می خواهیم ارتفاع بهینه برای پرواز یک هواپیما از تهران به تبریز رو محاسبه کنیم.

مسیر هوایی تهران به تبریز 527 کیلومتر روی زمین میشه ارتفاع فرودگاه مهرآباد تهران حدود 1200 متر ارتفاع فرودگاه تبریز حدود 1360 متر

هر پرواز شامل سه مرحله میشه: Climb – Cruise - Descend هواپیما از شرق به غرب می تونه در ارتفاع های زوج پرواز کنه. یعنی ارتفاع های قابل پرواز براش از 18000 تا 34000 به صورت 2000 به 2000 پا هست: 18000– 20000 – 22000 و ...

برای راحتی کار شما من این ارتفاع ها رو بر حسب متر براتون تبدیل کردم:

elevations = {18000: 5490, 20000: 6100, 22000: 6710, 24000: 7320, 26000: 7920, 28000: 8530, 30000: 9140, 32000: 9750, 34000: 10360}

جواب در واقع یکی از این ارتفاع ها خواهد بود!

سرعت هواپیما رو بصورت متوسط در طول مسیر به شرح زیر می باشد: Climb: 280 Cruise: 480 Descend: 180 مقدار قدرت تنظیم شده برای ارتفاع گرفتن (Climb) رو 80 درصد و برای مرحله کم کردن ارتفاع (Descend) 24 درصد در نظر میگیریم.

هواپیما هنگام ارتفاع گرفتن و کاهش ارتفاع در هر 10000 متر 1800 متر بالا یا پایین میرود.

مقدار قدرت تنظیم شده موتور برای حالت کروز برای ارتفاع 18000 پا برابر 62 درصد در نظر بگیرین، به ازای هر 2000 پا ارتفاع بیشتر این مقدار 5 درصد کاهش پیدا میکنه. (هوا رقیق تر میشه و نیاز به قدرت رانش کمتری داره)

مقدار اثر بار رو فقط در حالت Cruise محاسبه می کنیم. مقدار ماکسیمم باد در این منطقه طبق جداول هواشناسی بصورت زیر هست:

w_max_values={18000: 80, 20000: 80, 22000: 80, 24000: 90, 26000: 90, 28000: 130, 30000: 160, 32000: 180, 34000: 180}

مقدار اثر این مقدار باد روی قدرت مورد نیاز موتور از فرمول های زیر به دست میاد (جواب ها به درصد هستند!):

Front: +(w-60)/120 Back: -(w-60)/220 Sides: +(w-60)/300 حواستون باشه برای محاسبه میانگین اثر از این فرمول استفاده کنین:

1.2*(Front-Back+2*Sides)/4 مقدار مصرف سوخت هواپیما در حالت قدرت 100 درصد رو هم به صورت ثابت 16 تن در ساعت در نظر میگیریم.

با توجه به اطلاعات بالا مدت زمان هر مرحله و سوخت مصرف شده رو محاسبه کرده و نهایتا سوخت نهایی مصرفی پرواز برای هواپیمای مورد نظر ما رو به دست بیارین.

در آخر مقدار ارتفاعی که بهترین مصرف سوخت رو خواهد داشت جواب این مرحله از لیگ خواهد بود.

خوب برای اینکه هممون متوجه محاسبات بشیم من جواب های این محاسبات رو برای 24000 پا قرار میدم:

24000 پا میشه 7320 متر حدودا. مقداری که هواپیما باید از تهران بالا بره تا به این ارتفاع برسه میشه 6120 و مقداری که باید پایین بیاد میشه 5960 متر.

قسمت Climb: هواپیما طی 34 کیلومتر به ارتفاع کروز میرسه طی کردن این مسافت براش 0.12 ساعت زمان خواهد برد مقدار سوخت مصرفی این بازه 1.55 تن میشه

قسمت Descend: هواپیما طی 33.1 کیلومتر به ارتفاع فرودگاه میرسه طی کردن این مسافت براش 0.18 ساعت زمان خواهد برد مقدار سوخت مصرفی این بازه 0.71 تن میشه

قسمت Cruise: مقدار مسافت باقیمانده برای کروز حدود 460 کیلومتر میشه مدت زمان مورد نیاز برای این مسافت 0.96 ساعت خواهد بود در این ارتفاع مقدار پایه توان موتور مورد نیاز 47 درصد خواهد بود ماکسیمم باد این ارتفاع 90 کیلومتر بر ساعت اثر این باد روی توان مورد نیاز موتور 9.41 درصد توان نهایی موتور در کروز حدود 56 درصد میشه مقدار سوخت مورد نیاز برای کروز میشه 8.65 تن مقدار سوخت نهایی مورد نیاز این ارتفاع میشه 10.91 تن.

همین مقادیر رو باید برای تمام ارتفاع ها محاسبه کرده و ارتفاعی که کمترین مقدار مصرف سوخت رو داره رو کنین.