¿Sería posible que un avión remolque a otro?

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Sí, debería ser posible que un avión comercial remolcara a otro avión comercial. En la Segunda Guerra Mundial, los planeadores con paracaidistas a bordo fueron remolcados a sus zonas de lanzamiento, la tecnología ha existido por un tiempo.

Otra historia interesante se puede encontrar en este enlace , sobre el capt. Robbie Risner usando su F-86 Sabre para empujar el F-86 de su compañero de ala al espacio aéreo amigo durante la guerra de Corea. Un avión de combate empujando a otro avión de combate.

Risner le dijo a Logan que apagara su motor, ahora casi sin combustible. Luego, insertó suavemente el borde superior de la entrada de aire en el tubo de escape del F-86 de Logan.... Milagrosamente, Risner empujó el F-86 de Joe Logan hasta Cho Do, manteniendo una velocidad aerodinámica de 190 nudos y suficiente altitud para quedarse. fuera del alcance de las armas automáticas.

De hecho, un avión de pasajeros que tira de otro requeriría una preparación estructural. La intersección ala/cuerpo es el punto fuerte del avión, dimensionado para absorber las fuerzas de los motores a reacción que ahora serán proporcionadas por las cuerdas de remolque. Si las cuerdas de remolque están conectadas en este punto, se producirán momentos de cabeceo tanto en el avión remolcado (nariz arriba) como en el remolcador (nariz abajo), que recibe una corrección automática de compensación para el empuje del motor.

Problemas a abordar:

1. Estabilidad del remolque. El avión remolcado deberá lidiar con problemas de interferencia y estabilidad, y deberá tener encendidos sus controles de vuelo. El B737 tiene modos de respaldo manual (muy pesados) para los elevadores y alerones, los controles de vuelo secundarios requieren alimentación eléctrica/hidráulica. Desde la APU o desde un RAT (que el B737 no tiene ). Las baterías proporcionan 60 minutos de energía de respaldo, pero los controles de vuelo motorizados son esenciales.

   La estabilidad longitudinal debería estar bien, ya que el avión está construido para soportar el empuje de los motores turboventiladores. La estabilidad direccional debe mejorarse pasando la cuerda de remolque a través de un soporte fijado en la estructura de la rueda del nodo. La cuerda no siempre tirará en línea recta como lo hacen los motores, y este grado de libertad debe eliminarse tanto como sea posible.

   

2. Estela turbulenta . El avión remolcado deberá evadir la estela turbulenta del avión remolcador, como se muestra arriba . Entonces, el avión remolcado puede despegar primero y permanecer por encima del campo de vórtice, o volar por debajo del campo de estela como en este video . Como @Neil_UK menciona en un comentario:

   La estela turbulenta no es tanto un problema como una característica para el remolque de un velero. Una vez que sea razonablemente competente en los lanzamientos de remolque directos, el siguiente ejercicio es 'encajar el remolcador', es decir, volar dentro, debajo, sobre, a la izquierda y a la derecha de la estela turbulenta del remolcador. – Neil_ES

   Y sobre la fuerza del campo de estela, del sitio de la FAA

   El peso, la velocidad, la envergadura y la forma del ala del avión generador rigen la fuerza del vórtice. Las características de vórtice de cualquier avión dado también se pueden cambiar mediante la extensión de flaps u otros dispositivos de configuración de alas. Sin embargo, la fuerza del vórtice de una aeronave aumenta proporcionalmente al aumento del peso operativo oa la disminución de la velocidad de la aeronave. Dado que la turbulencia de una configuración de aeronave "sucia" acelera el decaimiento de la estela, la mayor fuerza del vórtice se produce cuando la aeronave generadora es PESADA, LIMPIA y LENTA.

   Entonces, el avión remolcador puede reducir el vórtice de estela eliminando la carga útil, extendiendo sus flaps y acelerando hasta la velocidad máxima de ascenso (punto 3 a continuación)

3. Alcance óptimo . El avión de remolque necesita proporcionar empuje para superar el arrastre de dos aviones. El avión remolcado tiene sus propias alas y proporciona su propia sustentación, por lo que solo tendremos que considerar una mayor resistencia en el avión remolcador.

   En la ecuación de rango de Breguet $\frac{V}{sfc} \cdot \frac{L}{D} \cdot log \frac{W_i}{W_f}$la combinación de avión remolcado/remolcador tiene el doble de arrastre D, y la velocidad correspondiente para el alcance máximo será menor que para un solo avión.

