Що таке крейсерська швидкість

Ви, мабуть, не раз чули термін “крейсерська швидкість літака”. Але чи замислювалися, що це означає насправді? Більшість тих, хто вживає цей термін, насправді не розуміють його значення. Далі буде багато цікавого, і не лише про авіацію.

Крейсерська швидкість

Простими словами, крейсерська швидкість — це така швидкість, яку літак може підтримувати достатньо довго, щоб подолати достатню відстань при оптимальній витраті пального на певній висоті*.

Тобто швидкість, яка забезпечує найоптимальніше співвідношення витрати пального та дальності польоту.

*Така висота також називається “крейсерською висотою польоту”

Для пасажирських літаків це означає, що швидкість буде достатньою, щоб швидко доставити пасажирів або вантаж, але не настільки великою, щоб витрата пального значно підвищувала вартість кілометра шляху.

Справа в тому, що зі збільшенням швидкості опір повітря, а отже, і витрата пального зростають нелінійно, особливо помітний стрибок опору спостерігається при досягненні швидкості, близької до швидкості звуку (звуковий бар’єр). Тому цивільні літаки літають на швидкостях 0,8–0,9 Маха**, тобто трохи не досягаючи швидкості звуку.

**Число Маха (або просто М) — це відсоток швидкості звуку. 1  — швидкість звуку на певній висоті, 0,8 М — означає 80%швидкості звуку, тобто дозвуковий режим польоту.

Адже цивільному судну важливо не лише витрачати мінімум пального на кілометр, а й досить швидко діставатися до пункту призначення, щоб за певний час встигнути виконати кілька рейсів. Зазвичай для пасажирського літака крейсерська швидкість становить приблизно 80% від максимальної.

Для бойового літака ситуація схожа. Якщо це бомбардувальник, для нього важливо доставити якомога більше бомб або ракет якомога далі. При цьому швидкість не повинна бути надто низькою (щоб не перехопили і не збили) і не надто високою, щоб не витрачати пальне занадто швидко.

Для винищувача математика та ж, тільки справа зазвичай не в дальності, а в часі, протягом якого він може виконувати своє завдання. Якщо літак досить сучасний і може підтримувати надзвукову швидкість без використання форсажу — крейсерська швидкість винищувача буде надзвуковою. Тобто їх буде дві: для незвукового режиму польоту та для дозвукового.

Тобто крейсерська швидкість — це оптимальна швидкість для завдання, яке літак зазвичай виконує.

В англійській мові крейсерську швидкість поділяють ще на два поняття:

Long Range Cruise (LRC)

Це оптимальна швидкість польоту, найкраще співвідношення часу в дорозі та вартості польоту. Зазвичай саме вона мається на увазі, коли йдеться про “крейсерську швидкість”.

Maximum Range Cruise (MRC)

Це швидкість, за якої літак досягає найбільшої дальності при певному запасі палива. Тобто пролетить більшу відстань, оскільки витрата палива буде меншою.

На практиці не застосовується, крім як для встановлення рекордів дальності або коли з якихось причин потрібно долетіти до якогось віддаленого аеропорту, не передбаченого в планах. Простіше кажучи, потрібно дуже сильно долетіти якомога далі.

Таку швидкість літака часто називають просто “економічною швидкістю”.

Чому швидкість крейсерська

Термін крейсерська швидкість застосовується, звісно, не лише до літаків.

Адже в авіації немає жодних крейсерів, це ж не флот. То звідки взявся цей термін і що він означав спочатку?

Крейсер — це корабель, призначений для крейсерських дій. Наприклад, полювання на торговельні судна противника, патрулювання, захисту власних торговельних шляхів. Корабель повинен перебувати в плаванні довго і діяти самостійно.

kruisen — це голландське слово і означає воно “плавати за маршрутом”

Тож термін “крейсер” означав корабель, який може вирушати в тривалі походи і при цьому залишатися достатньо швидким і маневреним, щоб когось наздогнати і потопити.

Важливо відзначити два моменти: достатньо довго і достатньо швидко.

Максимальна швидкість

З максимальною швидкістю все зрозуміло. Це максимум, який можна “вичавити” з літака. Але є нюанс.

