Hello, all
I prepared another training mission for MRD (maximum range descent).
Maximum range descent (MRD) is a technique for a pilot to fly as far as possible under limited fuel. For pilot to arrive the maximum distance, a pilot keeps lift-to-drag ratio to max, (L/D)max by consuming altitude and getting speed. The (L/D)max is obtained by controlling the planeās AOA (angle of attack) and airspeed. F16 has the (L/D)max at ranging from 6 to 8 degree of AOA and from 230 to 190 CAS.
F16 was on the duty on East sea and he is on the way of returning to Gangneung airbase. The current gross weight (GW) is 21k lbs including 2xA9 and 2xA120 and Drag Index (DI) is 27. The weather condition is 20 degree C and 29.74 inHg on the surface. The wind blows from North, i.e. mostly cross wind. The mission starts in the situation of F16 with 300 KCAS of speed and 31k feet of altitude. The bad situation is that he has low fuel state of 260 lbs, and the remaining distance to Gangneung airbase is around 75 nm. The fuel quantity is enough to arrive if you perform MRD properly. When you enter into the cockpit, it reads incorrectly because the measurement of fuel state is inaccurate. The mission is downloadable here: Falcon BMS 436 TE mission. Enjoy mission.
Optimal condition for maximum range descent happens at AOA~8 degs, speed~191 KCAS and (Cl/Cd)max~10 which has a plateau value from 6 to 8 degree of AOA. The total estimated MRD flying time is ~17mins and the required fuel quantity is 240 lbs. The remaining 25 lbs fuel is able to used to keep the altitude. The flying distance per 1000 feet of altitude loss is ~2.3 nm/ft in the condition of 20k lbs of GW and 27 of DI.
The next YouTube shows me playing the above mission. Just when I arrived at runway threshold, the fuel became empty, engine shutdown, and EPU operated.
The following graphs are the various parameter change during the mission, such as Dist vs Alt, Dist vs CAS/AOA, AOA vs Alt, and KCAS vs (Cl/Cd)max.
35000 +--------Dist(nm) vs Alt(ft)--------+ 320 +---------Dist(nm) vs KCAS----------+ 8 +----------Dist(nm) vs AOA----------+
| : : : : : : : | | : : : : : : : | | : ++++++ : : : ++++++ |
|+++++ : : : : : : | | : : : : : : : | | ++++ : : : : : : |
30000 |-+..++..:....:...:....:...:....:...| 300 |-+..:...:....:...:....:...:....:...| | +: : : : : : : |
| :+++: : : : : : | | : : : : : : : | | ++: : : : : : : |
| : +++ : : : : : | |+ : : : : : : : | | + : : : : : : : |
25000 |-+..:...:++..:...:....:...:....:...| 280 |++..:...:....:...:....:...:....:...| | ++ : : : : : : : |
| : : +++: : : : : | |+ : : : : : : : | 6 |-+..:...:....:...:....:...:....:...|
| : : ++ : : : : | |+ : : : : : : : | | + : : : : : : : |
20000 |-+..:...:....+++.:....:...:....:...| 260 |++..:...:....:...:....:...:....:...| | + : : : : : : : |
| : : : ++: : : : | |+ : : : : : : : | |++ : : : : : : : |
15000 |-+..:...:....:..+++...:...:....:...| 240 |++..:...:....:...:....:...:....:...| |+ : : : : : : : |
| : : : :++ : : : | | + : : : : : : : | |+ : : : : : : : |
| : : : : +++: : : | | + : : : : : : : | 4 |++..:...:....:...:....:...:....:...|
10000 |-+..:...:....:...:...++...:....:...| 220 |-++.:...:....:...:....:...:....:...| |+ : : : : : : : |
| : : : : +++ : : | | + : : : : : : : | |+ : : : : : : : |
| : : : : : ++: : | | ++: : : : : : : | | : : : : : : : |
5000 |-+..:...:....:...:....:..+++...:...| 200 |-+.+++++:....:...:....:...:....:...| | : : : : : : : |
| : : : : : :++ : | | : +++++++++++++++++++++++++ | | : : : : : : : |
| + + + + + + ++++ | | + + + + + + + | | + + + + + + + |
0 +-----------------------------------+ 180 +-----------------------------------+ 2 +-----------------------------------+
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80
35000 +----------AOA vs Alt(ft)-----------+ 10 +---KCAS vs (Cl/Cd)max at 31000'----+ 12 +-----KCAS vs (Cl/Cd)max at 0'------+
| : : | | : : : +++++ : : : | | : : : : : : |
| +++++++++++++++++++++++++ | | : : :++++ ++: : : | | : : : : : : |
30000 |-+.........:...........:......+++..| | : : ++ : ++++ : : | | : : : : : : |
| : : ++ | | : : ++ : :+++++ : | 10 |-+..:....:.++++++...:....:....:....|
| : : ++| 8 |-+..:...:..++:...:....:...++++.:...| | : :++ ++ ++ : : : |
25000 |-+.........:...........:..........+| | : : + : : : : +++ | | : +++ : +++ : : |
| : : +| | : : ++ : : : : + | | : ++: : ++++ : : |
| : : +| | : :++ : : : : : | 8 |-+..:..+.:....:.....:..+++....:....|
20000 |-+.........:...........:..........+| | : :+ : : : : : | | : + : : : +++ : |
| : : | 6 |-+..:...+....:...:....:...:....:...| | :++ : : : : +++ |
| : : | | : ++ : : : : : | | ++ : : : : + |
15000 |-+.........:...........:...........| | : ++: : : : : : | | +: : : : : : |
| : : | | : + : : : : : : | 6 |-++.:....:....:.....:....:....:....|
| : : | | :++ : : : : : : | | + : : : : : : |
10000 |-+.........:...........:...........| | :+ : : : : : : | | + : : : : : : |
| : : | 4 |-+..:+..:....:...:....:...:....:...| |+ : : : : : : |
| : : +| | + : : : : : : | 4 |++..:....:....:.....:....:....:....|
5000 |-+.........:...........:..........+| | + : : : : : : | |: : : : : : : |
| : : +| | +: : : : : : : | | : : : : : : |
| + + ++| | + + + + + + + | | + + + + + + |
0 +-----------------------------------+ 2 +-----------------------------------+ 2 +-----------------------------------+
2 4 6 8 90 120 150 180 210 240 270 300 330 120 150 180 210 240 270 300 330