¿Por qué no puedes arrojar tu avión al mar?

Divulgación: solo soy un tipo al azar que no sabe nada sobre aviación. :-)


leí : _

Una voz en mis auriculares gritaba: “¡Abandonen el avión! ¡Tíralo al océano!”.
Debe haber venido del patrón del petrolero o de uno de los comandantes de destructores de abajo, porque todo piloto de jet sabe que no puedes abandonar un jet y sobrevivir. El avión golpearía el agua a una velocidad muy alta, se volcaría y se hundiría como una piedra y, por lo general, explotarían al impactar.

Está bien, pero mi lado físico se pregunta por qué no puedes hacer lo siguiente:

  • Prepárese para saltar (abrir ventanas, quitar todos los archivos adjuntos, etc.)

  • Deslícese hacia abajo lo más cerca posible de la superficie del océano, manteniendo algo de impulso

  • Cuando esté lo más bajo posible (pero aún lo suficientemente alto como para permitir esta maniobra), levante repentinamente el morro lo más alto que pueda mientras mantiene la altitud constante el mayor tiempo posible.

Espero que, si se hace correctamente, esto casi podría detener el movimiento horizontal de la aeronave; cuando finalmente se pierda el impulso, espero que el avión "caiga" repentinamente en el agua desde unos pocos pies de altura, después de lo cual usted puede (¿con suerte?) Saltar de la cabina inmediatamente.

Ahora bien, no espero una tasa de supervivencia del 100 % aquí (casi seguro moriría intentando esto), pero ciertamente parece ser mejor que saltar de su avión a 15,000 pies y correr el riesgo de ser cortado por la cola o tener su paracaídas. no se abre (y por lo tanto se rompe la columna, etc.).

¿Dónde me estoy equivocando con esto? ¿Por qué abandonar su avión en el océano no es una opción?
(¿Depende, por ejemplo, del tipo de avión?)

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (4)

El escritor estaba dramatizando un poco las cosas, tal vez, es posible deshacerse de un avión de combate y sobrevivir, sin embargo, sus posibilidades son mucho mejores si se expulsa.

El amerizaje es una opción para cualquier avión, con algunos aviones amerizar es la única opción si hay una pérdida de potencia sobre el agua, por ejemplo, los aviones comerciales no tienen otro modo de salida que las puertas. Vuelo aviones ligeros de un solo motor y la mayoría de las veces no tengo paracaídas, si mi motor lanza una vara sobre una gran masa de agua, ahí es donde voy a ir, e incluso si tuviera un paracaídas, probablemente elegiría para deshacerse de todos modos. Se puede sobrevivir, y en muchos casos la gente lo hace. El "Milagro del Hudson" es un ejemplo famoso, incluso hicieron una película sobre él, pero hay muchos otros donde sobrevivió un porcentaje razonable de personas a bordo.

Está proponiendo un amerizaje forzoso a baja velocidad en un avión de combate, lo que tiene una serie de inconvenientes:

  1. Velocidad de amaraje forzoso: no puede detener un avión levantando más el morro porque en algún momento se detendrán las alas y perderán sustentación. Un ala requiere un flujo de aire suave para crear sustentación, si el flujo de aire se separa de la superficie superior del ala, dejará de volar, una condición conocida como pérdida del ala. En un jet, esa velocidad probablemente supere los 130 nudos (150 mph), y no hay nada que pueda hacer para reducir la velocidad más allá de eso. A esa velocidad, el agua no puede salir del camino lo suficientemente rápido y es muy, muy dura, no es una especie de almohada que amortigüe un impacto.
  2. Capacidad de control a baja velocidad: los aviones de combate están diseñados para una maniobrabilidad a alta velocidad, no para vuelos a baja velocidad, vuela demasiado lento y puede perder la estabilidad y el control direccional
  3. Pérdida de hidráulica: la mayoría de los cazas tienen controles asistidos que requieren potencia del motor para que el piloto opere fácilmente, pierden potencia y pierden efectividad incluso cuando se genera potencia auxiliar.
  4. Condiciones del mar desconocidas: las condiciones del mar pueden tener un impacto enorme en la capacidad de supervivencia del amaraje forzoso, los amarajes forzosos exitosos que puedo pensar fueron en condiciones relativamente tranquilas donde el piloto pudo hacer un contacto bueno y uniforme con el agua. Clava un ala y la resistencia hará girar el avión, lo más probable es que se rompa. Es muy difícil medir las condiciones del mar desde cualquier altitud; lo que parece tranquilo desde 5000 pies de altura podría muy bien ser un fuerte oleaje una vez que esté cerca

