Domanda:
Potresti far atterrare un grande aereo su brevi piste circolari?
yippy_yay
2014-02-25 00:21:39 UTC
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Considerando che la costruzione di piste è costosa e che occupano molto spazio, potresti far atterrare un grande aereo di linea commerciale su una pista circolare, frenando mentre percorri le curve?

"La rottura" è il risultato più probabile, sì. :)
Pensavo ad aeroporti come il Berlin-Tempelhof, che è al centro della città e quindi piccolo, ma che ha delle vie di taxi circolari lungo il perimetro delle piste. Uno dei motivi per cui questo aeroporto è stato chiuso era che le piste non supportavano aerei di grandi dimensioni.
Le piste circolari sono chiamate ** eliporti ** ma funzionano meglio per gli elicotteri.
Piste circolari: perché se c'è una cosa che voglio durante il mio rollio di atterraggio è allontanarmi dal vento contrario
Il problema della pista corta è già stato risolto: http://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_arresting_system. Bretelle!
Quindi sarebbe su / cross / down / cross / up-wind decolli e atterraggi tutto il tempo ... @SebastianHenckel: Solo se la pista circolare fosse tutta intorno a Berlino, fuori dalla circonvallazione ring-bahn ...
http://www.endlessrunway-project.eu/ non sei il primo a pensarci
Mi ricorda la vecchia barzelletta (dei primi anni Cinquanta e ispirata a velivoli sottodimensionati come l'F-84): se qualcuno costruisce una pista in tutto il mondo, Republic progetterà un aereo che ne ha bisogno ogni centimetro.
Con mia sorpresa, nessuno ha menzionato il fatto che gli aerei hanno raggi di virata diversi che cambierebbero in base alla velocità di ciascun velivolo e alla velocità del vento corrente. Fingere che ci sia un raggio "taglia unica" è un enorme errore in questa idea quando si parla di "inclinare la pista" e quindi anche l'aereo.
@IgbyLargeman: Non per aerei di linea commerciali.
Undici risposte:
#1
+27
hmakholm left over Monica
2014-02-25 08:04:08 UTC
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Per una questione di fisica, l'aereo dispone di una certa quantità di forza frenante e di governo dopo l'atterraggio.

Supponi che l'aereo tocchi il suolo muovendosi verso nord e continui in senso orario lungo la tua pista circolare. Dopo un quarto di cerchio viaggia verso est, ma ciò significa che è stata applicata una forza frenante sufficiente per ridurre a zero la componente verso nord della sua velocità, dandole anche una certa velocità verso est.

Se solo così fosse. la forza verso est non fosse stata applicata, l'aereo adesso si sarebbe fermato, usando meno forza di quella necessaria per seguire il cerchio.

Quindi se l'aereo riesce a mantenersi su una pista circolare, sarà ancora più facile fermarsi su una pista rettilinea la cui lunghezza è il raggio di il cerchio.


(Inoltre, il piano ignora che il fattore critico nella lunghezza delle piste non è l'atterraggio ma il decollo: deve esserci abbastanza pista per frenare in sicurezza se il decollo viene interrotto appena prima della rotazione. E decollare da una pista curva sembra ancora più assurdo dell'atterraggio. Se la pista è orizzontale, l'aereo diventerebbe in volo nel mezzo di una virata non coordinata ...)

E se la pista fosse stata inclinata? : P
La logica sembra ragionevole, ma è effettivamente vera? Cioè, se un veicolo in generale può effettuare una svolta senza banchina con raggio "r", allora può necessariamente fermarsi a distanza "r"?
@SteveJessop: Ci sono alcune differenze che vengono spazzate sotto il tappeto qui perché una forza di svolta non funziona mentre una forza di frenata deve dissipare un po 'di calore disperso. Ma sembra che il fattore limitante in realtà non sia la dissipazione di energia, ma l'attrito disponibile tra il carrello di atterraggio e la pista comunque, quindi sì, dovrebbe essere vero.
@anarcat: E se una pista diritta andasse in salita? Oh, intendi per il decollo? Una pista curva sopraelevata sarebbe giusta per un solo Vr specifico, che immagino sarebbe operativamente ingombrante. : P
@SteveJessop che potrebbe effettivamente essere una domanda molto interessante da porre su [physics.SE].
@HenningMakholm Beh, potresti avere una pista con un profilo a forma di U, in modo che ogni Vr possa scegliere un angolo di inclinazione giusto per loro. Anche se immagino che i piloti si lamenteranno ancora di più di questo.
Inoltre, la domanda presuppone che la frenata e la virata avvengano con la stessa forza, ma un aeroplano non è più bravo a virare che a fermarsi perché può utilizzare il timone di coda che non sarebbe in grado di utilizzare per frenare?
@anarcat molte piste sono inclinate, leggermente e talvolta non così leggermente. Rende il decollo o l'atterraggio leggermente più corto o più lungo a seconda degli angoli coinvolti, ma piuttosto difficile da invertire se il vento cambia :)
@Superbest alle basse velocità coinvolte, il timone non è molto efficace in virata, quindi dovresti fare affidamento sulla frenata differenziale e sulla spinta invece (parlando di aerei di linea qui, non sul tuo C172).
@jwenting: La frenata differenziale / fiducia non produce forza laterale: semplicemente imbardata l'aereo, e in realtà costringendolo a spostarsi lontano da una linea retta a destra dipende dall'attrito ruota / pista dopo il fatto. Ed è ancora peggiore per il timone, poiché il timone è a poppa del CoG, l'imbardata dell'aereo a destra dipende dalla produzione di una forza netta a sinistra sulla coda e viceversa. Anche in questo caso la forza centripeta effettiva deve essere fornita dall'interfaccia ruota / pista.
@HenningMakholm: Ehm, no, imbardare l'aereo a destra _ in effetti_ aiuta a girarlo, mettendo l'aereo in sbandata e permettendo alla sua banderuola di cambiare la sua direzione di volo. Altrimenti, sarebbe impossibile effettuare una virata senza banchina in aria, quando in realtà è facile (anche se alquanto pericolosa per il rischio di provocare una rotazione).
#2
+25
abelenky
2014-02-25 04:12:32 UTC
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Una delle maggiori complicazioni sarebbe lo spostamento del vento relativo mentre ti muovi lungo questa pista curva.

In avvicinamento, il vento proviene da una direzione (idealmente testa diritta), poi atterra e inizia la curva mentre rallenti, il vento cambia direzione per venire più da un lato. Quindi ora stai cercando di rimanere su una linea centrale che sta curvando, a una velocità piuttosto elevata, mentre il vento si sposta su un lato del tuo aereo.

È semplicemente folle.


Un altro problema importante sarebbe la quantità di "float". Sebbene gli aeroplani mirino ad atterrare proprio alla fine della pista, ciò non sempre accade. A volte a causa dell'eccessiva velocità, raffiche di vento o un bagliore valutato male, l'aereo galleggia per una certa distanza lungo la pista prima di atterrare effettivamente. Durante questo periodo, il muso dell'aereo potrebbe essere alto e la visibilità della pista è limitata. Poiché la pista è diritta, non c'è problema.

Ma suggerire che un pilota navighi su una pista curva mentre galleggia più lontano del previsto è semplicemente folle. Se non girano abbastanza, finiscono fuori dalla curva della pista. Se girano troppo, finiscono dentro la curva. In ogni caso, se correggono eccessivamente a bassa quota e velocità, la possibilità di un incidente catastrofico è inaccettabilmente alta.

#3
+21
Jens Schauder
2014-02-26 01:28:20 UTC
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Dato che esistono progetti reali per cose come questa, credo che sia possibile almeno in linea di principio:

endless runway visualization

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

Dal sito:

La caratteristica principale della pista circolare è che sarà possibile far operare un aereo sempre all'atterraggio e decollo con vento contrario. Qualunque sia la sua forza e direzione, la Endless Runway diventa indipendente dal vento. Quando si consente un vento laterale limitato, gli utenti dello spazio aereo possono abbreviare la traiettoria globale dei voli attraverso rotte di partenza e di arrivo ottimizzate.

A parte questo, sembrano sperare di poter far partire / atterrare più aeroplani alla volta spostando il punto di partenza / atterraggio evitando così il problema che gli aeroplani non devono seguire altri aeroplani per chiudersi lungo la stessa traiettoria.

sì, questa cosa avrebbe una pista molto grande, con un raggio abbastanza grande da poterla percorrere sempre (quasi) dritta e quindi avere sempre un vento ottimale. In realtà, ovviamente, sarebbe così grande da essere poco pratico. Ma è essenzialmente possibile utilizzare una piattaforma circolare delle dimensioni di 10x10 km, non dissimile dai prati utilizzati per gli aeroporti della prima e della seconda guerra mondiale, dove gli aerei potevano decollare e atterrare su un pezzo di erba approssimativamente circolare attorno alla periferia del quale è stato costruito l'aerodromo.
Prevedono una pista circolare di 3000 m di diametro. Secondo i miei calcoli all'indietro, l'accelerazione laterale necessaria per seguire quel cerchio a una velocità di decollo di 140 nodi corrisponderebbe a un angolo di virata di circa 20 gradi. Prendere l'aereo sarà emozionante ...
Come si calcola / stima l'angolo di inclinazione in banca?
@Jens: È arctan (velocitಠ/ raggio / g)
Senza contare che, con un diametro di 3.000 me una velocità di decollo di 140 nodi, il vento cambierebbe direzione rispetto al tuo aereo molto rapidamente. Il vero problema è quando si gira nell'area della pista in cui si ha vento contrario. Mentre ti giri in quell'area, la tua velocità aumenta, potenzialmente al punto che ti alzi da terra. Quando esci da quell'area, la velocità diminuisce di nuovo, potenzialmente bloccando le ali. Cattive notizie.
@reirab perché dovresti continuare a girare dopo il sollevamento di?
@JensSchauder, 'Lift off' non è qualcosa che accade istantaneamente. Quando decolli, inizi a tirare indietro alla velocità di rotazione e il naso inizia a sollevarsi in aria. Tuttavia, la marcia principale non si solleva da terra per alcuni secondi dopo. Su una pista circolare con un diametro di 1.500 m vicino al V2 di un aereo di linea, faresti qualche svolta significativa durante quel periodo. Inoltre, anche una volta che sei completamente sollevato da terra, ci vuole un tempo limitato per uscire dal turno. Non puoi smettere di girare immediatamente.
Ho votato in basso perché rispetto ad altre risposte, questa risposta non riesce ad affrontare in dettaglio i dettagli della passerella proposta. Ogni anno vengono proposti progetti ingegneristici pazzi, ma ciò non significa che siano pratici. Mi piacerebbe vedere più discussioni sui vantaggi, se tali vantaggi potrebbero effettivamente essere realizzati nella pratica e sugli svantaggi del progetto proposto.
L'ultima volta che il sito della passerella infinita è stato aggiornato è stato marzo 2015, quindi sembra piuttosto morto come progetto.
@zeta-band ogni pochi mesi alcune notizie che cercano qualcosa di "sciistico" per il telegiornale della sera si imbattono nel sito e intervistano le persone coinvolte sulla loro "idea rivoluzionaria" che stanno per implementare "molto presto ora" (non importa che fosse provato e rifiutato oltre 50 anni fa).
#4
+10
Falk
2014-02-25 00:44:15 UTC
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Una pista circolare forse funziona, ma questo cerchio non può essere piccolo in quanto la curva deve essere molto fluida, parlando di pochi gradi per 1000 piedi. Quindi questa passerella sarebbe effettivamente molto "lunga" e richiederebbe molto spazio.

Smettiamola di pensarci! Probabilmente non sarai in grado di mantenere il controllo "direzionale" se il motore fuoribordo si guasta (ad es. Pista che gira a sinistra, motore destro si guasta). Come impostereste un approccio ILS? Gli aerei non sono costruiti per questo. Sarebbe pericoloso o addirittura impossibile e non verrebbe mai approvato.

Questo sarebbe anche disastroso con qualcosa di meno che una grande azione di frenata. Distruggerebbe anche la nostra capacità di eseguire decolli visivi ridotti (300 o 600 RVR). Dove sarebbero finite le luci di avvicinamento? Ci sarebbe un'estensione come una pista da corsa?
Adattare l'ILS sarebbe certamente una sfida, ma anche adesso alcuni aeroporti hanno [approcci complessi] (http://airfactsjournal.com/2013/09/7-instrument-approaches-you-have-to-see-to-believe/) . Gli approcci del percorso curvo sono stati dimostrati in precedenza e con il GPS ora ci sono anche [più possibilità] (http://www.atmseminar.org/seminarContent/seminar10/papers/281-Geister_0127130223-Final-Paper-4-9-13. PDF).
#5
+8
StevoInco
2014-02-26 05:52:14 UTC
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Il problema con alcune di queste idee proposte (come un tapis roulant) è che non tengono conto dell'inerzia dell'aereo. Non puoi portare un 747 da 500.000 libbre che viaggia a 160 mph e posizionarlo semplicemente su un tapis roulant o su una pista rotante. C'è ancora velocità di avanzamento da tenere in considerazione. Anche se potessi trovare un modo per far fermare l'aereo "molto velocemente" senza strappare il carrello di atterraggio (cioè il carrello di arresto suggerito da Dan), pensa all'effetto che avrebbe sui passeggeri. Considera di passare da 160Mph a 15Mph in pochi secondi. Non è comodo e per molte persone (pensate ai neonati e agli anziani) non è nemmeno sicuro.

Per quanto riguarda le virate degli aerei, gli aeroplani commerciali sono piuttosto pesanti, almeno rispetto alle automobili. Le auto possono girare molto velocemente, anche ad alta velocità (pensa NASCAR), perché sono basse rispetto al suolo. Hanno una superficie enorme sui pneumatici in relazione alle dimensioni e al peso del veicolo. Gli aeroplani sono l'opposto. Rispetto alle loro dimensioni e al loro peso, i carrelli di atterraggio sono molto piccoli e non molto utili per molto altro che rotolare in linea retta.

#6
+5
Dan Pichelman
2014-02-25 01:17:06 UTC
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Il costo della costruzione di una "pista circolare" (probabilmente con i lati sopraelevati come un velodromo) sarebbe probabilmente più difficile e costoso da costruire rispetto a un pezzo di cemento grande e lungo.

Un altro modo per risolvere lo stesso problema sarebbe utilizzare dispositivi di arresto e catapulte come fanno sulle portaerei (che hanno lo stesso problema: troppo costoso per costruire pista abbastanza grande).

Pagherei un extra per atterrare e decollare su una pista del genere, ma potrei essere in minoranza :-)

Una passerella sopraelevata suona come una ricetta per le punte delle ali a terra ...
@DavidRicherby - no se stai molto molto attento :-)
#7
+5
Adrian Janen
2014-02-26 11:38:38 UTC
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Come pilota, sembra terribile. Anche l'atterraggio o il decollo su una striscia con una gobba nel mezzo, in modo da non poter vedere l'altra estremità, aumenta notevolmente il carico di lavoro e il grado di rischio. Non per dire che non può essere fatto, quando tutto va bene, ma se qualcosa fallisce, aumenti enormemente il rischio di un incidente.

E al momento, il collo di bottiglia non è arrivare all'aeroporto, è aspettare per completare tutte le procedure quando lì ci vuole la maggior parte del tempo. Quindi non è molto vantaggioso mettere un aeroporto più vicino alla città comunque. Una strada migliore, adatta solo al traffico aeroportuale, più lontana, potrebbe ridurre i tempi di transito.

Personalmente preferirei far atterrare un aereo da qualche parte dove ci sono meno ostacoli possibile. Offre molte più possibilità di successo quando le cose vanno male.

