ซูมไต่ขึ้น
การไต่ระดับแบบซูมหรือการไต่ระดับแบบไม่จำกัดคือการเคลื่อนที่ซึ่งอัตราการไต่ระดับจะมากกว่าอัตราการไต่ระดับสูงสุดโดยใช้แรงขับของเครื่องยนต์ของเครื่องบินเท่านั้น อัตราการไต่ระดับที่เพิ่มขึ้นนี้ได้มาจากการลดความเร็วในแนวนอน ก่อนการไต่ระดับแบบซูม เครื่องบินจะเร่งความเร็วไปที่ความเร็วลม สูง ที่ระดับความสูงที่สามารถบินในระดับคงที่ได้ จากนั้นนักบินจะดึงขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยแลกเปลี่ยนพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ไปข้างหน้ากับระดับความสูง ( พลังงานศักยภาพ ) [ 1 ]ซึ่งแตกต่างจากการไต่ระดับแบบคงที่ ซึ่งการเพิ่มขึ้นของพลังงานศักยภาพมาจากการทำงานเชิงกลที่ทำโดยเครื่องยนต์
การไต่ระดับแบบซูม (Zoom climb) เป็นเทคนิคที่ค่อนข้างพบได้บ่อยในเครื่องบินรบ สมัยใหม่ และโดยทั่วไปจะเรียกว่า "การไต่ระดับแบบไม่จำกัด" (unrestricted climbs) ในบริบทนี้ นักบินจะขึ้นบิน เร่งความเร็วสูงในระดับความสูงต่ำ จากนั้นดึงเครื่องบินให้ตั้งตรงหรือเกือบตั้งตรงเพื่อไต่ระดับขึ้นไปยังระดับความสูงในการบินปกติอย่างรวดเร็ว
ประวัติผลงาน
การไต่ระดับแบบซูมถูกนำมาใช้เพื่อทดสอบการออกแบบเครื่องบินใหม่และดำเนินการวิจัยในระบอบการบินที่แตกต่างกัน[ 2 ]
เครื่องบินNF-104Aที่ติดตั้งเครื่องยนต์จรวด เพิ่มเติม ถูกนำมาใช้ในการวิจัยการไต่ระดับแบบซูมเป็นประจำสำหรับการบินอวกาศในอนาคต เมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม 1958 เครื่องบินลำนี้ไต่ระดับความสูงได้ถึง27,812 เมตร (91,247 ฟุต)ในการไต่ระดับแบบซูมที่ฐานทัพอากาศเอ็ดเวิร์ดส์สร้างสถิติความสูงใหม่ ภารกิจที่ความเร็ว Mach 2 ทำให้เครื่องบินบินสูงมากจนเครื่องยนต์ของ F-104 รุ่นมาตรฐานมีอุณหภูมิเกินขีดจำกัดและต้องปิดเครื่องเป็นประจำ บางครั้งเครื่องยนต์ก็ดับลงเนื่องจากขาดอากาศ จากนั้นนักบินจะบังคับเครื่องบินเหมือนยานอวกาศที่กำลังกลับสู่ระดับความสูงที่ต่ำกว่า แล้วจึงสตาร์ทเครื่องยนต์ใหม่ เครื่องบิน NF-104 สร้างสถิติความสูงอย่างไม่เป็นทางการที่36,800 เมตร (120,800 ฟุต)เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 1963 [ 1 ]
NASA ได้ทดสอบระบบควบคุมปฏิกิริยาบน JF-104 ซึ่งพัฒนามาจากYF-104Aเพื่อให้เครื่องบินเจ็ทมีความคล่องตัวเหนือระดับความสูง24,000 เมตร (80,000 ฟุต)ในอากาศเบาบางซึ่งพื้นผิวควบคุมปกติมีผลเพียงเล็กน้อย[ 3 ]
เมื่อวันที่ 4 กันยายน 1959 เครื่องบินSukhoi Su-9 ที่ได้รับการดัดแปลงเป็นพิเศษ (รหัส T-431) ได้สร้างสถิติบินสูงถึง28,852 เมตร (94,659 ฟุต)โดยใช้เทคนิคการไต่ระดับแบบซูม (zoom climb)
เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 1959 ในช่วงการทดสอบ เครื่องบิน McDonnell Douglas F-4 Phantom IIรุ่นแรก (XF4H-1) ได้ทำการไต่ระดับความสูงอย่างรวดเร็วไปที่30,040 เมตร (98,557 ฟุต)ในปฏิบัติการ "Top Flight" ผู้บัญชาการ Lawrence E. Flint Jr. เร่งความเร็วเครื่องบินของเขาไปที่14,330 เมตร (47,010 ฟุต)ด้วยความเร็ว Mach 2.5 และไต่ระดับขึ้นไปที่27,430 เมตร (89,990 ฟุต)ในมุม 45 องศา จากนั้นเขาปิดเครื่องยนต์และร่อนลงไปยังระดับความสูงสูงสุด เมื่อเครื่องบินลดระดับลงมาถึง21,300 เมตร (69,900 ฟุต) Flint ก็สตาร์ทเครื่องยนต์อีกครั้งและกลับสู่การบินตามปกติ
เมื่อวันที่ 10 ธันวาคม พ.ศ. 2506 นักบินทดสอบChuck Yeagerเกือบเสียชีวิตขณะบินเครื่องบิน F-104 ที่ได้รับการดัดแปลงอย่างมาก[ 4 ]
เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม พ.ศ. 2516 อเล็กซานเดอร์ เฟโดตอฟ บินขึ้นไปถึงระดับ ความ สูง 35,230 เมตร (115,580 ฟุต)ด้วย เครื่องบิน Mikoyan-Gurevich MiG-25 M ที่ บรรทุกสัมภาระหนัก 1,000 กิโลกรัม ( 2,200 ปอนด์ ) และ36,240 เมตร (118,900 ฟุต)โดยไม่มีสัมภาระ (สถิติโลกสูงสุด) [ 5 ] [ 6 ]ในอากาศที่เบาบาง เครื่องยนต์ดับลง และเครื่องบินก็ร่อนลงตามวิถีโค้งด้วยแรงเฉื่อยเพียงอย่างเดียว ณ จุดสูงสุดความเร็วลมที่แสดง (IAS) ลดลงเหลือ75 กม./ชม. (47 ไมล์/ชม . )เมื่อวันที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2520 เฟโดตอฟทำลายสถิติของตัวเองโดยบินขึ้นไปสูงถึง123,520 ฟุต (37,650 เมตร)ซึ่งยังคงเป็นสถิติสูงสุดสำหรับเครื่องบินเจ็ทที่มีลูกเรือและเครื่องบินที่ขึ้นบินเองได้[ 7 ]จนถึงปี พ.ศ. 2566 .
หากไม่มีกำลังเครื่องยนต์ ห้องนักบินจะเกิดการลดความดันในภารกิจเหล่านี้ ที่ระดับความสูงมากกว่า43,000 ฟุต (13,106 เมตร)ระบบออกซิเจนมาตรฐานไม่สามารถให้ความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดเพียงพอสำหรับนักบินในการทำงานได้ ดังนั้นจึงต้องใช้ชุดแรงดัน เต็มตัว [ 2 ]
ในการสาธิตประสิทธิภาพในปี 1984 เครื่องบินขับไล่English Electric Lightning ใช้การไต่ระดับแบบซูมเพื่อสกัดกั้นเครื่องบินLockheed U-2ที่บินอยู่ที่ระดับ ความ สูง 66,000 ฟุต (20,000 เมตร) ซึ่งสูงกว่า เพดานบินสูงสุดของ Lightning ที่60,000 ฟุต (18,000 เมตร)ก่อนหน้านี้ไม่นาน เครื่องบินลำนี้ยังเคยบินสูงถึง88,000 ฟุต (27,000 เมตร)อีก ด้วย [ 8 ]