Entonces, lo que está sugiriendo es que un piloto roza la superficie de posiblemente alta mar, perdiendo velocidad en un avión con autoridad de control progresivamente degradada, que también está en llamas. Es posible, pero muy poco probable que funcione.

La razón más crítica por la que el piloto en la historia a la que se vinculó tuvo que escapar de la aeronave fue que un incendio en el motor derretiría los enlaces del timón y los controles del elevador en la cola, o causaría una falla estructural catastrófica mucho antes de que pudiera haberse amerizado. , provocando una pérdida total de control. No hay posibilidad de que hubiera sobrevivido.

GdD: "el impulso está relacionado con el cuadrado de la velocidad de la aeronave": No, el impulso es la masa por la velocidad (p = mv; aquí no hay cuadrado). Probablemente te refieres a la energía cinética . Es la mitad de la masa por la velocidad al cuadrado (E=1/2 mv²).
Eso es lo que quise decir @Curd, estaba simplificando un poco las cosas porque no quería profundizar demasiado en la física.
¿No nos permitiría el efecto suelo reducir también la velocidad del aire?
@GdD: ¡Gracias por la actualización! Ahora, lo que me pregunto es si lo que dices sobre la aerodinámica es realmente correcto. Específicamente, la parte en la que dices "Un ala vuela porque su forma crea una bolsa de baja presión sobre ella, lo que requiere un flujo de aire suave" parece estar basada en la explicación clásica (¿incorrecta?) de cómo funcionan las alas. Según tengo entendido, la mayor parte de la sustentación de un ala proviene simplemente de una redirección de la fuerza horizontal a la vertical (debido a la colisión con el ala). ¿Quizás me equivoque? Ver aquí _
@Mehrdad No estoy en condiciones de explicar los detalles, pero la explicación de GdD es correcta, dentro de los límites de lo que creo que GdD incluso intentó explicar: hay libros completos sobre aerodinámica que dedican una parte significativa a cómo un ala realmente crea ascensor. El aire sobre el ala (¡donde "arriba" y "abajo" son términos problemáticos por derecho propio!) no se mueve más rápido; hacerlo requeriría impartir energía hacia la parte trasera del avión en el aire por el ala (¿desde dónde?) . Sin embargo, el aire tiene una presión más baja por encima que por debajo del ala, lo que contribuye a crear sustentación.
@MichaelKjörling: Hmm, está bien, gracias. +1
@Stanislasdrg, seguro, si el mar está en calma, podría usar el efecto suelo para reducir su velocidad un poco, tal vez un 10% como suposición, no mucho en general. Si el mar está agitado, podría estar volando dentro y fuera del efecto suelo, lo cual es peligroso si se vuelve demasiado lento, probablemente una de las razones por las que la mayoría de los procedimientos de amaraje forzoso especifican el amerizaje a la velocidad de aterrizaje.
@MichaelKjörling, tiene toda la razón, simplifiqué demasiado la explicación del ascensor, ya que entrar en detalle no era realmente clave para mi respuesta.
@GdD Yay, ¡ algo se pega de mi estudio de aerodinámica! :-)
Esa década en la universidad valió la pena @MichaelKjörling :)
Independientemente de cómo las alas creen sustentación, sabemos que la entrada en pérdida es un factor, por lo que no es posible purgar toda la velocidad aerodinámica y mantener el control. No podríamos saber nada acerca de la física de la situación y aun así enfrentarnos con esa cierta realidad.
Tenga en cuenta que más adelante en la historia, un hidroavión de la Guardia Costera vuela sobre él pero no puede aterrizar porque "el mar estaba alto". Así que abandonar esas condiciones no sería la mejor idea.
Además: es muy difícil saber dónde está el océano. No tienes referencias sobre la altura relativa. No puedes predecir si ves olas grandes en las alturas, o solo olas pequeñas y estás muy cerca del agua. Esto hace más difícil planificar un buen puesto justo encima del agua. El desembarco en el río Hudson no tuvo tal problema, tenían un puente y costa (edificios, autos) para evaluar distancias.

