С древнейших времен человек стремился в небо, но развитие технической мысли не позволяло осуществить заветную мечту. Но попытки покорить воздушное пространство предпринимались неоднократно. Первый самолет братьев Райт оторвался от земли и поднялся на 3 м, что стало прорывом и началом эры авиации. В авиации существует понятие динамический потолок, то есть максимальная высота полета летательного аппарата. Вот сегодня и рассмотрим, на какой высоте летают военные аппараты, а также пассажирские лайнеры.
Для таких типов самолетов высота полета является основной характеристикой, так как эта боевая машина предназначена для уничтожения воздушных целей, и завоевания господства в воздухе.
Под таким наименованием американским КБ «Lockheed Martin» было создано целое семейство боевых машин многофункционального назначения. Сегодня на вооружении состоит палубный истребитель, наземный истребитель, и самолет с укороченным взлетом и вертикальной посадкой.
Практический потолок высоты этих истребителей 18200 м. Многофункциональные истребители пятого поколения F-35 уже поступили на вооружение подразделений ВС США, Великобритании, Израиля и Австралии. Планируется поставить самолеты, способные нести ядерные заряды, в армии Японии и Италии.
«Хищная птица», именно так переводится название этого многоцелевого истребителя ВВВС США, была принята на вооружение в 2005 году. F-22 стал первым самолетом пятого поколения в армии Соединенных Штатов.
На сегодня произведено 197 машин, а общая стоимость проекта составила почти 67 млрд долларов США. Истребитель, практический потолок которого равен 20 000 м., впервые был применен в боевых действиях против исламистов в Сирии. Многие специалисты критикуют модель за дороговизну, малую маневренность, а также другие технические недостатки.
Многоцелевой истребитель пятого поколения, созданный китайскими конструкторами, в первый раз поднялся в воздух в октябре 2012 года, и сейчас испытания уже подходят к концу.
В один из испытательных полетов боевая машина достигла высоты 18 000 метров, но создатели заявляют, что это не предел, и после некоторой доработки J-31 сможет преодолеть отметку в 20 тыс. метров. Новый китайский истребитель назвали «Кречет», но на выставках пока используют бортовой номер первого испытательного образца «31001».
Перспективный российский проект пока в стадии разработки, но испытательные полеты СУ-57 уже в завершающей стадии, и вскоре боевой истребитель пятого поколения станет на боевое дежурство ВКС России.
Свой первый полет истребитель с заводским индексом Т-50 совершил в 2010 г, а уже через 3 года началась серийная сборка опытных образцов. Динамический потолок достигается за счет технологичного высотного оборудования самолета и особой аэродинамической конструкции, за счет чего Су-27 может подняться на высоту 20 000 м.
На сегодня самолет-перехватчик, созданный в конструкторском бюро имени Микояна, самый скоростной и высотный самолет среди машин данного типа.
Практический потолок боевой машины, состоящей на вооружении ВКС Российской Федерации, составляет 20 600 м. Отметим, что Миг-31 единственный самолет в мире, способный перехватывать низколетящие крылатые ракеты. Сейчас ведутся работы, чтобы модернизировать перехватчик в высокосортной многофункциональный истребитель пятого поколения.
Самолеты-разведчики
Чтобы их не обнаружили наземные средства слежения, такие типы самолетов проектировались таким образом, чтобы проводить разведку на максимально больших высотах.
Тактический бомбардировщик В-57 выполнял также разведывательные функции, а поступил на вооружение ВВС США в 1954 г. Сегодня проект закрыт, но два самолета в экспериментальных целях используются NASA.
В свое время широко использовался в районах проведения армией США боевых действий, а также состоял на вооружении армий Тайваня и Пакистана. Практический потолок равен 13 745 м, хотя модифицированный RB-57F мог совершать разведку на высоте 22 860 м.
Высотный самолет-разведчик был принят на вооружение ВВС США в 1957 г. и используется до сих пор. Сегодня на вооружении состоит 35 боевых машин, которые активно используются по своему прямому назначению.
Естественно, что за такой длительный период эксплуатации, U-2 прошел не через одну модернизацию. Динамический потолок современных моделей составляет 26 800 м. Хотя в тактико-технических характеристиках последней модели U-2S потолок высоты засекречен.
М-55 «Геофизика»
В 1988г в вооруженные силы Советского Союза поступил высотный дозвуковой разведчик М-55, получивший по классификации НАТО прозвище «Mystic-B».
Над созданием таких типов самолетов в СССР задумались после того, как в 1960 г. сбили над своей территорией американский разведчик U-2. В конце 60-х годов конструкторское бюро В. Мясищева начало работу по созданию советского разведчика. М-55 – это самолет двухбалочной конструкции со свободнонесущим крылом, и его потолок высоты 21 550 м. Сегодня в ВКС России осталась одна машина М-55.
