¿Puede un avión en caída libre sin velocidad horizontal (o velocidad horizontal mínima) ponerse en marcha y volar a un lugar seguro?

Inspirado en este gif de Grand Theft Auto , un avión con los motores inicialmente en ralentí se deja caer desde una gran altura (como desde lo alto de un edificio) sin velocidad horizontal o con una velocidad horizontal mínima. ¿Puede acelerar con éxito y volar a un lugar seguro? ¿Qué tal para

  1. Un avión de ala fija, y
  2. Un helicóptero
@Federico 1. Solo dos. 2. Entiendo que los juegos y las películas no son necesariamente realistas, pero a veces son plausibles.
@Pondlife Gracias. Eliminaré la primera pregunta ya que parece ser "sí".
@isanae ¡Pero acabo de responder la pregunta 1!
Imposible para un helicóptero. La rotación automática solo se puede ingresar con RPM ya presentes. Las palas simplemente se doblarían cuando el helicóptero cayera y el motor no podría superar la resistencia para volver a la velocidad de vuelo (y en la mayoría de los helicópteros, de todos modos, se doblarían más allá de su uso).
Restituiré la primera pregunta ya que @Landak la incluyó en su respuesta. Tampoco es un duplicado exacto.
Esto no es un duplicado exacto de la pregunta mencionada. ¡Lo estoy reformulando para que sea más legible, de modo que las diferencias con la pregunta mencionada puedan verse claramente!
@VictorJuliet Gracias. No sabía cómo formular la pregunta de otra manera y me sorprendió ver que esto estaba marcado como un engaño, ya que 1) no se mencionaban los helicópteros y 2) se trata de la caída de un avión estacionario. Pero no sé nada sobre aviones, así que no discutí.
Lo he reformulado una vez más. Ojalá esto sea mejor.
Tenga en cuenta que la respuesta a esta pregunta dependerá en gran medida de la altura desde la que se deje caer el avión. Desde 50 pies, probablemente no en casi ningún tipo de avión de ala fija. A partir de 5.000 pies, la situación es muy diferente. Desde esa altura, podría volar la mayoría de los aviones ligeros unas pocas millas y aterrizar de manera segura, incluso si no se molestara en encender los motores. En cuanto a la imagen del gif, supongo que, como mínimo, las alas se habrían separado en esa maniobra.
Creo que la cuestión del avión ya se ha resuelto ("sí, si es lo suficientemente alto"). Todavía estoy esperando más información sobre helicópteros. Los comentarios parecen contradecir la respuesta.

Respuestas (4)

Obviamente, ambas situaciones están lejos de ocurrir. Como resultado, lo siguiente es solo especulación ociosa (¡pero con suerte informada!): ¡No recomiendo experimentos!

  1. Voy a ser un poco descarado al responder esta pregunta: usted ha preguntado si es posible que "un avión de ala fija [...] acelere los motores y despegue". Contestaré “ Sí , pero depende del avión”. Para el avión de ala fija que suelo volar, un planeador K-21 , poner los motores al día es pan comido: funciona con la gravedad (y esencialmente se mantiene en el aire gracias al sol). Lo que importa aquí es la velocidad de pérdidade la aeronave en cuestión, y qué tan rápido el piloto podría recuperarse del 'malestar' de ser pateado desde lo alto de un edificio alto y aterrizar en algún lugar sensato (lo que solo puede suceder de manera realista una vez que la aeronave no está en pérdida). Si el flujo de aire relativo sobre las alas del K21 es de unos 35 nudos (40 mph, 65 kph) o más, generan suficiente sustentación para mantenerlo en el aire (y avanzar unos 30 m por cada metro hacia abajo).

Si asumimos que eres un cuerpo en caída libre, Newton (en forma de v = tu + a t ) dice que tardarás unos 1,8 segundos en alcanzar esa velocidad y te caerás ( v 2 = tu 2 + 2 a s ) unos 16 metros durante ese tiempo.

Por supuesto, estará apuntando hacia el suelo, acelerando y necesitando hacer algo al respecto, lo que llevará tiempo y, lo que es más importante, distancia. Pero, en el gran esquema de rascacielos, montañas y acantilados, 16,2 m no es tan alto. Incidentalmente, por esta razón, el lanzamiento de bungee es un método tradicional para hacer que los planeadores despeguen en partes del mundo con grandes colinas: un equipo de corredores que usan bandas elásticas gloriosas disparan a valientes pilotos hacia el azul allá, como se ilustra en la imagen a continuación (en la parte superior). Mynd largo).

Bungee lanzó planeador en Long Mynd, Reino Unido

Entonces, dado que una colina tiene la altura suficiente para que un planeador despegue, posiblemente durante unas pocas horas en un buen día, estoy razonablemente seguro de que algo como el Centro John Hancock brindaría tiempo más que suficiente para que un piloto se recupere de una actitud extraña, dar un salto hacia adelante para hacer una picada con la nariz hacia abajo, recuperarse suavemente de ella y volar lejos (del gran edificio detrás de él).

El gif al que se vinculó presentaba lo que se parecía mucho a un pequeño jet privado. Me refiero a los demás en este sitio con mucha más experiencia en turboventiladores que yo, pero solo diré esto: dada una hora que pasé en un simulador 777, pasaron veinte minutos yendo de "frío y oscuro" a retroceso, Sospecho que te resultaría mucho más difícil hacerlo. Por supuesto, los arranques rápidos del motor son posibles en algunas aeronaves. Depende mucho de las circunstancias exactas que esté preguntando (y los aviones de pasajeros no suelen estar diseñados para vuelos invertidos, por ejemplo).

