Farklı uçuş yüksekliklerinden ufka doğru açıyı belirleyin


10

Ben bir pilotum, CBS uzmanı değil. İhtiyacım olan şey, sorumu yanıtlamak için değişkenler sağlayabileceğim bir formül veya web sitesidir.

Ufuktaki açıyı farklı uçuş yüksekliklerinden bilmem gerekiyor. Bu, okyanus üzerindeki belirli bir uçuş içindir, bu nedenle arazi bir faktör değildir.

Açı .1derecesini bilmek yeterli doğruluk olacaktır. 25.000 feet'ten 41.000 fit'e kadar her 2 bin fit için açıyı bilmek ihtiyaçlarımı karşılayacaktır.

Yanıtlar:


10

Sağ bir üçgen var: düzlem bir tepe noktasında (A), dünyanın merkezi diğerinde (O) ve ufuktaki en uzak görünür nokta, sağ açının meydana geldiği üçüncü (B). alternatif metin

Ufuktaki bu nokta, dünyanın merkezinden yaklaşık 6.378.140 metre = 20.9362 milyon feet (dünyanın yarıçapı) - bu bir bacak - ve merkezden 25.000 ila 41.000 feet daha uzaktasınız - bu hipotenüs. Gerisini biraz trigonometri yapar. Özellikle, R dünyanın yarıçapı (feet cinsinden) ve h sizin irtifanız olsun. Sonra yataydan ufka ( alfa ) açı eşittir

Açı = ArcCos ( R / R + h ) .

Bunun tamamen geometrik bir çözüm olduğuna dikkat edin; öyle değil görme açısı çizgi! (Dünyanın atmosferi ışık ışınlarını kırıyor.)

R = 20.9362 milyon fit ve yükseklikleri için 25000 ila 41000 arasındaki 1000 fitlik yüksekliklerde bu formülle aşağıdaki açıları (derece olarak) elde ederim:

2.8, 2.85, 2.91, 2.96, 3.01, 3.07, 3.12, 3.17, 3.21, 3.26, 3.31, 3.36, 3.4, 3.45, 3.49, 3.54, 3.58

İsterseniz, aşağıdaki gibi bir formül kullanarak doğrusal olarak enterpolasyon yapabilirsiniz

Açı = 1.5924 + 0.048892 ( s / 1000)

metre yükseklik h için . Sonuç tipik olarak 0.01 dereceye kadar iyi olacaktır (neredeyse 0.02 derecenin kapalı olduğu 25.000 ve 41.000 feetlik uçlar hariç). Örneğin, h = 33.293 feet ile açı yaklaşık 1.5924 + 0.048892 * (33.293) = 3.22 derece olmalıdır. (Doğru değer 3,23 derecedir.)

300 milin altındaki tüm yükseklikler için, kabul edilebilir derecede doğru bir tahmin ( yani 0,05 dereceye veya daha iyiye) hesaplamaktır

Açı = Metrekare (1 - ( R / ( R + h )) ^ 2) .

Bu radyan cinsindendir ; 180 / pi = 57.296 ile çarparak dereceye dönüştürün.

Dünyanın elipsoidal düzleşmesi fazla fark yaratmaz. Düzleştirme sadece yaklaşık 1/300 olduğundan, bu sonuçlarda sadece yaklaşık 0.01 derece hata vermelidir.


1
Bölüm 1. Teşekkür ederim whuber. Neyi başarmam gerektiği hakkında daha fazla bilgi vereceğim. Uçuşta 'çifte gün doğumu' görmek isteyen bir charter uçuşu yapıyorum. Plan, uçağın bir tarafındaki güneşin doğuşunu görmek ve daha sonra 180 derecelik bir dönüş yaparak diğer taraftaki yolcuların ikinci bir gündoğumu görmesini sağlamak için irtifayı düşürmektir. Güneşin görünen açısal boyutu yaklaşık .5 derece olduğu için, 180 derecelik dönüş yaparken, ufkumu .5 dereceden daha fazla bir seviyeye indirerek yükseltmem gerekiyor.
Guam'da Mike.

Bölüm 2. Dünyanın dönmesi nedeniyle güneşin sürekli yükselişini ayarlamak için .5 dereceden daha fazla iniş yapmam gerekiyor. Dünya 4 dakika içinde 1 derece döner. 180 derece dönüş 2 dakikadan biraz daha az sürecektir. Bu yüzden, gerçekten en az 1 tam dereceye inmem gerekiyor. Verdiğiniz sayılarla, 41.000 feet'ten 25.000 feet'e inmek bana sadece .62 derece verir. Ek bir problem, çok inişin yaklaşık 3 dakikaya, ek bir .75 derece toprak rotasyonuna ihtiyaç duymasıdır.
Mike Guam'da.

Bölüm 3. 737-800'ümün 41.000 feet tavanı var ve bu alanda sınırsız 3000 feet'e inebilirim. Bu yeterli mi? Dakikada yaklaşık 5000 fit iniş planlayabilirim. Çift gündoğumu uçuşlarının başarılı olduğunu duydum. Ancak matematiğiniz bunun mümkün olmayabileceğini söylüyor. Teşekkürler, Mike.
Mike Guam'da.

1
Dünya yarıçapı yaklaşık 20,9 milyon ft! 32,8 milyon değil.

İyi yakaladın seb! 32.8 milyonun nasıl aktığını bilmiyorum, çünkü bu çok yanlış. Bu yanıttaki her şeyi yeniden hesapladım ve doğru değeri yansıtacak şekilde düzenledim. Maalesef @Mike için (ama neyse ki benim için) durumunu değiştirmez: 0.62 derecesi 0.78 dereceye yükseldi, ancak yine de başarı için yeterli değil.
whuber

1

Bu daha çok @ whuber'ın cevabına yapılan bir yorum. (Yorumlara resim koyamayız.)

Atmosferik kırılma önemli bir faktör gibi görünmektedir.

resim açıklamasını buraya girin

Güncelleme

Bu NASA yayınındaki “ Uzay Aracı Umbra ve Penumbra Gölge Sonlandırıcı Noktalarının Hesaplanması Yöntemi ” denklemlerinin bunun için uyarlanıp uyarlanamayacağını merak ediyorum .


Hayır, gölge konisi hesaplamaları ışık kaynağının boyutuna (yani Güneş), gölge gövdesinin (Dünya) büyüklüğüne ve aralarındaki mesafeye dayanır. Bu, bağladığınız belgenin 3. ve 4. sayfalarında Umbral ve Penumbral Koni geometrilerinin nasıl tanımlandığını ve hesaplandığını gösterir.
Corey
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.