Высота полета для гражданских самолетов не так важна, но все же есть случаи, когда набор высоты просто необходим, к примеру, чтобы обойти грозовой шторм.
Советский авиалайнер, модернизированный уже в период новой России, эксплуатируется на воздушных трассах с 1972 года. Модель отлично зарекомендовала себя как в дальнемагистральной авиации, так и в полетах на небольшие расстояния.
Максимальная высота, на которой может проводить полет российский авиалайнер Ту-154 равна 11 100 метрам. Интересно, что некоторым самолетам этого типа присвоены собственные имена. А после того как самолет спишут, имя переходит новому борту.
Один из лучших авиалайнеров мира, сегодня стал самым массовым за всю историю пассажирского авиастроения.
Пассажиры отмечают не только комфорт, но и безопасность полета. В рамках нашего обзора отметим, что максимальная высота, на которую может подняться одна из модификаций, а именно Boeing 737-500 равна 11 300 м. этот факт вводит этот авиалайнер в Топ-10 самых высотных пассажирских самолетов мира.
А вот о самых опасных самолётах в мире на сайт есть очень интересная .
А380
Реактивный широкофюзеляжный авиалайнер компании «Airbus S.A.S.» самый крупный самолет этого типа. На воздушные авиалинии он встал в 2007 г, и зарекомендовал себя как безопасный и комфортабельный вид воздушного транспорта.
А380 может развивать большую скорость на различных высотах, а практический потолок равен 13 115 м, что является рекордом среди пассажирских авиалайнеров. Надежность самолета привела к тому, что стали изготавливать модели по специальным заказам.
Российский широкофюзеляжный самолет начали эксплуатировать в 1993 г, и сегодня это один из самых популярных дальнемагистральных лайнеров с дальностью полета в 13 000 км.
Кроме рекорда расстояния, российский Ил-96 может совершать полет на высоте 12 000 м, что делает его абсолютным рекордсменом среди российских пассажирских лайнеров данного типа.
Исторические рекордсмены высоты
В свое время эти летательные аппараты удивили мир своими тактико-техническими и летными характеристиками, и вошли в историю, как самые высотные в мире.
SR-71
Этот летательный аппарат, эксплуатируемый с середины 60-х годов до 1998 года, многие специалисты и любители авиации называют самым красивым самолетом всех времен. За все время эксплуатации ВВС США не потеряли ни одной машины, хотя 12 раз SR-71 терпел катастрофу из-за ошибки пилота или технических неполадок.
Но не только красота выделила его в ряду других летательных машин. Этот стратегический разведчик выделяет и высокая скорость. Lockheed SR-71 смог в свое время подняться в небо на высоту 26 000 метров. Дорогостоящий проект был закрыт, хотя многие отмечали его перспективность.
Самолет оперативной разведки МиГ-25РБ был модифицированной моделью советского истребителя-перехватчика. Как и прототип, самолет-разведчик мог развивать высокую скорость, а также подниматься на высокую высоту.
Динамический потолок модели 25 РБ был 23 000 м. Сегодня он снят с эксплуатации в российской армии, так ему на смену пришли более эффективные боевые машины. Но некоторые экземпляры легендарных МиГ-25 продолжают боевые вылеты в ВВС Алжира и Сирии.
Ракетоплан не пошел в серийное производство, и было сконструировано лишь несколько опытных экземпляров. Х-15 стал историческим летательным аппаратом, который смог подняться на высоту 107 960 м. Этот рекордный вылет состоялся в 1963 г, и летчик Джозеф Уокер, поднявший свою машину на такую высоту, развил скорость в 6 тыс. км/час. Это был самый высокий полет за всю историю авиации, а главное, удивил общественность, специалистов и всю редакцию сайт. В 1970 г по ряду причин проект был закрыт, но несколько прототипов используется NASA для проведения экспериментов, и подготовки астронавтов.
Рекорды высоты, поставленные разными типами самолетов
В завершение нашего обзора, для общей картины представим интересные факты поставленных высотных рекордов различными летательными аппаратами в разные периоды истории мировой авиации.
Самолет братьев Райт
В 1903 году летательный аппарат братьев поднялся на высоту 3 метра, что стало на то время абсолютным рекордом среди всех предыдущих попыток человека подняться в небо.
Два рекорда
В 1959 году пилот Б. Джордан установил на самолете Локхид F-104 «Старфайтер» сразу два рекорда для машин с турбореактивным двигателем. Это был рекорд по скорости, а также рекорд по высоте. Он поднял самолет на высоту 31 534 м.
