF är bränsleflödet [Kg / h] och TAS / GS ges i [NM / h].
Så i en värld med ingen vind, $ TAS = GS $, annars vid samma TAS-konstant, är GS större / mindre för en svans- / huvudvind situation kommer du att täcka mer / mindre avstånd med samma mängd av bränsle i förhållande till marken.
I praktiken försöker ett flygplan att flyga alltid med sin mest effektiva hastighet, hur snabbt effekter det specifika intervallet kan ses på bilden nedan (alltid från Aibus som tar sig till Aircraft Performance):
Läs andra frågor om taggar wind Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna