Что такое крейсерская скорость

Вы наверное не раз слышали термин «крейсерская скорость самолета». Но задумывались ли над тем, что это значит на самом деле? Большинство, тех кто употребляет этот термин, на самом деле не понимают его значения. Дальше будет много интересного и не только про авиацию.

Крейсерская скорость

Простыми словами крейсерская скорость — это такая скорость, которую самолет может поддерживать достаточно долго, чтобы преодолеть нужное расстояние при оптимальном расходе топлива на определенной высоте*.

То есть скорость, которая дает самое оптимальное отношение расхода топлива и определенной дальности полета. Это не значит, что крейсерская скорость нужна исключительно для экономии топлива. Это именно оптимальный баланс между расходом топлива и временем в пути. Ведь время, это тоже экономический фактор.

*Такая высота тоже называется крейсерской.

Обычно самолеты летают на высотах от 9 до 11 тысяч метров. Потому, что плотность воздуха на такой высоте ниже, а значит и его сопротивление будет меньше. В то же время, количество кислорода достаточное чтобы двигатели могли работать. Так что высота полета, это тоже компромисс.

Для пассажирских самолетов, это означает, что скорость будет достаточной для того, чтобы быстро доставить пассажиров или груз и при этом не такой большой, чтобы расход топлива не сильно увеличивал стоимость километра пути.

Дело в том, что при повышении скорости, сопротивление воздуха, а значит и расход топлива растет не линейно, особенно заметный скачек сопротивления наблюдается в при достижении скорости близкой к скорости звука (звуковой барьер). Поэтому гражданские самолеты и летают на скоростях 0,8-0,9 маха. То есть не достигая немного скорости звука.

Ведь гражданскому судну важно не только расходовать минимум топлива на километр, но и достаточно быстро попадать в пункт назначения чтобы, за определенное время успеть сделать несколько рейсов. Обычно для пассажирского самолета крейсерская скорость это примерно 80% от максимальной.

Для боевого самолета ситуация похожая. Если это бомбардировщик, для него важно доставить как можно больше бомб или ракет, как можно дальше. При этом скорость должна быть не слишком низкой (чтобы не перехватили и не сбили) и не слишком большой, чтобы не тратить топливо слишком быстро.

Для истребителя математика та же, только дело обычно не в дальности как таковой, а во времени на протжении котрого он может находится в воздухе и выполнять свои задачи. Крейсерская скорость истребителя (в случае если это современный самолет и его двигатели могут поддерживать сверхзвуковую скорость без форсажа) может быть и сверхзвуковой. То есть это будут уже две крейсерские скорости — для дозвукового режима и для сверхзвукового.

То есть крейсерская скорость — это оптимальная скорость для конкретной задачи, которую самолет обычно выполняет.

В английском языке такую скорость разделяют еще на 2 понятия:

• Long Range Cruise (LRC)
• Maximum Range Cruise (MRC)

Long Range Cruise

Это оптимальная скорость полета, наилучшее соотношение времени в пути и стоимости полета. Обычно именно она имеется в виду когда речь идет о «крейсерской скорости».

Maximum Range Cruise

Это скорость на которой самолет достигнет наибольшей дальности при определенном запасе топлива. То есть пролетит большее расстояние, потому, что расход топлива будет меньшим.

На практике не применяется кроме как для установки рекордов по дальности или в случае когда по каким-то причинам нужно долететь до какого-то дальнего аэропорта не предусмотренного в планах. Простыми словами, нужно очень сильно долететь как можно дальше.

Такую скорость самолета часто называют просто «экономической скоростью»

Почему скорость крейсерская

Термин крейсерская скорость применяется, конечно, не только к самолетам.

Ведь в авиации нет никаких крейсеров, это же не флот. Так откуда взялся термин и что он значил с самого начала.
Крейсер — это корабль предназначенный для крейсерских действий (то есть действий на коммуникациях противника).

Например, охоты за торговыми судами противника, патрулирования, защити собственных торговых путей. Корабль должен находится в плавании долго и действовать самостоятельно.

kruisen — это голландское слово и означает оно «плавать по маршруту»

Так термин «крейсер» означал корабль который может уходить в длительные походы и при этом оставаться достаточно быстрым и маневренным, чтобы кого то догнать и потопить.

Важно отметить два момента: достаточно долго и достаточно быстро.

Максимальная скорость

С максимальной скоростью самолета все понятно. Это максимум который можно «выжать» из самолета. Но есть нюанс.