Ощутил невесомость
Советский боевой летчик Георгий Масолов в 1961г на облегченной версии самолета МиГ-21Ф-13 установил абсолютный рекорд для истребителей, подняв боевую машину на высоту 35 000 м. Во время полета летчик несколько минут находился в состоянии невесомости.
Боевой вылет
В 1977 году летчик Александр Федотов на МиГ-25 поднялся на высоту 37 650 м. Системы самоконтроля отметили, что летчик испытал большие перегрузки.
Винтовой самолет
Винтовой самолет Grob Strato 2C в 1995г побил рекорд для этого типа самолетов, и поднялся на высоту 18561 м.
В ходе экспериментальных полетов, проводимых NASA, беспилотник NASA Helios поднялся на высоту 29 524 м., что стало абсолютным рекордом среди летательных аппаратов, не оснащенных реактивными двигателями. Этот аппарат движется только за счет солнечной энергии.
Космический пилотируемый аппарат SpaceShipOne
В октябре 2004 года пилот Уильям Бинни поднял частный пилотируемый корабль с ракетным двигателем на высоту 112 000 м.
Высота полета – один из важнейших авиационных параметров. От нее зависят, в частности, скорость и расход топлива. Иногда от выбора высоты зависит и безопасность полета. Так, например, пилотам приходится менять высоту при резком изменении метеоусловий, из-за густого тумана, плотной облачности, обширного грозового фронта или турбулентной зоны.
Какой должна быть высота полета
В отличие от скорости самолета (когда чем быстрее, тем лучше), высота полета должна быть оптимальной. Причем у каждого типа самолетов она своя. Никому в голову не придет сравнивать высоты, на которых летают, к примеру, спортивные, пассажирские или многоцелевые боевые самолеты. И все же и здесь есть свои рекордсмены. 
Первый рекорд высоты полета равнялся… трем метрам. Именно на такую высоту впервые поднялся самолет Wright Flyer братьев Уилбура и Орвилла Райт 17 декабря 1903 года. Спустя 74 года, 31 августа 1977 года советский летчик-испытатель Александр Федотов на истребителе МиГ-25 установил мировой рекорд высоты — 37650 метров. До настоящего времени она остается максимальной высотой полета истребителя.
На какой высоте летают пассажирские самолеты
Самолеты гражданских воздушных линий по праву составляют самую большую группу современной авиации. По данным на 2015 год в мире насчитывалось 21,6 тыс. многоместных летающих аппаратов, из которых треть – 7,4 тыс. – это крупные широкофюзеляжные пассажирские лайнеры.При определении оптимальной высоты полета (эшелона) диспетчер или командир экипажа руководствуются следующим. Как известно, чем больше высота, тем более разряжен воздух и тем легче лететь самолету – поэтому есть смысл подняться выше. Однако крыльям самолета нужна опора, а на предельно большой высоте (например, в стратосфере) ее явно недостаточно, и машина начнет «заваливаться», а двигатели глохнуть.
Вывод напрашивается сам собой: командир (а сегодня и бортовой компьютер) выбирает «золотую середину» – идеальное соотношение силы трения и подъемной силы. В результате, у каждого типа пассажирских лайнеров (с учетом метеоусловий, технических характеристик, продолжительности и направления полета) своя оптимальная высота.
Почему самолеты летают на высоте 10000 метров?
В целом, высота полета гражданских самолетов варьируется в пределах от 10 до 12 тыс. метров при полете на запад и от 9 до 11 тыс. метров – на восток. 12 тыс. метров – это максимальная высота для пассажирских самолетов, выше которой двигатели начинают «задыхаться» от нехватки кислорода. Из-за этого высота 10000 метров считается наиболее оптимальной. 
На какой высоте летают истребители
Высотные критерии истребителей несколько иные, что объясняется их предназначением: в зависимости от поставленной задачи вести боевые действия приходится на различных высотах. Техническая оснащенность современных истребителей позволяет им действовать в диапазоне от нескольких десятков метров до десятков километров.
Однако запредельные высоты у истребителей нынче «не в моде». И этому есть свое объяснение. Современные средства ПВО и ракеты истребителей класса «воздух-воздух» способны уничтожать цели на любых высотах. Поэтому главная проблема для истребителя – раньше обнаружить и уничтожить противника, а самому остаться незамеченным. Оптимальная высота полета истребителя 5-го поколения (практический потолок) – 20000 метров.
Граница между атмосферой Земли и космосом проходит по линии Кармана, на высоте 100 км над уровнем моря.
Космос совсем рядом, осознаете?