Зазвичай максимальна швидкість досягається в ідеальних умовах. Наприклад, на певній висоті, з неповними баками і без певного навантаження. Просто для того, щоб перевірити, чи можливо розігнатися до певної межі.

У реальних же умовах ніхто не намагається подолати звуковий бар’єр біля землі, адже атмосфера надто щільна. А всі заяви журналістів чи блогерів лише вказують на нерозуміння того, що відбувається насправді.

Також максимальна швидкість може обмежуватися умовами польоту (маса літака, висота польоту, маневри, які він виконує), віком самого повітряного судна (планер може бути вже зношеним, і ризикувати не варто) та іншими обмеженнями.

Тож максимальна швидкість часто існує лише “на папері”.

Економічна швидкість

Тут дійсно все просто. Це така швидкість літака, при якій витрата пального мінімальна. Основна мета — економити пальне. Як довго ми добиратимемося, уже не важливо.

Важливо або долетіти на максимальну відстань, або витратити мінімум пального, або пробути в повітрі якомога довше.

Наприклад, патрульний літак Другої світової PBY “Каталіна” міг перебувати в небі до 20 годин. PB — означає “патрульний-бомбардувальник”. Його завданням було якомога довше патрулювати заданий район, щоб виявляти підводні човни, кораблі або проводити рятувальні операції.

“Каталіна” досі літає

Цікаво, що літак, який вперше піднявся в небо у 1935 році, використовувався як пожежний літак до 2014 року. І навіть зараз багато екземплярів усе ще літають, щоправда, вже як приватні літаки в колекціях ентузіастів.

Чим відрізняється крейсерська швидкість від економічної?

Економічна — це швидкість для максимальної економії. Крейсерська — для оптимального балансу між усіма параметрами певного завдання.

У чому різниця

В історії є хороший приклад.

У легендарного розвідника SR-71 Black Bird “Чорний дрізд” максимальна швидкість становила 3,3 Маха, а крейсерська — 3,2. Це означає, що на висоті 25 кілометрів “Чорний дрізд” міг довго підтримувати швидкість близько 3500 кілометрів на годину.

Найшвидший літак в історії

Водночас не менш відомий радянський перехоплювач МіГ-25 розвивав максимальну швидкість 2,8 Маха або 3000 км/год на висоті 21 кілометр.

Завданням МіГ-25 якраз було перехоплення американського розвідника (або перспективного на той час бомбардувальника XB-70 «Валькірія», який так і не був прийнятий на озброєння).

Може здатися, що різниця в швидкості невелика, враховуючи, що МіГу не потрібно збивати порушника з гармати.

Є ж ракети Р-40, швидкість яких становить цілих 5 швидкостей звуку, тобто 5700 кілометрів на годину. Додаємо 5700+3000 і отримуємо швидкість, якої цілком достатньо, щоб наздогнати і збити будь-який літак.

Цікаво, а скільки SR-71 перехопив МіГ-25? Насправді жодного. І зовсім не тому, що американські розвідники боялися перехоплення.

Для МіГ-25 швидкість у 2,8 Маха була максимальною, яку літак міг розвинути. Правилами виконання польотів дозволялося тримати таку швидкість лише 5 хвилин, далі — швидкість потрібно було зменшувати, інакше перегрівався планер і ліхтар кабіни, що могло закінчитися розгерметизацією. Перегрів пального також ні до чого доброго не міг призвести.

Межа температури була встановлена на рівні 290 градусів Цельсія. За такої температури торкатися до ліхтаря навіть у рукавичках було небезпечно.

Цікаво, що якщо уважно подивитися на покинуті літаки МіГ-25, можна побачити, що їхнє скло має жовтуватий відтінок і дуже каламутне. Це результат багаторазового перегріву матеріалу.

Отже, МіГ-25 не міг перехопити ціль саме тому, що ціль рухалася на крейсерській швидкості, а МіГ — на максимальній. Тобто перехоплювач міг летіти так лише дуже короткий час. Так розвідник міг легко уникнути з ним зустрічі.

Отже, термін “крейсерська швидкість” насправді не такий простий, як могло здатися на початку. Але при цьому розкриває багато цікавого.