En primer lugar, entiendo que se trata de aviones de combate y similares. Los aviones de pasajeros, los aviones a reacción de la aviación general y otros, son diferentes, y ha habido muchos ejemplos de aviones a reacción que se hundieron en el agua y todos sobrevivieron. El vuelo 1549 de US Airways es un ejemplo relativamente reciente (enero de 2009) en el que un avión a reacción Airbus A320 aterrizó en el agua. No es algo que quieras hacer, y no es algo que suceda regularmente, pero dadas las condiciones adecuadas, absolutamente puedes sobrevivir.

Los cazas modernos son inestables . No mantendrán un vuelo estable, ni siquiera descendente, por sí mismos; más bien, requieren pequeños ajustes constantes en sus superficies de control solo para mantener el vuelo nivelado, y mucho menos para maniobrar. Esto se hace porque permite maniobras mucho más estrictas, que es una cualidad muy buscada en muchos aviones militares pequeños. Mientras todo funcione correctamente, las computadoras manejan gran parte de las minucias de esto, para que el piloto pueda concentrarse en su misión.

Si el piloto se va a expulsar, debe hacerlo a cierta altitud, aunque no sea por otra razón, porque el paracaídas necesita tiempo para desplegarse. No desea expulsar cerca del suelo si puede evitarlo, y no todos los aviones que tienen capacidad de expulsión están clasificados para eyecciones de altitud cero. Pocos están calificados para eyecciones "cero/cero" (altitud cero, velocidad de avance cero), que son básicamente "sentarse en la pista y tirar de la palanca".

Cada avión (en realidad, perfil aerodinámico) tiene lo que se conoce como su velocidad de pérdida . Esta, simplificada, es la velocidad más baja a la que es posible un vuelo hacia adelante controlado. El valor exacto de la velocidad de pérdida varía según la aeronave y las condiciones (temperatura, carga, configuración de la superficie de control, etc.), pero cualquier aeronave de ala fija necesita una velocidad de avance considerable para que las alas generen suficiente sustentación para no entrar en pérdida. Aterrizar un avión es, en términos muy generales, ejecutar una entrada en pérdida bien controlada. Una vez que la aeronave desciende por debajo de su velocidad de pérdida, se convierte básicamente en un gran ladrillo y cae hacia el suelo. (Cosas como el empuje vectorial y los diseños VTOL hacen que esto sea un poco más complicado en la realidad, pero los principios básicos son similares).

Es correcto que al cabecear hacia arriba, perderá velocidad de avance (debido a la resistencia). El axioma al aterrizar un avión de ala fija es potencia por altitud, cabeceo por velocidad , lo que significa que usted ajusta su altitud principalmente ajustando la potencia y su velocidad principalmente ajustando el cabeceo (morro hacia arriba o hacia abajo). (Compare esto con las películas, donde la dirección en la que se mueve un avión a menudo se controla casi exclusivamente por la columna de control o la palanca, y aparentemente casi nunca con energía).

Ahora, apliquemos todo esto a su tercer punto:

  • Cuando esté lo más bajo posible (pero aún lo suficientemente alto como para permitir esta maniobra), levante repentinamente el morro lo más alto que pueda mientras mantiene la altitud constante el mayor tiempo posible.

