El aterrizaje en el agua va a presentar una serie de problemas y complicaciones. Puede hacerlo de dos maneras con un avión: a través de pontones como un hidroavión o mediante un casco especialmente diseñado como un hidroavión. Los pontones flotantes van a introducir una gran cantidad de resistencia (y mucho uso de combustible asociado) porque no serán 100% retráctiles pase lo que pase. Un casco tipo hidroavión también presentará algunos compromisos aerodinámicos debido a la necesidad de moldear el casco para manejar cargas hidrodinámicas a velocidades de aterrizaje y ser estable en el agua. Además de esto, habrá que hacer el casco más fuerte, y se van a sumar costes en cuestiones como la protección contra la corrosión, el tratamiento de la ingestión de agua en los motores, etc.

En general, no ahorraría nada utilizar el aterrizaje en el agua con este concepto... EXCEPTO que existe un uso potencial para esto.

Hay un efecto aerodinámico conocido de volar a baja altura sobre el océano. El aire es más denso, la sustentación aumenta y un avión necesita gastar menos combustible y requiere menos superficies aerodinámicas para permanecer en el aire. Este "efecto suelo" ha sido explotado con algunos diseños interesantes como el proyecto ruso Ekranoplan. Boeing tuvo un concepto hace unos años para construir un hidroavión de transporte de carga masiva diseñado para aprovechar el "efecto suelo" para reducir radicalmente el costo de la carga aérea.

Si está utilizando el efecto suelo durante la mayor parte de su viaje, entonces los costos de un casco de "barco volador" en términos de resistencia a la intemperie y a la corrosión, estructura y compromisos aerodinámicos bien valen la pena. Tal avión definitivamente podría aprovechar una tecnología de "despegue asistido" basada en tierra de un tipo u otro. Si estos se combinaron; el costo del transporte aéreo podría reducirse RADICALMENTE.

Una advertencia: siempre es muy complicado diseñar algo para poder operar en dos entornos diferentes (aire y agua) Y los aviones que navegan por el océano siempre han estado muy sujetos al mal tiempo en el mar, lo que les causa grandes problemas.

Vehículos de efecto suelo

Despegue asistido: definitivamente no es realista .

Un avión grande utiliza la mayor cantidad de empuje durante estos escenarios:

1. Quitarse
2. Subiendo a altitud de crucero
3. Motor y al aire (es decir, abortar un aterrizaje)

Con potencia de motor reducida:

1. Es posible que a la aeronave no le quede suficiente potencia para mantener la altitud (y mucho menos ascender) en caso de que falle el motor durante el despegue.
2. En vuelos de largo alcance, la aeronave se ve obligada a permanecer a baja altitud debido a la potencia insuficiente del motor para subir más alto, donde la eficiencia del combustible se ve afectada.
3. Es posible que los pilotos no puedan abortar un aterrizaje en una situación urgente, por ejemplo, otra aeronave ingresa accidentalmente a la pista.

Aterrizaje en el agua: posible, pero peor opción que aterrizar en tierra

El tamaño de los pontones es más grande que las ruedas. Por lo tanto, incluso si es completamente retráctil, ocuparía más espacio. Además, la aeronave experimenta una desaceleración más fuerte cuando aterriza en una masa de agua. Por lo tanto, sería necesario reforzar el fuselaje.

Sin embargo, la idea del "efecto suelo sobre el agua" es plausible, ya que resuelve todos los problemas anteriores:

1. En caso de que falle el motor, estarás a solo unos pies sobre el agua.
2. No hay necesidad de subir a 30,000 pies para navegar.
3. No hay aterrizaje, por lo que tampoco es necesario dar la vuelta.

Terminaría con un gran "avión" flotante con una capacidad de carga mayor que la de un carguero aéreo típico, pero menor que la de un buque portacontenedores, con una velocidad terrestre entre las dos. Por lo tanto, puede dirigirse al mercado en el que el transporte aéreo es demasiado costoso pero el transporte marítimo es demasiado lento.

Si y si

Antecedentes

La atmósfera cambia de propiedades con la altitud. Este cambio en las propiedades se denomina tasa de caída.

Tasa de lapso de atmósfera

Diferentes tipos de motores de turbina funcionan mejor en diferentes regímenes de altitud. Los motores turboventiladores obtienen una mejor eficiencia de combustible que los turborreactores de potencia nominal similar.

Este cambio en el rendimiento del motor con altitudes ( confusamente ) también se llama tasa de caída:

Engine Lapse Rate
Este gráfico complicado muestra una disminución del empuje del motor a medida que aumenta la altitud.

Debido a que el rendimiento relativo del motor cambia con la altitud, las aeronaves con diferentes tipos de motores deben diseñarse con diferentes especificaciones.

Para aeronaves con turborreactores (sin ventilador, solo compresor), la restricción de diseño es el empuje del motor necesario durante el despegue. Un motor turborreactor diseñado para ser suficiente para el despegue de la aeronave tiene un exceso de empuje disponible cuando vuela a altitud de crucero.

