飞机到平流层需要多久

普通民航客机的巡航高度大约是10000米,约等于34000英尺 。客机的在爬升时候的爬升率根据具体情况会有所不同的,假设爬升率是1800英尺/分钟(一个比较普遍的爬升率),那么大约要用19分钟才可以达到巡航高度 。短程的客机或者大部分支线客机的巡航高度比较低,比如8000米;超远程的客机巡航高度非常高,可以达到12000米 。战斗机的爬升率要远远高于客机,因此可以非常快地到达平流层 。其实在不同的纬度,平流层和对流层分界面的高度是不同的,在寒带地区小于10000米,在温带地区约等于10000米,在热带地区大于10000米 。所以飞机达到平流层所用的时间也在一定程度上取决于所处的纬度 。
飞机发动到平稳和开始下降到停止分别需要多长时间?以常见的波音737-800为例,一般在引擎启动后五分钟内就能进入跑道,从加速到拉升也就大约十秒钟,然后大约三分钟就能进入平流层(稳定下来),此过程不到十分钟就结束了(降落和起飞的时间大致相同 。如果是大机场,流量控制的可能性会比较高,起飞前启动引擎在停机坪上等候的时间也较长 。
客机起飞后为什么那么急于大速度上升,一段时间后却缓慢爬升? 题主是一个善于观察的人,飞机在刚飞离地面的时候,机头抬的很高,机舱的倾斜角度很高,飞机在快速的上升,乘客在座位上感觉到明显向后倾斜 。达到一定高度的时候,飞机的上升速度就越来越缓慢,直到达到巡航高度,飞机改为平飞 。飞机采用这种方式起飞是有很多种考虑的,主要是满足飞机起飞、飞机起飞的安全性以及能量消耗、机械磨损 。
首先是考虑到安全问题,飞机在达到巡航高度正常飞行的时候是采用固定的高度,分层飞行的,所以飞机与附近的其他飞机之间相遇的可能性很小,可以有效的避免撞机事故 。而飞机起飞或者是降落的时候,飞机是无法固定高度的,必须不断的变化高度,同时飞向四面八方的飞机和来自于各个地方的飞机都要汇聚在机场附近,所以在机场附近的空域内,飞机的密度是最大的(这个可以找一些能够实时显示机场周围飞机状态的软件查看一下机场周围飞机的分布状况,能够一目了然),飞机的飞行高度和状态也是最复杂的,这样就极大地增加了安全隐患,所以飞机在起飞区域应该保持最大的爬升角度,这样可以减少在同一高度内的飞机数量,同时以最快的速度尽快的离开这个危险区域 。
机场附近的周围区域为了保障安全是不允许建设高层建筑的,但是,这个范围是有限度的,离开机场不远就会有高楼甚至有高山,飞机起飞和降落时速度都非常快,如果不能及早的爬升到一定高度就很容易和周围的高层建筑物或者高山有相撞可能,所以从这个方面考虑,飞机在起飞以后必须以最大的爬升角度,最快的速度离开起飞区域 。
飞机快速的起飞,也是他自身摆脱地面变成飞行状态的需要 。飞机在地面上的时候,重力是由地面支撑的,但要离开地面,必须克服地球的吸引力,也就是升力大于重力 。这时飞机必须以最大的加速度获得飞机的升力,以此摆脱地球的吸引力而飞离地面,所以飞机在起飞状态的时候,耗费的能源是最大的,我们在飞机上感受到的噪声也是最大 。但地球的引力与离地球的距离是成反比的,所以越离开地面,飞行高度越高需要克服的地球引力就逐渐减小,为了能够节省能源和减少飞机的机械磨损,所以飞机也必须尽快的爬升高度 。
第三个也是从节约能源考虑 。飞机在起飞过程中,除了要克服地球的引力以外,还要克服空气的阻力,空气的阻力对于速度非常慢的物体来说是可以忽略不计的,比如我们人的行走不太需要考虑空气阻力,除非迎着台风走 。但是对于高速运动的物体来说,空气阻力是需要非常重视的一个因素,飞机作为一个高速运动的物体,它所受到的空气阻力是非常大的,而我们的大气层中的空气密度是越往下密度越大,高度越高,空气越稀薄 。空气密度越大,那么空气阻力也越大,所以飞机在低空的时候所受到的阻力非常大,为了减少承受的阻力,飞机也应该尽快的飞离低空区域进入更高的区域,减少空气阻力,减少动力消耗 。
随着飞机高度的增加,飞机所受到的地心引力,和空气阻力都在减小,消耗的能量也会逐渐减小,与高炉高山相撞的风险消失,与其他飞机相撞的机会也逐渐减小,就没有必要再开足马力快速的上升,而可以以更经济的油耗进行飞行,所以往越上飞机的爬升高度就越平缓 。