Температура повітря впливає на усі типи літаків під час польоту. Цей вплив може бути безпосереднім та непрямим.
Безпосередній вплив складаються з того, що температура впливає на:
а) умови обледеніння літаків;
б) характер хмар та опадів;
в) температуру зовнішньої поверхні літака.
Непрямий вплив виявляється через густину повітря, що у свою чергу визначає багато льотно-технічних характеристик літака, тому що густина впливає на силу тяги літака, від якої залежать:
а) швидкість підйому літака;
б) прискорення літака при переході до надзвукової швидкості;
в) висота крейсерського польоту літака;
г) крейсерська швидкість польоту.
Сила тяги турбореактивного двигуна зростає при зниженні температури та зменшується при зростанні температури відносно стандартної атмосфери.
Для НТЛ з крейсерською швидкістю 2,2 М зростання температури повітря відносно стандартної на 5 ºС може викликати зменшення швидкості на 25 %, особливо це зменшення значне у другий фазі польоту. Внаслідок цього зростає час досягнення висоти крейсерського польоту літака, а це веде до перевитрати пального, що може досягати 20 % відсотків від запланованого.
Для НТЛ з крейсерською швидкістю 3,0 М зростання температури повітря відносно стандартної на 16 ºС викликає перевитрату пального до 5000 кг, при тому, що всього запас пальна для ТУ-154 складає 82575 кг. Максимальна перевитрата спостерігається під час другої фази польоту – 3600 кг, під час третьої та четвертої – 1200 і 200 кг, відповідно.
При зростанні температури відносно стандартної може знижуватися максимальна висота польоту ПС.
Взагалі НТЛ мають два оптимальні режими набору висоти, тобто дві оптимальні швидкості набору висоти та дві стандартні стелі: дозвукову та надзвукову. Крім того, треба враховувати зміну кінетичної енергії НТЛ при наборі висоти, оскільки цей набір іде з перемінною швидкістю. Він починається з дозвукової швидкості, далі літак переводять з режиму підйому (дозвукової швидкості) на горизонтальний політ з надзвуковою швидкістю.
Для НТЛ крім практичної та теоретичної стель впроваджені поняття статичної та динамічної стель.
Статична стеля – найбільша висота горизонтального польоту з постійною швидкістю.
Динамічна стеля – найбільша висота, що може досягнути НТЛ за рахунок використання кінетичної енергії літака, тобто за рахунок втрати швидкості.
При польотах з великими швидкостями відбувається кінетичний нагрів лобових частин літака. Величина кінетичного нагріву лобових частин:
(6.2)
де V – повітряна швидкість, м×с-1.
Найбільший нагрів спостерігається на носу літака, де кінетична енергія повністю переходить у теплову. Трохи менше нагріваються кінці стрілоподібних крил, оскільки відбувається розкладення потоку на дотичну та нормальну складові. Ще менше нагрівається зовнішня поверхня фюзеляжу, її нагрів залежить від тривалості польоту з великою швидкістю. Під час довготривалого польоту зовнішня поверхня може нагріватися до 200 ºС. При незначній тривалості польоту внаслідок інерції температури нагрів невеликий. При швидкості НТЛ 2,2 М зовнішня поверхня може нагрітися до 130 ºС, при 2,5 М – до 150 ºС, при 2,7 М – до 200 ºС.
Кінетичний нагрів викликає зменшення опору матеріалу до розриву. При швидкості НТЛ 2,2 М і температурі повітря -56 ºС кінетичний нагрів приводить значного зменшення опору матеріалу зі звичайного алюмінієвого сплаву. Тому, якщо температура повітря у стратосфері перевищує -56,5 ºС, то слід зменшувати повітряну швидкість літака до значень, при яких температура кінетичного нагріву поверхні літака нижче максимально припустимого значення. Однак, у цьому випадку сумісно зі зменшенням крейсерської швидкості знижується висота польоту та зростає протяжність польоту.
Величина кінетичного нагріву літака зростає зі збільшенням зустрічного вітру. При швидкості НТЛ 2,2 М збільшення зустрічного вітру на 2 м×с-1 викликає кінетичний нагрів зовнішньої поверхні фюзеляжу, що дорівнює нагріву літака при збільшенні температури на 1 ºС.
Вітер на рівні крейсерського польоту незначно впливає на його тривалість, тому що політ виконується з великою швидкістю, але вплив вітру дуже відбивається на витраті пального. При зустрічному вітрі 25 м×с-1 витрата пального НТЛ з швидкістю 2,2 М зростає на 4 % та складає 330 кг.
Також слід ураховувати температуру і вітер при переході до надзвукового режиму, що звичайно здійснюється на висотах від 9 до 15 км. Це пов’язано з особливостями температурного режиму у перехідній зоні між тропосферою і стратосферою, тобто з розподілом температури у тропопаузі.
Влітку із-за значного прогріву найкраще переходити до надзвукового режиму на рівні тропопаузи, але навіть там температура може перевищувати 56,5ºС.
В північній півкулі середня місячна температура на ізобаричної поверхні 50 гПа (висота крейсерського польоту) з квітня до вересня над полярними та помірними широтами до 55 º півн.ш. перевищує стандартну. Влітку на широті 85 º півн.ш. температура повітря складає більше -40 ºС, у межах 40-50 º півн.ш. вона перевищує стандартну на 8…10 ºС.
В тепле півріччя польоти НТЛ невигідні у полярних та помірних широтах, а вигідні у зонах субтропіків та тропіків, оскільки там температура повітря на рівні 50 гПа не перевищує стандартну. Влітку над полярними та помірними широтами північної півкулі встановлюється антициклон.
В холодне півріччя (з листопада до лютого) середня місячна температура на ізобаричній поверхні 50 гПа над широтами 45-55 º півн.ш. максимально відхилюється від стандартної (5…10 ºС) у бік тепла, таким чином взимку найкраще літати над полярними та тропічними регіонами.
В березні температура на поверхні 50 гПа приблизно дорівнює стандартній і має максимум у межах 55-65 º півн.ш., де відрізняється на 6…11 ºС відносно стандартної.
