Varför flyger (jet) flygplan vid tropopausen (och inte högre) [duplicera]

Jag har en fråga som nästan besvaras av följande tråd men inte helt till min tillfredsställelse.

Varför får jetmotorer bättre bränsleeffektivitet vid höga höjder?

Frågan kommer i slutändan ner till:

Varför flyger jetflygplan runt tropopausen och inte högre?

I det följande kommer jag att relatera vad jag tror att veta och försöka förklara resonemanget i mitt sinne. Var god och korrigera mig i alla fall där mina resonemang inte är helt korrekta.

Här är vad jag får. -Fuel effektivitet blir bättre med höjd

Detta beror på att även om luften blir mindre tät i höjden (mängden syre per volym minskar) kompenserar ram-effekten så att samma mängd luft kommer in i kompressorn. Så i jämförelse med låg höjd, i hög höjd, kommer samma mängd luft in i kompressorn så att samma mängd luft (antal syrepartiklar) går in i förbränningskammaren. Om samma mängd luft kommer in i förbränningskammaren kommer samma mängd bränsle att användas för att förbränna. så samma tryck och temperatur skapas inuti förbränningskammaren. Det som vi behöver för högre framdrivning av gasen är den högsta möjliga tryckskillnaden jämfört med omgivande tryck. Högre tryck i förbränningskammaren är begränsade av den maximala temperatur som turbinbladet kan motstå, så det enda sättet att få framdrivning är ett lägre omgivande tryck vilket är fallet i högre höjd.

Dessutom ökar värmeffektiviteten med lägre temperaturer. vilket innebär att mer energi i bränslet överförs till värme och tryck vid förbränning. Endast detta är högst ca 5% i högre höjd.

Dessa två leder till min slutsats att i höjd du behöver hög hastighet (för att skapa ram) så kommer din motor att ge mer framdrivning / drivkraft för samma mängd bränsle som bränns vid flygning med samma hastighet vid lägre höjd. Så du kan minska bränslet bränt för att skapa samma kraft i hög höjd och därigenom öka bränsleeffektiviteten.

Vad jag också vet är att flygplanen försöker flyga runt tropopausen. Har det något att göra med tropopausens egenskaper? för varför flyger de inte högre? är det här eftersom temperaturen inte minskar längre? (det här är den ursprungliga historien som jag minns från mina klasser för några år sedan men jag kan inte hitta resonemanget bakom det). Jag tycker det är svårt att tro eftersom värmeffektiviteten är nästan försumbar. Kanske beror det på att flygplanets struktur inte klarar av tryckskillnaden på grund av att kabinpressen måste ligga under 10 000 fot? I detta skulle det fortfarande vara sant att ett flygplan som flyger högre och högre än tropopausen skulle bli mer och mer bränsleeffektiv. Men det här är också svårt att tro på att med nyare och moderna kompositer skulle ett flygplan kunna klara högre tryckskillnader utan att öka vikt och så kunna öka bränsleeffektiviteten genom att gå högre. Billigare och enklare än att utveckla mer effektiva motorer som jag tror.

Så var har jag fel?