¿Qué sucede cuando todos los pasajeros saltan a la vez?

Como experimento mental, imagine un avión con un mínimo de combustible/electrodomésticos a bordo con cientos de pasajeros pesados ​​que constituyen, digamos, el 10 % del peso del avión.

Ahora imagine que tienen una forma de sincronizar un salto en el que temporalmente durante 0,5 s están en el aire en relación con el avión.

(NOTA: si la idea de tantos pasajeros pesados ​​le molesta, suponga que se trata de un portaequipajes con "artilugios" accionados por resorte que tienen la capacidad de programarse para "saltar" a la vez).

Preguntas:

  1. ¿Puede verse afectada la dinámica de vuelo debido al salto en CUALQUIER fase del vuelo?

  2. ¿Qué % del peso típico del avión (carga/pasajeros) es la carga real (excluyendo el combustible)?

  3. ¿Importa la ubicación de la carga "saltante"? Cola vs. Cabina

  4. ¿Qué sucede si todos los pasajeros/carga saltan repentinamente a la sección de cola o cabina?

¡Todo el mundo salta!

Supongo que nada ya que los pasajeros tendrían el mismo impulso del avión..
Estoy seguro de que a MythBusters le gustaría probar eso.
... ¿Todos se golpean la cabeza con el techo de la cabina y aprenden que la sección de pasajeros de la mayoría de los aviones no es realmente tan grande por dentro? (¿Qué? Mido 6'2 - ¡Ni siquiera puedo pararme en algunos aviones!)

Respuestas (1)

Asumiré que la condición inicial es un vuelo nivelado.

  1. si. momentáneamente no se cumpliría la suposición de "cuerpo rígido". Además, durante esos 0,5 s la aeronave no estaría en contacto con el 10 % del peso, suponiendo un empuje y una velocidad constantes, tendría un 10 % más de sustentación que de peso, haciendo que la aeronave se eleve un poco antes de volver a descender cuando todos los pasajeros aterricen. otra vez. La velocidad no se vería muy afectada, ya que la resistencia se mantendría sin cambios (sin cambios externos en la forma o grandes variaciones de actitud)

  2. la diferencia entre el peso sin combustible (ZFW) y el peso operativo en seco (DOW) es probablemente lo que está buscando. Airbus lo define como la "carga de tráfico total". Si desea agregar el catering, el equipo de cabina y la tripulación, tome la diferencia entre el ZFW y el peso vacío del fabricante (MEW). Como porcentaje, puede variar mucho según la clase de aeronave (la clase 23 tiene mucho menos espacio para carga/pasajeros que la clase 25, por ejemplo)

  3. si. Piense en una viga en equilibrio sobre un pivote ubicado a la mitad de su longitud: si empuja justo encima del pivote, la viga no girará, cualquier otra ubicación hará que gire y se dé la vuelta. Esto no significa que la aeronave pueda volcarse, ya que el rayo es un sistema descontrolado e inestable, mientras que la aeronave está controlada, pero es una comparación que puede ayudar a visualizar el efecto.

  4. Lo definiría más como un cambio que como un salto. Este es un escenario totalmente diferente: el centro de gravedad al final de este "salto" estaría en una ubicación totalmente diferente al inicio del experimento, algo que en cambio no sucedía en los escenarios anteriores. Al cambiar la ubicación del centro de gravedad, es probable que exceda los límites de posición especificados y haga que el avión se vuelva incontrolable, que se incline hacia arriba o hacia abajo (dependiendo de si mueve a los pasajeros hacia atrás o hacia adelante) y que entre en pérdida o en picada. En aviones grandes, obviamente, no es fácil lograr un escenario tan inseguro, ya que la carga suele ser mucho más pesada que los pasajeros, lo que limita la extensión del cambio de CG.

Creo que esto está mal. Imagina que tienes un solo pasajero, con masa 1Kg. Cuando este pasajero salta, ejerce una fuerza hacia abajo sobre el piso de la cabina que es mayor que la aceleración debida a la gravedad. Debe ser para que salten. Suponiendo que todo sea rígido, la aeronave experimentaría una fuerza descendente anulada exactamente por la fuerza ascendente experimentada debido a la reducción temporal de peso. Olvidando el consumo de combustible, la masa del sistema general no cambia. Si pudieras medirlo, creo que verías abajo, arriba, abajo.
@Simon, podría ser. No creo que el efecto neto total, instante a instante, sea completamente cero, lo más probable es que haya algunos movimientos hacia arriba y hacia abajo (por ejemplo, la aceleración hacia abajo que menciona ganaría al principio, haciendo que el avión se mueva ligeramente hacia abajo) Si puede resuelve las ecuaciones, por favor haz tu respuesta, sería interesante.
@Federico, no supongamos SOLO vuelo nivelado. Subiendo y bajando también. Originalmente me inspiré en el accidente relativamente reciente de un 747 que se estrelló debido a un cambio de carga durante el despegue que lo detuvo contra el suelo.
El cambio de carga de @KORD4me es un problema totalmente diferente: tiene el CG que se mueve y no vuelve a su posición inicial.
@Federico, eso es lo que traté de insinuar con mi tercera subpregunta. Suponiendo que todos los pasajeros estuvieran en la cola o en la cabina, si eso cambiaría o afectaría los resultados intermedios. De acuerdo en que el cambio es ligeramente diferente, podría ampliar la pregunta.
La respuesta de @KORD4me se amplió, pero tengo la impresión de que ese accidente específico podría merecer una pregunta/discusión por separado
Observe también el accidente de Filair de 2010 ocurrido en Bandundu, República Democrática del Congo, donde un pasajero llevó a bordo un cocodrilo escondido en una bolsa de deporte. El cocodrilo escapó, causando pánico entre los pasajeros que corrieron hacia un extremo del avión. Esto provocó un desequilibrio en la aeronave que provocó la pérdida de control y un accidente. planecrashinfo.com/unusual.htm
@Subraya que un L-410 Turbolet no es propiamente un "avión grande", por lo que se ajusta al comportamiento descrito en mi respuesta
@ quien votó negativamente: ¿le importaría explicarlo, por favor?
Toda la respuesta es una tontería; el peso del avión incluye el aire y cualquier cosa suspendida en el aire; no cambia en ningún momento.
@RussellBorogove sí, para acelerar algo hacia arriba, debe usar una fuerza dirigida hacia arriba (Newton). Esta fuerza se suma a la gravedad que cambia el peso percibido muy levemente durante una fracción de segundo.
@RussellBorogove plus, un objeto suspendido en el aire en vuelo libre (como un pasajero después de un salto) no interactúa con la estructura del avión y las alas no tienen que soportar su peso durante ese tiempo.
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