Una cosa está clara: se puede hacer, porque ya se ha demostrado: el proyecto Eclipse mencionado en el comentario de @ErinAnne, un Starlifter remolcando un Delta Dart en una cuerda de 1000 pies. Este informe menciona cómo se construyó el punto de conexión del Dart en el morro, cómo se llevó a cabo con éxito el remolque (el piloto del Dart quitó las manos de los controles) y cómo la turbulencia de la estela introdujo cierta inestabilidad, así que manténgase por debajo o por encima del campo de estela.

Aquí hay una toma rápida que intentaré convertir en una respuesta mejor, más estilo XKCD con el tiempo:

Creo que es posible, pero se requiere planificación.

Intentar hacer esto con aviones totalmente cargados no es una buena idea; es más probable que tenga éxito con combustible reducido (quizás sin combustible en el avión remolcado) y carga.

Esto le brinda un exceso de empuje disponible en el plano de remolque, y cada libra menos de elevación ahorra una fracción de libra en la fuerza de remolque (estoy teniendo problemas para encontrar números específicos de 737 en este momento, pero las relaciones de elevación / arrastre de 15 a 20 no son t poco común para un avión comercial y cambiaría entre los miembros de la familia 737).

El avión de remolque tendrá que generar tanto el empuje que necesita como el empuje que necesitaría el avión remolcado, más algo adicional debido a que la brida de remolque no está perfectamente recta y tensa. Específicamente para los 737, esto se vuelve un poco dudoso solo en función de la relación entre el peso máximo de despegue (MTOW) y el peso vacío; No veo ningún modelo del 737 con esa relación tan alta como 2.0. Tal vez necesite reducir el peso de la aeronave remolcada incluso más que "vacío" (es decir, quitando los motores).

Hay muchas razones para creer que el avión remolcado podría estar equipado de tal manera que reciba la fuerza, porque los pilones del motor y las cajas de las alas ya tienen que resistir esa fuerza y ​​más. Presumiblemente, estaremos remolcando a velocidades más lentas que la velocidad de crucero para obtener menos arrastre general y mejores relaciones de elevación/arrastre. Aparejar el avión remolcador puede ser más complicado; Mi primera suposición sería conectar cables a la caja del ala en las raíces del ala, pero eso es una suposición.

Ayudará si la aeronave remolcada puede permanecer bajo control para mantener una buena actitud de seguimiento, usar controles de elevación adicionales como slats y flaps durante las fases apropiadas del vuelo, retraer y extender el tren de aterrizaje, etc. No me queda claro en este momento. tiempo si un 737 remolcado tendría que tener un motor en marcha para hacerlo, o si una APU sería suficiente, o si los modelos más nuevos (u otras aeronaves como un 787) pudieran ejecutar sus controles completamente desde una conexión eléctrica desde la aeronave remolcadora (que podría terminar siendo una de las cosas más costosas de diseñar en toda esta propuesta).

Todavía no veo ninguna razón para creer que las pistas particularmente largas deberían ser necesarias. Aunque es probable que un combo 737+737 no pueda operar desde todas las pistas, lo haría un solo 737, parte del objetivo de las pistas largas es poder abortar los despegues en tierra y supondremos que entre los controles operativos que tiene la aeronave remolcada, tiene frenos que funcionan.

Seguramente es posible en teoría, pero no tanto en la práctica, al menos no sin una ingeniería personalizada seria.

Un gran problema será encontrar un punto lo suficientemente fuerte como para conectar el cable de remolque en ambos aviones. Los aviones que están hechos para remolcar / ser remolcados tienen puntos fuertes especiales.

Tampoco olvides que al remolcar, el avión remolcado suele soltarse y aterriza por sí solo. Esto significa que también necesitará un sistema de liberación por cable y el avión remolcado deberá tener todo lo necesario para el vuelo y el aterrizaje autónomos.

Y como alguien comentó en los comentarios, la estela turbulenta va a ser extremadamente, probablemente prohibitivamente mala. Ya es un problema para aviones remolcadores mucho más pequeños al lanzar planeadores. Sin embargo, si el cable es lo suficientemente largo, debería ser posible volar ligeramente por encima o por debajo de las peores turbulencias manteniendo el ángulo de arrastre cercano a cero.

El remolque se utiliza mucho para el lanzamiento de planeadores y algunas alas más pesadas de ala delta.