¿Puede este combo de helicóptero/bola de demolición permanecer en el aire?

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Enormes disculpas a todos y cada uno, en mi primera versión de esta respuesta escribí mal 184 como 84 , y luego procedí a hacer todos mis cálculos basados ​​en eso. Esta es la versión corregida.

Además, muchas gracias por todos los votos positivos y comentarios. Estoy tan contenta de que no solo yo esté disfrutando inmensamente de esta pregunta.

El radio de la pelota en la imagen es de 21 píxeles. La longitud del fuselaje es de 184 píxeles, lo que equivale a 50' 7,5" (15,43 m) según estadísticas ampliamente disponibles. Por lo tanto, un píxel representa aproximadamente 84 mm

Entonces, el radio de la pelota es 21 x 84 = 1764 mm = 1,764 m

Y el volumen de la bola (si es sólida) es de 23,0 m³.

Para que el helicóptero pueda levantarlo, utilizando la cotización de Pilothead de 9000 lb (4082 kg), la densidad debería ser de 177,5 kg/m³. El acero dulce, con 7.850 kg/m³, es demasiado pesado. El poliestireno expandido tiene una densidad de 28-45 kg/m³, por lo que sería factible.

Sin embargo, si la bola no fuera sólida y estuviera hecha de acero dulce, el volumen total de acero permitido sería de 0,52 m³. Con un radio exterior de 1,764 m, el radio interior debe ser de al menos 1,750 m para mantener el volumen de metal en 0,52 m³, por lo que la bola solo tendría un grosor de 14 mm (9/16") y solo costaría alrededor de $ 3300.

Entonces, probemos con Titanium (mimado de la industria aeronáutica). Con una densidad de 4.506kg/m³, podríamos tener un volumen de 0,90m³. Eso permitiría un grosor de 24 mm (15/16"). Sin embargo, el precio de esa cantidad de titanio sería de $ 229,500 (los precios de hoy: hace 6 años, habría sido más de un millón de dólares estadounidenses).

El aluminio, sin embargo, tiene una densidad de 2.700 kg/m³. Así que ahora podríamos tener un volumen de 1,51 m³, lo que permite un espesor de 40 mm (1 9/16"), y solo costaría $ 9360

La piedra pómez, a 250 kg/m³, permitiría un volumen de 16,33 m³, lo que permitiría un espesor de casi 0,6 m (23½"). Creo que sería muy resistente. No puedo encontrar un precio para un trozo sólido de piedra pómez que tamaño sin embargo.

Por cierto, las personas en la imagen también miden alrededor de 21 píxeles de alto, lo que los hace alrededor de 1,76 m (5'9 ") de alto.

Esto ahora ha tomado alrededor de 3 horas de mi tiempo, que como todas las otras horas hasta ahora, son horas que nunca voy a recuperar. Sin embargo, ha sido muy divertido.

EDICIÓN ADICIONAL

Siguiendo una sugerencia de Jules en los comentarios, descubrí Lithopore 75-150 , que es un concreto espumado de densidad ridículamente baja . Esto podría darnos la esfera sólida mágica que queremos, con la fuerza suficiente para aplastar a varias personas sin sufrir daños significativos. En el extremo del rango de 75 kg/m³, posiblemente incluso podríamos tener algunos picos, y también una masa de cable no despreciable.

Se requiere más investigación en matemáticas e ingeniería...

El helicóptero sería un UH60 Blackhawk. La carga útil máxima en un gancho es de 9000 lb. En su densidad de acero dulce, esto es medio metro cúbico, por lo que la imagen que describe es imposible.

Por supuesto la foto es absolutamente real. ¡Conozco a un tipo que conoce a un tipo que dice que conoció al tipo de enfrente!

3) Suponga que la bola de demolición es acero dulce sólido con una densidad de 7,85 g/cm3.

Ahí es donde te equivocaste. El ángulo de la línea y la ecuación de arrastre nos permiten determinar la masa de la pelota, dada una velocidad conocida. La bola presenta un área frontal de 11,6 m2, que a 80 m/s, una estimación alta de la velocidad del helicóptero con una carga externa, generaría ~18 kN de arrastre. Llámalo 20 con los picos.