Обычно максимальная скорость достигается в идеальных условиях. Например, на определенной высоте, с неполными баками и с уменьшенной полезной нагрузкой (с двумя ракетами вместо четырех или вообще без оружия). Просто ради того, чтобы проверить возможно ли разогнаться до определенного предела.

В реальных же условиях никто не пытается преодолеть звуковой барьер у земли, слишком плотная атмосфера. А все заявления журналистов или блогеров указывают только на непонимание того, что происходит на самом деле.

Также максимальная скорость может ограничиваться условиями полета (масса самолета, высота полета, маневры которые он совершает), возрастом самого воздушного судна (планер может быть уже изношен и рисковать не стоит) и другими ограничениями.

Так что максимальная скорость часто существует только «на бумаге».

Экономическая скорость

Тут действительно все просто. Это такая скорость при которой расход топлива минимален. Основная цель — экономит топливо. Как долго будем добираться уже не важно.

Важно либо долететь на максимальное расстояние, либо потратить минимум топлива, либо пробыть в воздухе как можно дольше.

Например, патрульный самолет Второй Мировой PBY «Каталина» мог находится в небе до 20 часов. PB — означает «патрульный-бомбардировщик». Его задачей как раз было как можно дольше патрулировать заданный район, чтобы обнаруживать подводные лодки, корабли или проводить спасательные операции.

«Каталина» до сих пор летает

Интересно, что самолет впервые поднявшийся в небо в 1935 году использовался в качестве пожарного самолета до 2014 года. И даже сейчас многие экземпляры все ще летают, правда уже в качестве частных самолетов в коллекциях энтузиастов.

Очень удачным получился самолет, к тому же и очень красивым и с полезным умением садится на воду.

Чем отличается крейсерская скорость от экономической?

Экономическая — используется скорость для максимальной экономии. Крейсерская — для оптимального баланса между всеми параметрами определенной задачи.

В чем разница

В истории есть хороший пример.

У легендарного разведчика SR-71 Black Bird (Черный дрозд), максимальная скорость составляла 3,3 Маха, а крейсерская — 3,2.
Это значит, что на высоте в 25 километров «Черный дрозд» мог долго поддерживать скорость около 3500 километров в час.

Самый быстрый самолет в истории

В то же время не менее известный советский перехватчик Миг-25 развивал максимальную скорость 2,8 Маха или 3000 км/час на высоте 21 километр.

Задачей Миг-25 как раз таки был перехват американского разведчика (Или перспективного в то время бомбардировщика XB-70 «Валькирия» который так и не был принят на вооружение).

Может показаться, что разница в скорости не большая, учитывая что мигу не нужно сбивать нарушителя из пушки.

Есть же ракеты Р-40 скорость которых целых 5 скоростей звука, то есть 5700 километров в час. Складываем 5700+3000 и получаем скорость которой вполне достаточно чтобы догнать и сбить любой самолет.

Интересно, а сколько SR-71 перехватил Миг-25? Вообще-то ни сколько. И вовсе не потому, что американские разведчики боялись перехвата.

Для Миг-25 скорость в 2,8 Маха была максимальной которую самолет мог развить.

Правилами выполнения полетов разрешалось держать такую скорость только 5 минут, дальше — скорость нужно было уменшать, иначе перегревался планер и фонарь кабины и это могло закончится разгерметизацией. Перегрев топлива тоже ни к чему хорошему привести не мог.

Предельная температура была установлена в 290 градусов Цельсия. При такой температуре прикасаться к фонарю даже в перчатках было опасно.

Интересно, что если внимательно посмотреть на брошенные самолеты Миг-25 можно увидеть что остекление их имеет желтый оттенок и очень мутное. Это результат многократного перегрева материала.

У разведчика таких проблем с нагревом не было, он изначально был спроектирован именно так, чтобы летать на такой огромной скорости долго.

Он почти весь был собран из титана, чтобы фюзеляж мог выдерживать температуру до 500 градусов Цельсия в носовой части, панели имели зазоры до 1 сантиметра чтобы обеспечивать тепловое расширение, а стекло кабины было рассчитано на температуру 320 градусов.

В результате при скорости на которых Миг-25 мог находиться без последствий только 5 минут, SR-71 мог действовать часами.

Итак Миг-25 не мог перехватить цель именно потому, что цель двигалась на крейсерской скорости, а Миг — на максимальной. То есть перехватчик мог лететь так только очень короткое время. Так разведчик мог легко избежать с ним встречи.

Итак, термин «крейсерская скорость» на самом деле не так прост, как могло показаться в начале. Но при этом, раскрывает много интересного.