Espero que, si se hace correctamente, esto casi podría detener el movimiento horizontal de la aeronave; cuando finalmente se pierda el impulso, espero que el avión "caiga" repentinamente en el agua desde unos pocos pies sobre [...]

Sí, probablemente reducirá la velocidad de avance de la aeronave.

Desafortunadamente, la aeronave caerá cuando disminuya su velocidad por debajo de su velocidad de pérdida, momento en el cual todavía tiene una velocidad de avance significativa .

Esto significa que cuando el avión golpea el agua, todavía avanza bastante rápido. Lo suficientemente rápido como para que el agua no tenga tiempo de apartarse.

Lo que está haciendo entonces es similar a realizar la misma maniobra sobre una superficie de hormigón igualmente áspera. Recuerde que en el momento en que incluso esté considerando abandonar en primer lugar, la aeronave probablemente esté dañada o paralizada de alguna manera fundamental; de lo contrario, ¿por qué no aterrizar normalmente? Incluso un aterrizaje muy duro que termine rompiendo el tren de aterrizaje es mucho mejor que un amaraje forzoso. A menos que el agua esté casi perfectamente tranquila (similar a una pista), cuando el avión golpee el agua, se detendrá abruptamente, lo que causará fuerzas significativas tanto en el fuselaje como en sus ocupantes. Es como dicen, no es la caída lo que te mata, es la repentina aceleración al final de la caída . ( Pueden aplicarse condiciones ) .

ciertamente parece ser mejor que saltar de su avión a 15,000 pies y correr el riesgo de ser cortado por la cola o que su paracaídas no se abra [...]

"El riesgo de ser cortado por la cola" es la razón por la cual cualquier sistema de expulsión sensato comienza brindándole un impulso vertical significativo. "Tener el paracaídas no abierto" es un riesgo, pero es por eso que los paracaídas se inspeccionan regularmente (¡no son elementos que se ponen y se olvidan ni mucho menos!) y probablemente sea mejor que estrellarse en un avión incontrolable.

Si bien estoy de acuerdo con su punto sobre los aviones de combate "modernos", esta historia se relaciona con un F-8 Crusader en la década de 1960. :)
@Tim Gracias por ese punto de datos. Ver también Wikipedia que pone la velocidad de aterrizaje en 100 mph.
Terminé haciendo una pregunta separada sobre el F-8 como ¿Tenía el F-8 una velocidad de pérdida de 1.6x su velocidad de aterrizaje?

Como piloto de ala delta, puedo decir que así es exactamente como funciona un buen aterrizaje de ala delta. No aterrizamos con velocidad y salimos corriendo (al menos si lo hemos hecho correctamente de todos modos). En su lugar, volamos nuestra aproximación a la altura de aterrizaje, quemamos la velocidad según sea necesario para casi entrar en pérdida y luego rotamos rápidamente el ala. El ala se convierte efectivamente en un freno de aire instantáneo y aterrizamos de pie, inmóviles.

Es esencial señalar que el ala está por encima de la velocidad de entrada en pérdida todo el camino hasta el último enderezamiento. La inercia es una cosa, así que si arrancas con demasiada velocidad, el planeador se lanza en el aire hasta que alcanza la velocidad de pérdida, momento en el que vuelve a bajar desde mucho más alto de lo que quieres. Esto generalmente da como resultado aluminio doblado y, a menudo, también lesiones menores en su "tren de rodaje".

¿En qué se diferencia esto de un avión? En primer lugar, un piloto no puede hacer con sus alas lo que nosotros podemos hacer con un ala delta. El piloto ciertamente puede levantar la nariz hasta que el avión se detenga, pero a baja velocidad simplemente no puede aplicar tanto cabeceo tan rápido. Un ala delta no se enciende debido al flujo de aire sobre una superficie de control, se enciende debido a un ajuste de cambio de peso masivo.