Para aeronaves con motores turboventiladores de derivación alta (la mayor parte del aire no se quema), la restricción de diseño es el empuje del motor necesario en un crucero a gran altitud. Un motor turboventilador diseñado para esta restricción de diseño tiene mucho exceso de potencia a bajas altitudes y despegue.

Casi todos los aviones de las líneas aéreas actuales ahora usan motores turbofan de alta relación de derivación. Los pilotos suelen utilizar mucha más potencia de estos motores de la que se requiere estrictamente para el despegue, de modo que puedan despejar el espacio aéreo abarrotado y peligroso alrededor del aeropuerto.

Así que sospecho que el uso del sistema de despegue asistido no mejoraría mucho la eficiencia.

Despegue asistido

Sin embargo, no preguntó si la idea era mejor que el sistema actual, preguntó si era realista.

Sí, es realista. La USAF experimentó con JATO (Jet Assisted Take Off) y RATO (Rocket Assisted Take Off) para aeronaves durante muchos años. La idea original era alejar a los bombarderos estadounidenses de sus bases aéreas antes de que las armas nucleares soviéticas destruyeran la base y los bombarderos lentos. La USAF también experimentó con ellos para otros usos, pero nunca fueron ampliamente utilizados.

Este es un ejemplo de esta tecnología en uso actual para ayudar a las embarcaciones de carga que intentan despegar de la Antártida.

Aterrizaje de agua

Durante la Segunda Guerra Mundial, los aviones capaces de aterrizar en el mar fueron utilizados ampliamente en todo el mundo por todos los beligerantes. La capacidad de realizar aterrizajes en el agua fue extremadamente útil para volar hacia y desde regiones con pocas o ninguna instalación de aeronaves. El avión solo necesitaba algo de combustible y un tramo abierto de agua para estar operativo.

En la era actual, la mayoría de las regiones del mundo tienen suficiente infraestructura de aviación para no necesitar esta capacidad. Sin embargo, aún se pueden ver hidroaviones en uso en áreas silvestres como Siberia y Alaska, que no cuentan con una infraestructura de aviación generalizada.

Sí, construir y usar un avión capaz de aterrizar en el agua es realista.

Sí, ya se usó mucho.

El sistema probablemente no sea muy práctico para aviones grandes. Sin embargo, en el período de entreguerras, los grandes buques de guerra necesitaban desesperadamente aeronaves para fines de reconocimiento/control de fuego. Pero los helicópteros estaban por inventarse, y las cubiertas estaban ocupadas por los grandes cañones.

Entonces usaron catapultas para lanzar pequeños hidroaviones, que aterrizaron en el agua y fueron recuperados por grúas:

https://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_catapult#/media/File:HMS_Bermuda_aircraft.jpg

Muchos cruceros y acorazados utilizaron este método, incluidas unidades legendarias como Yamato, Missouri o Bismarck.

Pero los ahorros se manifestaron en el barco (más lugar para las armas) y no en los aviones, cuyo desempeño generalmente era inferior al de los portaaviones y los aviones con base en tierra.

• Despegue asistido: no lo sé. Depende de cuánto combustible se ahorre haciendo que el avión sea acelerado a velocidades de despegue por un dispositivo externo en lugar de usar los motores del avión. Los motores no se pueden hacer menos potentes que los de un avión normal, porque aún desea que el avión pueda permanecer en el aire si un motor falla inmediatamente después del despegue.

• Aterrizaje en el agua: un hidroavión es un poco más pesado que un avión normal, y el casco en forma de bote induce un poco más de resistencia, lo que hace que el vuelo sea menos eficiente y requiera más combustible.

  La gran ventaja de los hidroaviones era que no requerían aeropuertos; por eso dominaron el transporte aéreo transoceánico entre las dos guerras mundiales. Una vez que se construyeron aeropuertos adecuados en todo el mundo, las desventajas inherentes de los hidroaviones los volvieron obsoletos para la mayoría de los casos de uso.

  Todavía hay algunos hidroaviones en servicio para usos especiales; por ejemplo, el Bombardier 415 se usa para combatir incendios forestales; su casco en forma de bote le permite aterrizar en un lago, recoger 6 toneladas de agua en muy poco tiempo, luego volar sobre el fuego y descargar el agua.

Además de lo dicho, el aterrizaje en el agua requiere una gran masa de agua accesible. Esto limita el uso de su avión a tales lugares (un poco), ya que tener un tren de aterrizaje normal y un casco de barco es algo complicado y propenso a problemas en caso de aterrizaje en el agua (si los sistemas de tren se cruzan con el casco de agua, puede tener fugas por estrés/fracturas).

Además, el aterrizaje en el agua requiere instalaciones / naves adicionales para facilitar el embarque y desembarque de la aeronave y, especialmente en cualquier emergencia, el acceso a la aeronave es limitado (por ejemplo, el fuego del motor no se puede atender tan rápido si se detiene en el medio de la aeronave). lago, en comparación con los bomberos del servicio de pista rodando a tu lado / justo después, en el momento en que tocas el suelo)