¿Podrías aterrizar un avión grande en pistas circulares cortas?

Como cuestión de física, hay una cierta cantidad de fuerza de frenado y dirección disponible para el avión después de que aterriza.

Suponga que la aeronave aterriza moviéndose hacia el norte y continúa en el sentido de las agujas del reloj alrededor de su pista circular. Después de un cuarto de círculo, viaja hacia el este, pero eso significa que se ha aplicado suficiente fuerza de frenado para reducir a cero el componente hacia el norte de su velocidad, al mismo tiempo que le da algo de velocidad hacia el este.

Si no se hubiera aplicado esa fuerza hacia el este, el avión estaría detenido ahora, usando menos fuerza de la necesaria para seguir el círculo.

Entonces, si el avión puede mantenerse en una pista circular, será aún más fácil detenerse en una pista recta cuya longitud es el radio del círculo.

(Además, el plan ignora que el factor crítico en la longitud de las pistas no es el aterrizaje sino el despegue; debe haber suficiente pista para frenar de forma segura si el despegue se cancela justo antes de la rotación. Y el despegue de una pista curva suena incluso más loco que aterrizar. Si la pista es horizontal, el avión despegaría en medio de un giro descoordinado...)

Una complicación importante sería el cambio en el viento relativo a medida que avanza por esta pista curva.

Al acercarse, el viento vendría de una dirección (idealmente con la cabeza recta), luego, cuando toca tierra y comienza su curva mientras reduce la velocidad, el viento cambia de dirección para venir más de un lado. Así que ahora está tratando de mantenerse en una línea central que se está curvando, a una velocidad algo alta, mientras el viento se mueve hacia un lado de su avión.

Eso es una locura.

Otro problema importante sería la cantidad de "flotación". Aunque los aviones apuntan a aterrizar justo al final de la pista, eso no siempre sucede. A veces, debido al exceso de velocidad, ráfagas de viento o una bengala mal calculada, el avión flotará una distancia por la pista antes de aterrizar. Durante este tiempo, el morro del avión puede estar alto y la visibilidad de la pista es limitada. Como la pista es recta, no hay problema.

Pero sugerir que un piloto navegue por una pista curva mientras flota más de lo previsto es una locura. Si no giran lo suficiente, terminan fuera de la curva de la pista. Si giran demasiado, terminan dentro de la curva. De cualquier manera, si corrigen en exceso a baja altitud y velocidad, la posibilidad de un accidente catastrófico es inaceptablemente alta.

Dado que hay proyectos reales para cosas como esta, supongo que es posible al menos en principio:

https://www.endlessrunway-project.eu/

Desde el sitio:

La principal característica de la pista circular es que será posible permitir que una aeronave opere siempre en el aterrizaje y el despegue con viento de frente. Cualquiera que sea su fuerza y ​​dirección, Endless Runway se vuelve independiente del viento. Al permitir un viento cruzado limitado, los usuarios del espacio aéreo pueden acortar la trayectoria global de los vuelos a través de rutas optimizadas de salida y llegada.

Aparte de eso, parecen esperar poder despegar/aterrizar más aviones por unidad de tiempo cambiando el punto de inicio/aterrizaje evitando así el problema de que los aviones no deben seguir a otros aviones para acercarse a lo largo de la misma trayectoria.

Una pista circular tal vez funcione, pero este círculo no puede ser pequeño ya que el giro debe ser muy suave, hablando de unos pocos grados por cada 1000 pies. Así que esta pista en realidad sería muy "larga" y necesitaría mucho espacio.

¡Dejemos de pensar en eso! Probablemente no podrá mantener el control 'direccional' si falla el motor fuera de borda (p. ej., gira a la izquierda en la pista, falla el motor a la derecha). ¿Cómo configuraría un enfoque ILS? Los aviones no están construidos para esto. Sería peligroso o incluso imposible y nunca sería aprobado.