Sì, la maggior parte delle città più grandi ha edifici abbastanza alti da non volere che l'aeroporto sia troppo vicino al centro della città, comunque.
#8
+3
woody121
2014-02-25 10:09:58 UTC
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Come parlano anche molte di queste altre risposte, la velocità di virata degli aerei a terra è molto bassa, quindi il cerchio dovrebbe essere molto più grande del pratico.

Tuttavia, su un nota molto correlata, i primi aeroporti avevano tutti aree di atterraggio circolare. Da wikipedia:

I primi siti di decollo e atterraggio degli aerei erano campi erbosi. L'aereo potrebbe avvicinarsi a qualsiasi angolo che fornisse una direzione del vento favorevole. Un leggero miglioramento è stato il campo solo sterrato, che ha eliminato l'attrito dall'erba. Tuttavia, questi hanno funzionato bene solo in condizioni di asciutto. Successivamente, le superfici in cemento avrebbero consentito atterraggi, pioggia o sole, giorno o notte. http://en.wikipedia.org/wiki/Airport

L'area di atterraggio avrebbe potuto essere di forma circolare o ovale, ma gli atterraggi e i decolli effettivi erano diritti.
... sì, ne sono consapevole. Questo è il tasso di restrizione del turno che ho citato. Come spiegato nella citazione, il vantaggio del cerchio non è quello di accorciare il campo ma di dare al pilota la possibilità di atterrare e decollare sempre con vento.
#9
-1
quiet flyer
2020-02-20 22:20:05 UTC
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Sì. Il metodo "long line bighellonare" (vedi https://en.wikipedia.org/wiki/Pylon_turn) potrebbe essere utilizzato per abbassare una linea ponderata dall'aereo di linea a terra. La linea verrebbe recuperata dal personale di terra e attaccata a un verricello montato su una piattaforma girevole in cima a una torre nel mezzo del cerchio della pista, abbastanza alta da consentire alla linea di superare tutti gli ostacoli. L'argano sarebbe dotato di un sistema che gli consente di applicare una tensione costante alla fune, che potrebbe essere variata per eguagliare qualsiasi tensione desiderata. Man mano che l'aereo di linea scende, il verricello inizierà ad applicare sempre più tensione alla linea, in modo che la linea fornisca parte della forza di virata centripeta, consentendo di diminuire sia l'angolo di virata che il raggio di virata, come un controllo aereo di linea. Nel momento in cui l'aereo di linea avesse raggiunto la superficie, la linea avrebbe fornito tutta la forza centripeta necessaria affinché l'aereo di linea rimanesse sulla pista circolare con angolo di virata pari a zero. Quando l'aereo si avvicina alla superficie, un sistema di controllo computerizzato collegato a un ricevitore GPS a bordo dell'aeromobile potrebbe essere utilizzato per garantire che la tensione della linea fosse modulata in modo tale da mantenere l'aereo quasi al di sopra della linea centrale della pista circolare, nonostante le variazioni in velocità e direzione del vento, e quindi a quel punto la bobina del verricello potrebbe essere bloccata per mantenere la lunghezza della linea fissa fino all'atterraggio. Un metodo simile, ma al contrario, potrebbe essere utilizzato per il decollo, con la linea che viene lanciata (o semplicemente rilasciata dal verricello a terra e riavvolta sull'aereo) dopo che l'aereo si è stabilizzato in una virata "long line bighellonare" al altitudine e angolo di inclinazione appropriati.

#10
-5
LRT
2014-02-25 18:59:27 UTC
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Diversi punti di vista possono essere derivati ​​da un tale suggerimento:

  1. Enormi piste simili a giradischi che girano mentre l'aereo in atterraggio rotola. Girando alla stessa velocità del velivolo decelera, il velivolo deve sempre affrontare le stesse condizioni di vento durante il processo di arresto.
  2. Sviluppo del primo elemento: una pista di atterraggio simile a un tapis roulant. Al momento dell'atterraggio l'aereo non necessita di alcun flusso d'aria lungo le sue ali. La seguente decelerazione potrebbe essere eseguita su un tapis roulant o su una catena di montaggio.

