¿Por qué la longitud mínima de la pista no es lineal en relación con el peso de aterrizaje?

El siguiente gráfico muestra los requisitos de longitud de la pista de aterrizaje para un Boeing 747-8.

Requisitos de longitud de pista (tomado de las Características del avión Boeing 747-8 para la planificación aeroportuaria )

Teniendo en cuenta el hecho de que la energía cinética y el impulso son directamente proporcionales a la masa, habría esperado que este gráfico fuera lineal, pero claramente ese no es el caso. ¿Qué está causando la no linealidad aquí?

Probablemente una función de la eficiencia de los alerones y frenos para disipar la energía cinética ( 1 2 metro v 2 es no lineal con la velocidad misma). También podría verse afectado por los márgenes de seguridad integrados en esa distancia de aterrizaje, ya que esos números no representan la distancia mínima absoluta necesaria para detener el avión.
@casey Disminuir el rendimiento de los frenos también fue mi primera idea, pero luego hubiera esperado un cambio más gradual en la pendiente.
La energía cinética es proporcional a la masa, ¡pero también lo es la fuerza de frenado! (es realmente proporcional al peso, pero a todos los efectos prácticos esos dos son proporcionales entre sí).

Respuestas (1)

Mientras que la energía cinética es proporcional a la masa, no es proporcional a la velocidad.

Cuanto más pesado es el avión, mayor es la velocidad de aterrizaje. Por lo tanto, la distancia de frenado aumenta principalmente debido a la mayor velocidad de aterrizaje.

Comparando dos aterrizajes, primero en masa = metro 1 , el segundo en masa = metro 2 = 1.1 ⋅ metro 1 , la velocidad de aterrizaje será metro 2 metro 1 más alto durante el segundo aterrizaje.

La energía cinética durante el aterrizaje tendrá una escala proporcional al cuadrado de la masa.

Ah, no me di cuenta de que la velocidad de aterrizaje también se vio afectada por la masa, pero obviamente ese tiene que ser el caso. Entonces, la única pregunta que queda es por qué el gráfico no parece una parábola, sino más bien dos líneas rectas unidas.
@Ventero No estoy seguro de que se esperaría una parábola. La resistencia aerodinámica y el empuje inverso no son lineales con la velocidad, pero no se ven afectados por la masa de la aeronave. El sistema de frenos de las ruedas es probablemente capaz de proporcionar una desaceleración independiente de la masa (más masa = proporcionalmente más agarre = fuerza de frenado proporcionalmente mayor = misma desaceleración) hasta una masa en la que se alcanza la máxima potencia de frenado (generación de calor) y la desaceleración necesitará ser mas bajo Esta podría ser la explicación para los dos segmentos, sin embargo, todavía se esperan algunas curvas. La simplificación es probablemente la explicación.
La distancia de frenado no es proporcional a la energía cinética. Dado que la fricción es proporcional a la fuerza normal (que es el peso), la desaceleración máxima que pueden efectuar los frenos no depende en absoluto de la masa. Entonces, la distancia de frenado solo debe depender del cuadrado de la velocidad y, dado que la velocidad depende de la raíz cuadrada de la masa, aún se esperaría una relación lineal. Entonces, esto requiere explicar cuáles son los factores limitantes para los frenos.
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