El cable tiene un ángulo de 35 grados con respecto a la vertical, lo que significa que la fuerza horizontal en la línea es aproximadamente 0,7 veces la fuerza vertical. Eso indica que la fuerza vertical es de aproximadamente 28,5 kN y, por lo tanto, la pelota pesa ~2800 kg.

Esto da como resultado una fuerza sobre el gancho de unos 42 kN. Por lo tanto, la carga está dentro de las capacidades del UH-60, y la densidad de la bola con un volumen de 240 m ^ 3 es de solo 11,65 kg/m ^ 3. Sin embargo, sigue siendo un gran impacto incluso con los tipos de espuma disponibles en estas densidades.

Para que una bola de acero sólido (Fv~=20 MN) se desvíe tanto, el "helicóptero" tendría que estar haciendo algo en el rango de 3000 m/s, dependiendo del número de Reynolds exacto de la bola.

De hecho, el combo de helicóptero/bola de demolición existe y hace un trabajo útil, mira este video .

La película muestra cómo la Administración de Carreteras Públicas de Noruega eliminó posibles escombros de desprendimientos de rocas antes de establecer una valla adicional de barrera contra desprendimientos de rocas.

Primero rompen el acantilado con una bola de demolición, luego arrojan agua sobre la misma área usando un balde de agua .

Si la pelota está vacía por dentro, probablemente se pueda hacer incluso más grande que el helicóptero. ZMC-2 era un globo de metal, lo suficientemente ligero como para volar por sí solo. Incluso tiene algunos timones que se asemejan a los picos de la bola de la foto. Probablemente sea posible ajustar la elevación del globo ligeramente por debajo de su peso, de modo que un helicóptero pueda "levantarlo".

ZMC-2 estaba hecho de Alclad , la aleación de aluminio.

Incluso si la bola de demolición está dentro de la capacidad de carga útil del helicóptero, seguirá existiendo un problema.

El gran problema con cualquier carga de eslinga es la oscilación. Una carga que se balancea a través de un arco ejerce una carga sobre el helicóptero que lo saca de la horizontal. Si el ángulo de giro es lo suficientemente grande, perderá suficiente sustentación para perder el control y estrellarse. Por eso, los pilotos tienen cuidado de mantener la carga en una posición estable.

Una bola de demolición es la antítesis de esto: solo funciona cuando se balancea. Entonces, en lugar de las 9000 lb mencionadas anteriormente para la carga máxima, la pelota debe ser mucho más liviana para asegurarse de que pueda seguir volando cuando la pelota se balancea.

Como comenta Therac, la pelota tiene una masa manejable. Ahora, en cuanto a la preocupación por la velocidad, esos cálculos asumen un vuelo estático hacia adelante, y es probable que esta pelota se balancee por todas partes. Eso podría explicar la holgura en las líneas.

En cuanto a la estabilización, podemos seguir el ejemplo de las otras personas que controlan las cargas oscilantes desde lo alto : aquellos que cargan/descargan buques portacontenedores, dejando caer el contenedor directamente sobre los pasadores del contenedor inferior o el camión o tren de transporte. Su regla es simple: manténgase siempre por encima de la carga. Si está en la posición X y está en la posición Y, X - Y se convierte en un nuevo impulso para hacerlo girar. No quieres hacer eso excepto cancelar el swing existente, e incluso entonces tienes que estar "en fase" (o para ser más precisos, no).

Por supuesto, en el negocio de la bola de demolición, querrás balancearla. Pero se necesitaría una gestión cuidadosa (¡especialmente después del ataque!) para asegurarse de que el cable no sacudiera el helicóptero en direcciones inesperadas y causara una alteración aerodinámica o arrojara escombros al helicóptero. Incluso el polvo que ingresa repetidamente a la turbina podría ser un problema.

Por supuesto que está editado con Photoshop, pero creo que esto pretende representar una mina, no una bola de demolición.

Según wikipedia, "las minas flotantes suelen tener una masa de alrededor de 200 kg, incluidos 80 kg de explosivos"; consulte https://en.wikipedia.org/wiki/Naval_mine . Eso está dentro de la capacidad de carga de un Blackhawk.

La imagen es falsa. No se conocen cargas de eslinga para el UH-60 que correspondan a la imagen que se muestra.