Ma, onestamente, nessuno di questi ripagherebbe finanziariamente o anche tecnicamente lo sforzo di espandere semplicemente le piste esistenti in lunghezza. >

Un tapis roulant non aiuterebbe. Se si atterra senza usare i freni delle ruote, ci vorrebbe ovviamente la stessa distanza (relativa a un punto fermo a terra) per fermarsi, indipendentemente dal fatto che la pista fosse in movimento o meno. Quindi l'unico modo per fermarti a una distanza più breve sarebbe se potessi dissipare più energia cinetica al secondo nei freni delle ruote, cioè avendo freni più potenti e pneumatici più aderenti. Ma poi potresti usare quei freni e le gomme altrettanto bene per ottenere una distanza di arresto più breve su una pista statica!
Certo, senza freni alle ruote ci vogliono tutti la stessa distanza. Ma stavo pensando di utilizzare il freno delle ruote + tapis roulant per una minore necessità di spazio di atterraggio in un aeroporto.
La versione senza freno delle ruote è stata un esperimento mentale per impostare le cose. Con la frenata delle ruote, un tapis roulant non sarebbe d'aiuto perché l'aereo avrebbe bisogno di freni più potenti e pneumatici più forti e più aderenti o avrebbe semplicemente slittato contro la pavimentazione in movimento. Per evitare ciò, avresti bisogno di freni e pneumatici migliori di quelli degli aerei esistenti, ma, se lo avessi, potresti fermarti più corto sulle piste esistenti, senza dover spendere il tapis roulant.
#11
-6
user979
2014-02-26 00:34:44 UTC
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Funzionerà se la pista circolare è in rotazione. La pista dovrebbe essere su un piedistallo e ruotare fino a una velocità angolare tale che la tangente corrisponda alla velocità del velivolo. quindi alzarsi e prendere l'aereo, riducendo lentamente la velocità angolare e abbassandosi sull'asfalto.

Il decollo procede in modo inverso. con l'aereo che accelera cercando di rimanere sulla pista rotante mentre si alza e aumenta la velocità angolare.

In caso di invasione aliena possiamo usare le vie di corsa rotanti per lanciare proiettili come gli autobus dell'aeroporto.

Non posso dire se questa sia una risposta seria o no ... tecnicamente potrebbe funzionare, ma è così ridicolo da sembrare sarcastico
Gli aerei volano a causa della portanza creata dall'aria che si muove sopra le ali, non perché il terreno si muove rapidamente sotto il carrello di atterraggio. Anche se ci fosse un disco rotante sotto l'aereo, non si creerebbe alcun ascensore.
@CJBS, Hai ragione, ovviamente, tuttavia, ho pensato che intendesse dire che l'aereo sarebbe rimasto fermo sulla pista e che la pista lo accelerasse fino alla velocità di decollo. Tecnicamente, potrebbe funzionare, ma richiederebbe un input di energia molto, molto maggiore rispetto al solo far decollare l'aereo con la propria potenza (per non parlare degli ovvi problemi con il tentativo di non essere sbalzato dal lato della pista, cambiando la direzione del vento , eccetera.)
@reirab: avere una serie di ventole fisse che soffia enormi quantità d'aria sull'imbarcazione è potenzialmente più pratico che avere un disco rotante ...
@CJBS, Bene, questo non aiuterebbe davvero a niente, in quanto non accelererebbe effettivamente l'aereo in avanti. Potresti far scorrere un po 'd'aria sopra le ali mentre è dietro le ventole, ma questo non ti aiuterà una volta che l'aereo si solleva dal flusso d'aria che viene soffiato dai fan. Quindi si fermerebbe immediatamente e precipiterebbe di nuovo nel terreno. Naturalmente, la cosa importante da notare qui è che nessuna delle due soluzioni è pratica. - lol
Grande. Potremmo eliminare del tutto l'aereo e semplicemente lanciare gli autobus dell'aeroporto, completi di passeggeri, bagagli e galline, in direzione della destinazione.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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