¿Cómo puede un avión flotar casi verticalmente?


(Fuente: https://fat.gfycat.com/ )

El avión en este GIF (aunque es un avión RC) parece estar volando verticalmente, a solo unos metros del suelo. ¿Cómo es esto posible? ¿Cómo es posible controlarlo en este escenario? ¿Sería esto posible con un avión real?

Apuesto mi casa a que no es un avión de verdad
Está controlado por radio, el RC en el video lo delata.
Hice un poco de magia de edición, tal vez esto salvará la pregunta para estar en el tema, aunque es un avión RC, la pregunta de si esto es posible para aviones reales es válida.
@SentryRaven: Ese parece ser un problema que debe resolver el Sr. Musk.
@mins ¡Buen hallazgo! :)
@sentryraven: gracias por la edición. Me siento un poco tonto por no darme cuenta de que era un avión RC en primer lugar, simplemente estaba alucinado con la maniobra.
Me sorprende que este turborreactor/ventilador con conductos pueda hacer eso... He visto aviones propulsados ​​por hélice capaces de hacer esto, y el control lo proporcionaba la corriente de aire que fluía sobre las superficies de control del avión debido al lavado de la hélice. Me pregunto si este modelo tiene algún tipo de vectorización de empuje.
hmm, sí, creo que debe hacerlo porque, como dijiste, no hay flujo de aire sobre las superficies de control

Respuestas (4)

El avión en el video es un avión a control remoto (rc). Por qué puede "flotar" es simplemente:

El empuje generado por un gran ventilador / motor a reacción rc es mucho mayor que el peso del avión. Si la fuerza generada por la turbina es la misma que la fuerza hacia abajo del peso del avión, flota. Ajustando con mucho cuidado el empuje y colocando el avión en esta posición de "nariz arriba", un piloto de rc habilidoso puede flotar el avión hasta que se agote la batería o se agote el combustible.

Fuerza explicada

Como ejemplo: Un avión que pesa 10.000 kg produce una carga aerodinámica:

F = metro gramo = 10 , 000 9.81 = 98 , 100 norte

Para hacer que este avión flote, tienes que crear una fuerza hacia arriba de al menos 98 , 100 norte . Si logra hacer eso y puede alinear perfectamente el empuje / carga aerodinámica generados en el eje Y, la aeronave flotará:

F d o w norte F tu pag = 0 norte , las dos fuerzas se cancelarán entre sí y no tendrás ningún movimiento en el eje Y.

Sin embargo, si tiene motores que crean más empuje que la carga aerodinámica, ocurrirá lo siguiente:

F d o w norte F tu pag 0 norte , eso significa que la aeronave ascenderá verticalmente (en el eje Y).

El mismo principio se aplica a otros aviones "reales", como el Sea-Harrier:Flotación de Sea Harrier

Utiliza el motor para crear una fuerza mirando hacia arriba. Debido a que la fuerza es mayor que la fuerza hacia abajo creada por el peso de la aeronave, el Harrier puede aterrizar/despegar verticalmente.

La aeronave flotante está controlada por un ventilador/turbina de vectorización confiable. No es posible controlar el avión con las superficies "normales", porque el flujo de aire sobre las superficies de control del ala es demasiado lento. Por lo tanto, solo los aviones con capacidades de vectorización de confianza PODRÍAN flotar como el avión rc en su pregunta.

Entonces, ¿esta maniobra es imposible con un jet real?
@bos En teoría. Siempre que la fuerza hacia arriba sea mayor o igual que la fuerza hacia abajo, puede aspirar cualquier objeto. Tenga en cuenta que un piloto, para que suceda en un jet real, tiene que mantener el equilibrio perfectamente.
Tienes unos 3 ceros de más en el ejemplo.
@JanHudec Gracias, lo edité.
@jklingler, solo los eliminó del empuje, pero también debería haberlos eliminado de la masa.
@bos "Si impartes un vector de empuje suficiente, incluso un cerdo puede alcanzar la órbita".
¿Cómo es posible controlarlo en este escenario? (citando de la pregunta) Esta respuesta no parece abordar eso. ¿Solo es posible en aviones con vector de empuje o hay alguna otra magia involucrada?
@sanchises El avión está controlado por una turbina / ventilador de vectorización de confianza. El flujo de aire sobre las superficies de control del ala es demasiado lento para dirigir la aeronave.
Tal vez podría mencionar explícitamente que esto solo es posible con aviones que tienen vectorización de empuje (obviamente, incluido el Harrier)
@sanchises Listo!

Flotar es mucho más fácil y más común en los aviones RC impulsados ​​por hélices que en los jets. Muy pocos jets RC tienen vectorización de empuje, y aún menos tienen capacidades de vuelo estacionario.

Los aviones RC acrobáticos propulsados ​​​​por hélice pueden flotar, también debido a una relación de empuje a peso> 1, sin embargo, están controlados por las superficies de control normales en lugar de las boquillas de vectorización de empuje. El vuelo estacionario solo es posible en modelos que tienen grandes superficies de control y grandes diámetros de hélice. Se necesitan superficies grandes para lograr el control necesario, y una hélice grande empuja más aire sobre esas superficies de control, haciéndolas más efectivas.

Al flotar, el elevador y el timón se usan para mantener la nariz apuntando hacia arriba, y los alerones se usan para evitar que se balancee debido al par motor.

El siguiente video muestra varios ejemplos de vuelo estacionario, así como otras maniobras acrobáticas a baja velocidad.

Esto es cierto para aviones rc con hélice, pero un jet rc, como el de la pregunta, o un avión rc que tiene la hélice en la cola, no puede maniobrar con las superficies de control.
En estos días, la vectorización de empuje no es tan poco común en los "chorros" RC o, más específicamente, en aviones RC con motores de ventilador con conductos eléctricos, especialmente en modelos a escala de aviones militares que tienen vectorización de empuje.

Algunos aviones de combate tienen algo llamado empuje vectorial que mueve los motores y cambia la dirección del empuje, para que puedan flotar.

Básicamente, tiene más potencia, más empuje y el cuerpo del avión es liviano como el papel, por lo que puede flotar con empuje y control con superficies de control normales.

En aviones reales es difícil.

El control se realiza a través de paletas en el flujo de escape ya que el flujo sobre las superficies de control es de muy baja velocidad, pero por lo demás estoy de acuerdo. Con aviones como el X-31 es incluso posible en aviones reales.
@PeterKämpf: Para las turbinas RC, el control suele realizarse a través de la vectorización de empuje: mover la boquilla en sí