El problema con algunas de estas ideas propuestas (como una cinta de correr) es que no tienen en cuenta la inercia del avión. No puede tomar un 747 de 500,000 lb viajando a 160 Mph y simplemente colocarlo en una cinta para correr o en una pista de spinning. Todavía hay que tener en cuenta la velocidad de avance. Incluso si pudiera encontrar una manera de hacer que el avión se detuviera "muy rápido" sin arrancar los trenes de aterrizaje (es decir, el mecanismo de detención sugerido por Dan), piense en el efecto que tendría en los pasajeros. Considere pasar de 160 Mph a 15 Mph en solo unos segundos. No es cómodo, y para muchas personas (piense en bebés y ancianos), ni siquiera es seguro.

En lo que respecta al giro de la aeronave, los aviones comerciales son bastante pesados ​​en la parte superior, al menos en comparación con los automóviles. Los autos pueden girar muy rápido, incluso a altas velocidades (piense en NASCAR), porque están cerca del suelo. Tienen una gran área de superficie en sus neumáticos en relación con el tamaño y el peso del vehículo. Los aviones son todo lo contrario. En comparación con su tamaño y peso, los trenes de aterrizaje son muy pequeños y no sirven para mucho más que rodar en línea recta.

El costo de construir una "pista de aterrizaje circular" (probablemente con lados inclinados como un velódromo ) probablemente sería más difícil y costoso de construir que un pedazo de concreto grande, largo y plano.

Otra forma de resolver el mismo problema sería usar equipo de detención y catapultas como lo hacen en los portaaviones (que tienen el mismo problema: demasiado costosos para construir una pista lo suficientemente grande).

Pagaría más por aterrizar y despegar en una pista así, pero puede que pertenezca a la minoría :-)

Como piloto, suena terrible. Incluso aterrizar o despegar en una pista con una joroba en el medio, de modo que no pueda ver el otro extremo, aumenta drásticamente la carga de trabajo y el grado de riesgo. No quiere decir que no se pueda hacer, cuando todo va bien, pero si algo falla, entonces aumenta enormemente el riesgo de un accidente.

Y por el momento, el cuello de botella no es llegar al aeropuerto, es esperar para pasar por todos los trámites cuando allí se lleva la mayor parte del tiempo. Así que no es una gran ventaja poner un aeropuerto más cerca de la ciudad de todos modos. Una carretera mejor, que atienda solo al tráfico del aeropuerto, más lejos, puede reducir el tiempo de tránsito.

Personalmente, preferiría aterrizar un avión en algún lugar donde haya la menor cantidad de obstáculos posible. Da una mejor oportunidad de éxito cuando las cosas van mal.

Como muchas de estas otras respuestas también hablan, la velocidad de giro de los aviones en tierra es muy baja, por lo que el círculo tendría que ser mucho más grande de lo práctico.

Sin embargo, en una nota muy relacionada, todos los primeros aeropuertos tenían áreas de aterrizaje circulares. De wikipedia:

Los primeros lugares de despegue y aterrizaje de aviones fueron campos de hierba. El avión podía acercarse en cualquier ángulo que proporcionara una dirección de viento favorable. Una ligera mejora fue el campo solo de tierra, que eliminó el arrastre del césped. Sin embargo, estos solo funcionaron bien en condiciones secas. Más tarde, las superficies de hormigón permitirían aterrizajes, llueva o truene, de día o de noche. http://en.wikipedia.org/wiki/Aeropuerto