  1. Según todos los informes, esta situación probablemente no será muy recuperable. Si las palas están estacionarias cuando la aeronave comienza a caer, se detendrán por completo, lo que provocará una pérdida de RPM del rotor baja que, dependiendo de la marca del helicóptero, puede no ser "recuperable" (p. ej., incluso con un motor en funcionamiento, Los helicópteros Robinson generalmente no se pueden recuperar de una pérdida de RPM del rotor muy baja). La autorrotación es el movimiento impulsado del rotor por el aire que cae a través de él, pero, como se señaló, las palas completamente detenidas en cualquier ángulo no generarán mucho par (o sustentación) y, por lo tanto, no podrán detener la velocidad de descenso del rotor. caída de aviones. Supongo que la única excepción sería un fuselaje que pudiera proporcionar sustentación por otros medios, como el V-22 Osprey .
La "marca" de helicóptero no importa. Para cualquier helicóptero convencional que requiera que el rotor gire para generar sustentación, se estrellará contra el suelo. Supongamos que puede evitar que las aspas se doblen hacia arriba y supongamos que de alguna manera tiene suerte y la nave permanece en posición vertical. El flujo de aire ahora es completamente hacia arriba a través del disco e incluso con el colectivo completo aplicado, el AoA será algo mayor a 90 grados. Incluso con un cabeceo ligeramente negativo, que algunos helicópteros pueden adoptar, el AoA nunca será recuperable.
... ya que no tienes forma de ajustar la actitud.
La autorrotación en realidad puede hacer girar un rotor como lo demuestran los autogiros. Solo requiere un flujo horizontal a través del rotor, no vertical, por lo que el helicóptero tendría que apuntar con la nariz hacia abajo durante la caída. Sin embargo, a diferencia de los aviones de ala fija, carece de superficies de control que puedan garantizar esa actitud.
En los aviones que he volado (un turbohélice de un solo motor y un turboventilador doble), ambos tardaron 20 segundos o más desde el comienzo de la secuencia de arranque en el aire hasta la disponibilidad de energía (por supuesto, si los motores están al ralentí como en la pregunta , entonces solo necesitaría la velocidad del aire para levantarse y luego levantarse y agregar potencia
@SSumner ¿Solo has volado turbinas? ¿No aprendiste en un pistón? En cualquier caso, puede obtener potencia mucho más rápido que en un pistón. Como, menos de 2 segundos desde que cambias el encendido a 'start' (no es que debas hacer eso, pero puedes).
@reirab: volé 12 horas en un pistón, pero no recuerdo nada de eso, y no creo que hayamos aprendido los procedimientos de arranque aéreo. Bueno saber
@SSumner Ah, interesante. Solo por curiosidad, ¿fue entrenamiento de vuelo militar o civil?
@reirab - militar
Además, los aviones están diseñados para inclinarse hacia adelante a velocidades lentas, por lo que la velocidad aerodinámica cero significa que el morro se dirige hacia abajo muy rápido.
También puede tener lugar un efecto similar cuando entra en pérdida un avión a 0 nudos en el aire. Simplemente colgaría allí por un segundo y luego caería. A medida que cae, gana velocidad y, si hay suficiente altitud, puede volar/planear normalmente.

A diferencia de un RC o una semilla de arce, la recuperación del rotor de cero RPM no es posible en un helicóptero porque la "región de conducción" del sistema de rotor no puede producir suficiente rotación para generar sustentación en la "región impulsada".

De hecho, una vez que las RPM del rotor de un helicóptero se reducen por debajo del 80%, deja de volar.

He votado a favor de su respuesta, pero como parece confirmar una más antigua con más detalles, la he aceptado. Gracias por tomarse el tiempo para escribir esto.
La respuesta de "total pérdida" de Landak es simplemente incorrecta.
¿Puedes elaborar? No entiendo la diferencia entre lo que ambos están diciendo.
Los que no son pilotos tienen dificultades para entender lo que significa "bloqueo", e incluso los pilotos de ala fija no entienden que el rotor de mi ala se detiene.

Los autos de parada de pala se pueden hacer con modelos de helicópteros, lo que demuestra que es teóricamente posible. Hay algunas diferencias en el diseño del rotor de un modelo de helicóptero que lo hacen más probable, pero aquí hay un video que lo muestra.

En 1:55, las palas se ralentizan hasta el punto en que ya no giran y el helicóptero cae como un pato disparado, hasta que el operador reduce el cabeceo lo suficiente como para que vuelvan a girar, sin energía.

Probablemente no puedas soportar físicamente el estrés, pero creo que es técnicamente posible.

Los modelos pueden hacer muchas cosas que los aviones a gran escala no pueden, porque la escala no funciona de forma lineal. En este caso, sospecho que la diferencia es que el modelo de rotor tiene un momento de inercia relativamente menor en comparación con las fuerzas aerodinámicas que una nave a gran escala.
No realmente. Las principales diferencias entre el modelo y la mecánica del rotor de tamaño completo son que el modelo tiene mucho más movimiento de paso de pala (la mayoría de los modelos como el que se muestra en la imagen tienen un rango de ángulo de pala cercano a los 12 grados más y menos), y la cabeza del rotor en el modelo es mucho más rígida (lo que da como resultado un vuelo menos estable y menos cómodo, pero permite un mayor control). Ambas cosas hacen que sea más fácil lograr el vuelo desde una caída, pero sigo pensando que es teóricamente posible. Dudo que alguien lo intente alguna vez con un helicóptero funcional.

En un avión de ala fija, esta es una maniobra acrobática común llamada deslizamiento de cola . Muchos aviones pueden realizar esta maniobra de manera segura, y si buscas en Google, puedes encontrar videos fácilmente.

¿Puede un avión en caída libre sin velocidad horizontal (o velocidad horizontal mínima) ponerse en marcha y volar a un lugar seguro?
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