En segundo lugar, incluso si pudieran, el avión no lo tomaría. Un ala delta tiene una velocidad de pérdida de quizás 20 mph. Un jet estará bien al norte de 100 mph. Intentar aplicar el mismo tipo de bengala a 100 mph simplemente arrancaría las alas del avión.

En tercer lugar, considere cuánto tiempo tarda la bengala. Tan pronto como estás por debajo de la velocidad de pérdida, tu ala deja de volar y pierdes la autoridad de control. En un ala delta que aterriza a quizás 20 mph, la llamarada toma quizás de 3 a 4 segundos, pero aún somos estables de la misma manera que un paracaídas es estable, porque nuestro centro de masa está debajo del ala (que cae), y tenemos cierta capacidad limitada para controlar el ala con nuestro peso corporal. En un avión que aterriza a algo más de 100 mph, le tomaría mucho más tiempo a una bengala quemar toda la velocidad de avance sin lanzar el avión al aire, y durante este tiempo el avión no tiene control alguno. Incluso un avión positivamente estable, como un entrenador de ala alta, podría ser derribado lateralmente por una ráfaga que atrapa un ala; un avión con estabilidad negativa, como un avión de combate, simplemente dejará caer un ala inmediatamente; sus superficies de control ya no funcionan, por lo que no hay nada que pueda hacer al respecto; y eso es un tiempo terriblemente largo para estar cerca del suelo sin poder opinar sobre lo que está haciendo el avión.

Algunos equipos de exhibición de jets hacen un pase de AOA alto como parte de la exhibición. No se deje engañar. Estás muy lejos, y ese tonto sigue moviéndose rápido . ¡Parece lento en comparación con la velocidad que tenía antes!

Tenga en cuenta que con un avión de empuje vectorial como un Harrier, es posible detener por completo la velocidad de avance, ya que tiene la capacidad de aplicar empuje de forma independiente en una dirección completamente diferente. Sin embargo, la mayoría de los aviones no pueden hacer eso.

Aparte, también es interesante observar las aves desde este punto de vista. La mayoría de las aves pueden ensancharse y detenerse con relativa facilidad, pero no todas. Mira el aterrizaje de un cisne. No se zambullen así por diversión, lo hacen porque tienen una alta velocidad de pérdida y demasiado impulso hacia adelante.

"Algunos equipos de exhibición de jets hacen un pase de AOA alto como parte de la exhibición". También tienen un avión completamente funcional y mucha altitud y potencia para salir de la maniobra antes de que se convierta en un problema crítico: no están en una nave rota luchando por mantenerse en el aire y/o realizar un aterrizaje "exitoso" (donde "éxito" = uno del que puedes alejarte caminando o nadando).
@FreeMan De acuerdo: intentar hacer acrobacias con un avión que quiere ser un ladrillo probablemente no funcione bien. :/

Si nunca lo ha visto, hubo un video particularmente aterrador tomado del 961 de Ethiopian Air estrellándose en el océano. El avión había sido secuestrado y el piloto y el copiloto tenían que luchar contra los secuestradores borrachos. Aún así, es una ilustración desgarradora de lo que puede salir mal al aterrizar en el océano.

Leul intentó aterrizar paralelo a las olas en lugar de contra las olas en un esfuerzo por suavizar el aterrizaje. Segundos antes de contactar con el agua, la aeronave se inclinó a la izquierda unos diez grados; el motor izquierdo y la punta del ala golpearon el agua primero. El motor actuó como una pala y golpeó un arrecife de coral, lo que redujo rápidamente la velocidad de ese lado de la aeronave y provocó que el Boeing 767 se inclinara repentinamente hacia la izquierda. Luego, el resto de la aeronave entró al agua de manera desigual, lo que provocó que se rompiera. Excepto por la parte trasera del fuselaje, las partes rotas del fuselaje se hundieron rápidamente. Muchos pasajeros murieron porque inflaron sus chalecos salvavidas en la cabina, lo que provocó que quedaran atrapados dentro por el aumento del agua.

Un banco de diez grados en cualquier rellano me daría más que una pausa.