Sí. El método de "merodeo de línea larga" (ver https://en.wikipedia.org/wiki/Pylon_turn) podría usarse para bajar una línea lastrada desde el avión hasta el suelo. La línea sería recuperada por el personal de tierra y atada a un cabrestante montado en una plataforma giratoria en la parte superior de una torre en el medio del círculo de la pista, lo suficientemente alto como para que la línea supere todos los obstáculos. El cabrestante estaría equipado con un sistema que le permitiera aplicar una tensión constante a la línea, que podría variar para igualar cualquier tensión deseada. A medida que el avión desciende, el cabrestante comenzaría a aplicar más y más tensión a la línea, de modo que la línea proporcionaría parte de la fuerza de giro centrípeta, lo que permitiría disminuir tanto el ángulo de alabeo como el radio de giro, a la manera de un control. -línea modelo de avión. Cuando el avión llegó a la superficie, la línea proporcionaría toda la fuerza centrípeta necesaria para que el avión permanezca sobre la pista circular con un ángulo de alabeo cero. A medida que la aeronave se aproxima a la superficie, se podría usar un sistema de control computarizado conectado a un receptor GPS a bordo de la aeronave para asegurar que la tensión de la línea se modulara de tal manera que mantuviera la aeronave casi sobre la línea central de la trayectoria circular, a pesar de las variaciones. en la velocidad y dirección del viento, y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados. A medida que la aeronave se aproxima a la superficie, se podría usar un sistema de control computarizado conectado a un receptor GPS a bordo de la aeronave para asegurar que la tensión de la línea se modulara de tal manera que mantuviera la aeronave casi sobre la línea central de la trayectoria circular, a pesar de las variaciones. en la velocidad y dirección del viento, y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados. A medida que la aeronave se aproxima a la superficie, se podría usar un sistema de control computarizado conectado a un receptor GPS a bordo de la aeronave para asegurar que la tensión de la línea se modulara de tal manera que mantuviera la aeronave casi sobre la línea central de la trayectoria circular, a pesar de las variaciones. en la velocidad y dirección del viento, y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados. podría usarse un sistema de control computarizado conectado a un receptor GPS a bordo de la aeronave para asegurar que la tensión de la línea se modulara de tal manera que mantuviera la aeronave casi sobre la línea central de la trayectoria circular, a pesar de las variaciones en la velocidad y dirección del viento, y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados. podría usarse un sistema de control computarizado conectado a un receptor GPS a bordo de la aeronave para asegurar que la tensión de la línea se modulara de tal manera que mantuviera la aeronave casi sobre la línea central de la trayectoria circular, a pesar de las variaciones en la velocidad y dirección del viento, y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados. y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados. y luego, en ese punto, el carrete del cabrestante podría bloquearse para mantener fija la longitud de la línea hasta el aterrizaje. Se podría usar un método similar, pero a la inversa, para el despegue, desechando la línea (o simplemente soltándola del cabrestante de tierra y enrollándola hacia la aeronave) después de que la aeronave se establezca en un giro de "merodeo de línea larga" en el altitud y ángulo de alabeo apropiados.

Se pueden derivar diferentes puntos de vista de tal sugerencia:

1. Enormes pistas en forma de plataforma giratoria que giran mientras el avión de aterrizaje se desplaza. Al girar a la misma velocidad que la aeronave desacelera, la aeronave siempre se enfrenta a las mismas condiciones de viento durante el proceso de parada.
2. Desarrollo del primer elemento: una pista de aterrizaje tipo cinta de correr. En el momento del aterrizaje, la aeronave no requiere ninguna corriente de aire a lo largo de sus alas. La siguiente desaceleración podría realizarse en una cinta rodante o en una línea de montaje.

Pero, sinceramente, ninguno de ellos compensaría ni económica ni técnicamente el esfuerzo de simplemente ampliar la longitud de las pistas existentes.

Esto funcionará si la pista circular está girando. La pista debe estar sobre un pedestal y girar hacia arriba a una velocidad angular tal que la tangente coincida con la velocidad de la aeronave. luego levántese y tome el avión, reduciendo lentamente la velocidad angular y descendiendo a la pista.

El despegue procedería de manera inversa. con la aeronave acelerando tratando de permanecer en la pista giratoria a medida que se eleva y aumenta la velocidad angular.

En el caso de una invasión alienígena, podemos usar las pistas giratorias para lanzar proyectiles como los autobuses del aeropuerto.