Avión aterrizando en un túnel

El cliché típico de las películas de acción es aterrizar un avión en un túnel o incluso un vuelo en un túnel. Dejemos cualquier duda sobre las supremas habilidades heroicas de pilotaje de los personajes, etc., y centrémonos en la aerodinámica.

¿El efecto de los flujos de la capa límite en la vecindad de la aeronave debido a las paredes del túnel destruiría la posibilidad de volar? Ciertamente cambiaría el rango de escalas de longitud turbulenta.

De hecho, ¿cuánto campo "libre y sin perturbaciones" es necesario alrededor de un plano? (La estimación aproximada está bien).

Un avión puede volar muy cerca del suelo, de hecho, vuela mucho mejor gracias al efecto suelo. El piloto tendría que reducir bastante el acelerador y ser consciente de las posibles inestabilidades, pero no hay ninguna razón física por la que uno no pueda volar en un túnel con un avión de tamaño adecuado. Sería suicida, pero no está físicamente excluido.
Si pudieras ver el aire alrededor de un avión, como si volara a través del humo, verías que el peso del avión hace que el aire sea empujado/succionado hacia abajo. Esto forma dos grandes patrones de circulación rotatoria, uno desde el final de cada ala. Este persiste detrás del avión en forma de estela , como una lancha rápida. Nada sobre volar en un túnel evita esto. Por supuesto, si hay un segundo avión volando detrás del primero, la estela es un problema a evitar, pero eso es cierto, túnel o no.

Respuestas (1)

Volar en el túnel es físicamente mucho más fácil y económico que volar en el aire.

Cualquier objeto volador se beneficiará de los siguientes beneficios;
- Efecto suelo positivo al suelo del túnel. (agrega elevación)
- Efecto de suelo negativo en el techo del túnel. (agrega sustentación)
: los vórtices en las puntas de las alas no se pueden formar de manera efectiva debido a la obstrucción del suelo. (menor arrastre, mayor velocidad y sustentación)

Todo este comportamiento se explica si estudias el efecto suelo . Todo esto significa que la velocidad de pérdida es notablemente más baja de lo esperado y, por lo tanto, incluso podría ser posible volar a algunas velocidades realistas en el túnel. Es decir. Cessna 172 tiene una velocidad de pérdida de menos de 90 km/h. Su envergadura es de 11 m. Teniendo en cuenta el ancho típico del perfil del túnel de 2 carriles de 11,5 -12 m, esto es realmente estrecho, pero posible. El túnel de un solo carril no es posible, ya que normalmente tienen un perfil de 8-9 m. Cualquier túnel de carretera de 3 carriles es completamente realista.

La mayoría de los túneles de carretera están construidos a unos 5 m de altura, por lo que volar en el medio hace que la relación de altura sobre el suelo de la envergadura sea de 2,5 m/ 11 m ~ 1/4, lo que aumenta el empuje en un 15 % en efecto de suelo único.
Teniendo en cuenta todos los aspectos, podría ser realista estimar que la velocidad de pérdida podría reducirse a un mínimo de 60 km/h (30 %).

Esto concluye que incluso podría ser posible volar en un túnel de carretera de 2 carriles, pero ciertamente es realista volar en un túnel de carretera de 3 carriles con un cessna 172. Teóricamente, podría ser posible volar en un túnel de ferrocarril con un helicóptero, es decir. con Robinson R-22 , que tiene un diámetro de rotor de 7,67 m. En realidad, el túnel está lleno de tecnología y no proporciona mucho más espacio del que necesita el tren.

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