Итак, атмосфера. Воздушный океан, который плещется у нас над головой, а мы живем на самом его дне. Иначе говоря, газовая оболочка, вращающаяся вместе с Землей, наша колыбель и защита от разрушительного ультрафиолетового излучения. Вот как это выглядит схематично:
Схема строения атмосферыТропосфера. Простирается до высоты 6-10 км в полярных широтах, и 16-20 км в тропиках. Зимой граница ниже, чем летом. Температура с высотой падает на 0.65°C каждые 100 метров. В тропосфере находится 80% общей массы атмосферного воздуха. Здесь, на высоте 9-12 км, летают пассажирские самолеты . Тропосфера отделена от стратосферы озоновым слоем, который служит щитом, защищающим Землю от разрушительного ультрафиолетового излучения (поглощает 98% УФ-лучей). За озоновым слоем жизни нет.
Стратосфера. От озонового слоя до высоты 50 км. Температура продолжает падать, и, на высоте 40 км, достигает 0°C. Следующие 15 км температура не меняется (стратопауза). Здесь могут летать метеозонды и *.
Мезосфера. Простирается до высоты 80-90 км. Температура падает до -70°C. В мезосфере сгорают метеоры , на несколько секунд оставляя светящийся след на ночном небе. Мезосфера слишком разрежена для самолетов, но, в то же время, слишком плотна для полетов искусственных спутников. Из всех слоев атмосферы она самая недоступная и малоизученная, поэтому ее называют “мертвой зоной”. На высоте 100 км проходит линия Кармана, за которой начинается открытый космос. На этом официально заканчивается авиация и начинается космонавтика. Кстати, линия Кармана юридически считается верхней границей расположенных внизу стран.
Термосфера. Оставив позади условно проведенную линию Кармана выходим в космос. Воздух становится еще более разреженным, поэтому полеты тут возможны только по баллистическим траекториям. Температура колеблется от -70 до 1500°C, солнечная радиация и космическое излучение ионизируют воздух. На северном и южном полюсах планеты частицы солнечного ветра, попадая в этот слой, вызывают , видимые в низких широтах Земли. Здесь же, на высоте 150-500 км летают наши спутники и космические корабли , а чуть выше (550 км над Землей) – прекрасный и неподражаемый (кстати, люди поднимались к нему пять раз, т.к. телескоп периодически требовал ремонта и технического обслуживания).
Термосфера простирается до высоты 690 км, дальше начинается экзосфера.
Экзосфера. Это внешняя, рассеянная часть термосферы. Состоит из ионов газа, улетающих в космическое пространство, т.к. сила притяжения Земли больше на них не действует. Экзосферу планеты также называют “короной”. “Корона” Земли имеет высоту до 200 000 км, это примерно половина расстояния от Земли до Луны. В экзосфере могут летать только беспилотные спутники .
*Стратостат – аэростат для полетов в стратосферу. Рекордная высота подъема стратостата с экипажем на борту на сегодня составляет 19 км. Полет стратостата “СССР” с экипажем из 3-х человек состоялся 30 сентября 1933 года.
Стратостат
**Перигей – ближайшая к Земле точка орбиты небесного тела (естественного или искусственного спутника)
***Апогей – наиболее отдаленная от Земли точка орбиты небесного тела
Отправляясь в путешествие на самолете, оставив позади не самый комфортный момент взлета, пассажир за считанные минуты оказывается в заоблачных высотах. При чистом небе через окно самолета можно видеть проплывающие далеко внизу кусочки земли, в пасмурную же погоду самолет оказывается выше туч, которые тоже проплывают где-то под ним.
На какой же высоте летают пассажирские самолеты? После взлета часто объявляют, что борт находится на высоте в 10 км. У любознательного человека наверняка возникает вопрос – почему полеты выполняются именно на такой высоте, чем она лучше других?
На какую высоту поднимаются самолеты?
10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса. Пилот же обязан слушать все руководства диспетчера и в точности выполнять их. В противном случае возникает риск столкновения с другими бортами – такое крайне редко, но случается.
: самолеты могут подниматься на высоту более 37 километров. Но речь идет не о гражданских бортах, а об истребителях-перехватчиках. У них совершенно другие технические показатели.
Высота и показатели воздуха
Высота и давление
Известно, что на большой высоте воздух разреженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Повышение плотности атмосферы связано с давлением вышележащих слоев. Чем выше, тем слабее давление воздуха. Давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоёв воздуха, как в океане давление растет из-за верхних слоев воды. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.
Материалы по теме:
Почему окна самолета круглые?
Воздух нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий.
Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца. Каждый человек замечал, что в воде не удается быть таким быстрым и ловким, как на суше. Это происходит по причине более высокой плотности водной среды по сравнению с воздушной.
Подобная же разница, не столь выраженная для человека, но весьма ощутимая для самолета, который движется со скоростью в несколько сотен километров в час, наблюдается и между воздушными массами на разной высоте. Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разреженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.
