¿Un objeto de 90 kg arrojado desde un avión crearía un movimiento detectable?

Estaba leyendo la descripción de un antiguo secuestro que tiene este fragmento de información interesante:

Después del despegue, Cooper le dijo a Mucklow que se uniera al resto de la tripulación en la cabina y permaneciera allí con la puerta cerrada... Aproximadamente a las 8:00 p. .... La tripulación pronto notó un cambio subjetivo en la presión del aire, lo que indica que la puerta de popa estaba abierta. Aproximadamente a las 8:13 p. m. , la sección de cola del avión sufrió un movimiento ascendente repentino, lo suficientemente significativo como para requerir un ajuste para que el avión volviera a nivelar el vuelo. Aproximadamente a las 10:15 p. m., Scott y Rataczak aterrizaron el 727, con la escalera de popa todavía desplegada, en el aeropuerto de Reno... una búsqueda armada confirmó rápidamente que se había ido.

¿Un hombre de 90 kg saltando de las escaleras traseras de un B-727 en vuelo crearía un "momento ascendente repentino" detectable? ¿No solo uno leve sino "lo suficientemente significativo como para requerir un nuevo recorte"?

No suena como una casualidad o el producto de una imaginación vívida porque además sabemos que:

Se realizó una recreación experimental utilizando el mismo avión secuestrado por Cooper en la misma configuración de vuelo, pilotado por Scott. Los agentes del FBI, empujando un trineo de 200 libras (91 kg) fuera de la escalera de aire abierta, pudieron reproducir el movimiento ascendente de la sección de cola descrito por la tripulación de vuelo a las 8:13 p. m.

La historia completa está aquí:

https://en.wikipedia.org/wiki/D._B._Cooper

Estimo que la masa de un B-727 con combustible completo es de unos 60.000 kg. Una perturbación detectable por un cuerpo expulsado de 90 kg sonaba un poco improbable.

Pero me encantaría ver un cálculo más preciso. Supongo que el centro de gravedad y el largo brazo de palanca para la ubicación de las escaleras de popa serán importantes.

PD. Me parece mucho más plausible que el movimiento detectado se deba realmente a las fuerzas aerodinámicas en las escaleras de popa y no al efecto de la masa de 90 kg expulsada. La única razón por la que rechacé esta explicación fue que el momento parece fuera de lugar si creemos en el informe de la tripulación de vuelo:

Parece que detectaron dos eventos: un cambio de presión y luego este movimiento repentino informado. Entonces, el movimiento no parece estar correlacionado en el tiempo con el despliegue de la escalera de popa.

En el EMB-145, tenía que volver a recortar continuamente solo desde el asistente de vuelo y el carro de la cocina que se movía a lo largo de la cabina. (normalmente lo hace de forma transparente el piloto automático, pero si lo voló a mano en el crucero definitivamente lo notó).
@casey Interesante. Por otra parte, ¿el B-727 sería aproximadamente 5 veces más pesado que el EMB-145?
dependiendo del modelo, el peso máximo está en el rango de 20.000 a 25.000 kg. También vería un cambio más grande en el 727 porque el brazo de momento en las escaleras de aire de popa es grande.
Pregunta relacionada, pero no duplicada: Aviation.stackexchange.com/questions/24447/…

Respuestas (2)

No es solo el peso, también es la aerodinámica. Primero, supongamos que el avión se recortó ligeramente con la nariz (sin pasajeros), por lo tanto, se recortó ligeramente "cola hacia abajo" de todos modos

Cuando la escalera se abrió por primera vez, el flujo de aire debajo del fuselaje la habría mantenido parcialmente cerrada; no es lo suficientemente pesada por sí sola para extenderse completamente contra un viento de 100 nudos.

Luego hubo un cambio de dos partes de Cooper saliendo del avión: uno de él bajando las escaleras, empujándolo hacia el flujo de aire y actuando de manera muy similar al ascensor.

Cuando saltó, la pérdida de su peso en la parte trasera de la aeronave, junto con un presunto "empujón" contra la puerta, empujándola aún más en la corriente de aire, simultáneamente habría sacudido la cola hacia arriba y luego reducido el peso en la parte inferior. muy atrás de la cola "palanca".

90 kg no parece mucho, pero cuando está en la parte trasera de una palanca bastante larga, y cuando se combina con la escalera de aire, los resultados parecen perfectamente razonables y, de hecho, fueron probados por el FBI.

Una cola al final crea un momento de cabeceo. Por lo tanto, dejar caer ese peso crea un momento de cabeceo hacia abajo . La puerta crea un momento de inclinación hacia abajo mientras está desplegada , por lo que dejar que se cierre parcialmente de nuevo crearía un momento de inclinación hacia arriba como se describe. Pero el peso en sí no contribuye, trabaja en su contra.
Estoy hablando de la combinación de bajar las escaleras (empujar la puerta hacia la corriente de aire) y luego empujar la puerta para saltar. Empujando la cola hacia arriba momentáneamente, combinado con la pérdida general de su peso (en el transcurso de unos segundos) de la cola. El peso cambia el ajuste, la puerta simplemente ayudó empujando la cola hacia arriba momentáneamente durante un par de segundos entre que el peso estaba allí y luego desaparecía.
El peso en sí mismo es completamente intrascendente. Hacer que los paracaidistas caminen por la rampa de un C-130 es imperceptible en los controles. (Deja caer un Humvee, ¡lo notas!) Solo los efectos aerodinámicos darían una entrada de cabeceo que el piloto notaría.

Sugeriría que las escaleras de popa actuaron como una superficie de control levantando la cola. Quizás no se extiendan completamente contra la estela hasta que se aplique un peso de 90 kg hasta el final...

Yo había pensado lo mismo. Y tal vez tengas razón. Solo estaba descartando esa explicación porque la descripción hace parecer que hubo un retraso entre que la tripulación de vuelo detectó el despliegue de la escalera (cambio de presión) y el salto real (el movimiento).
Estoy bastante seguro de que la escalera de aire del 727 actúa como un soporte alto para evitar que el avión se vuelque debido a cargas desiguales. No solo desciende por el peso, sino que se abre hidráulicamente.
@TomMcW Gracias. A la luz de su comentario, la pregunta relevante sería: ¿Qué tan fuertes son los actuadores en el contexto de las fuerzas de arrastre que esperaría en la corredera cuando se abre durante el vuelo?