Chiunque abbia mai volato a Zar (EPZR) in Polonia sa quanto una pendenza di pista può ridurre la lunghezza del campo necessaria. Per gli aeromobili che necessitano di una pista piana lunga 2 miglia, andrà benissimo una lunga 1 miglio con una pendenza del 15% all'estremità. Rendi la pendenza poco profonda in fondo e aumentala man mano che la pista sale, proprio come la pista collinare a Zar. Se il punto finale è 183,5 m più alto del punto di atterraggio, il dislivello equivale a una riduzione di velocità da 60 m / sa zero.

I decolli funzionano in modo opposto, dando la stesso aumento di velocità durante la discesa. Una pista lunga 1 miglio andrà benissimo. Non è nemmeno necessario eseguirlo diagonalmente sull'isola.

Sì, questo non risponde esattamente all'enigma, ma è una soluzione tecnica a un semplice problema.

Un idrovolante sarebbe una soluzione adeguata. Quindi l'unica infrastruttura richiesta sull'isola è un molo e carburante / servizio di assistenza. Ciò consente anche un aereo molto più grande e quindi un rifornimento più facile del carico e una maggiore autonomia sull'aereo.

Esaminerò alcune risposte del puzzle, alcune razionali, altre no:

Aggiungi una terza dimensione (cioè pista diagonale inclinata):

Il tuo aereo andrà in discesa con un angolo di 45 gradi. Acquisirà velocità abbastanza velocemente, ma richiede un pilota esperto per tirarlo fuori dall'immersione prima di colpire l'acqua. Non molto pratico.

Se vai in salita, il tuo beccheggio sarà di 45 gradi e probabilmente avrai una potenza del motore insufficiente per mantenere la velocità (per non parlare dell'accelerazione). Neanche fattibile.

Abbiamo davvero bisogno di 2 miglia?

Se l'aereo ha bisogno di 2 miglia a causa della bassa accelerazione del motore, allora possiamo usare un po 'di pendenza (es. 5 o 10 gradi) invece di 45. Un'accelerazione completamente verticale fornisce 9,8 ms ^-2 . Una pendenza di 10 gradi darà all'aereo un'accelerazione aggiuntiva di $ 9.8 sin (10 ^ \ circ) $ ms ^-2 oltre all'accelerazione data dal motore. Questo ha la speranza di ridurre in modo significativo la distanza di decollo se il motore è debole.

Catapulta per aeromobili

Questo è stato fatto praticamente, data una catapulta abbastanza forte e un telaio del velivolo rinforzato.

La mia risposta personale ...

Aspetta che ci sia abbastanza vento contrario per decollare!

Non c'è davvero una risposta migliore di "estendere l'isola". Per funzionare, le piste devono essere diritte (o quasi, un raggio di curvatura di mezzo miglio è inaccettabile alle velocità di decollo) e il livello (o quasi, le pendenze sono misurate in percentuale e l'11% è una pendenza estrema, che ancora ti dà pochissima lunghezza extra). Tuttavia, le portaerei in molti paesi hanno rampe per il salto con gli sci che sembrano salire fino a 12 gradi (pendenza del 20% circa, siamo generosi e diciamo 15 gradi), il che significa che probabilmente è un buon limite assoluto sulla pendenza di la pista ovunque (non funziona su tutta la pista, ma questo è irrilevante). Diamo un'occhiata ad alcuni numeri. Inizieremo con la pista piana più lunga possibile, quindi la posizioneremo sulla pendenza più alta possibile, per ottenere un limite superiore in lunghezza.

Il raggio di curvatura più grande che puoi avere orizzontalmente è di 1 miglio; questo è anche un raggio di curvatura molto alto (intorno a quello che hanno le persone di Endless Runway; un commento sulla domanda sulle piste curve calcola che alla velocità di decollo, hai bisogno dell'equivalente di una sponda di 20 gradi per rimanere su questa passerella), quindi qualcosa di più stretto non sarà accettabile. Questo ti dà $ 2 \ pi / 4 \ circa 1,57 $ miglia; questa è la pista piana più lunga possibile.

Potresti anche curvare verso l'alto mentre lo fai; la pendenza massima in qualsiasi punto è di 15 gradi. Il modo più lungo per farlo è avere una pendenza costante di 15 gradi; questo significa che la lunghezza massima possibile, con una curvatura orizzontale stretta e una pendenza ridicola, è di $ 1,57 / \ cos 15 ^ \ circ \ circa1,63 $ miglia.

Ecco qua. La lunghezza massima disponibile, con vincoli di pendenza e curvatura estremamente generosi, è ben al di sotto delle 2 miglia.

La risposta è estendere l'isola, il problema principale che vedo qui è che non puoi davvero cambiare nessuna delle altre variabili.

Una catapulta non funzionerà perché (per quanto ne so) le moderne compagnie aeree non hanno la cellula necessaria per supportare questo. Poi di nuovo potrei sbagliarmi ma penserei che non potrebbero sopportare quel tipo di forza.

Non ho idea di come un salto con gli sci come una pendenza possa influenzare un aereo. So che li hanno sulle portaerei, quindi forse qualcuno potrebbe valutare come funziona sia per le dimensioni dell'aereo che per l'effetto che ha sulla cellula dal punto di vista della forza sulla marcia.

Gli idrovolanti richiederebbero comunque alle persone di entrare in un aeroporto locale e prendere un idrovolante più piccolo per l'isola, supponendo che fosse vicino a un aeroporto più grande. Oppure prendi un idrovolante di una certa annata, capace di volare su lunghe distanze.

L'estensione della pista (a seconda del fondale marino circostante) non è molto difficile ed è stata fatta. KIX a hong kong è costruito su un'isola completamente artificiale, quindi aggiungere un po 'di terra all'estremità dell'isola non è un grosso problema. Aggiungo anche questo poiché presumo che tu voglia la possibilità di volare direttamente sull'isola e non devi volare in un aeroporto più grande, quindi prendere un piccolo aereo per l'isola.

Le piste curve hanno molti problemi. Soprattutto in caso di maltempo, gli aerei a volte scappano da piste diritte, quindi sarebbe ancora più difficile rimanere su una pista curva. La curva aumenterebbe anche la distanza necessaria sia per il decollo che per l'atterraggio, il che significa che sarebbero necessarie anche più di 2 miglia.

Esistono piste inclinate. Tuttavia, le piste in pendenza come EPZR ( menzionata da Peter Kämpf) o Lukla tendono ad essere piccole (entrambe sono inferiori a 2000 piedi, EPZR no pavimentata). La fisica limita la pista ad operare in una sola direzione. Anche se il vento diventa un fattore meno importante, i problemi impediscono ancora che questo venga utilizzato per i grandi aeroporti.

Un altro problema è l'altezza dell'estremità alta della pista. Zar e Lukla si trovano entrambi su un terreno che richiede il sollevamento di un'estremità della pista. Un'isola quadrata di 1 miglio probabilmente non verrebbe modellata in questo modo. Anche se lo è, se un aeroplano esce dalla pista, o ha bisogno di interrompere un decollo o un atterraggio, la pendenza lo renderà molto più difficile. I piloti dovrebbero anche regolare la loro tecnica di decollo e atterraggio per tenere conto della pendenza, che probabilmente si tradurrà in molti più atterraggi duri e colpi di coda. Una pista inclinata può essere accettabile per aeromobili di piccole dimensioni e piste corte, ma i tipici aeromobili che necessitano di 2 miglia di pista saranno molto più difficili da gestire in questo modo.

Alcune portaerei risolvono il problema della lunghezza della pista con un pendenza solo una alla fine. Tuttavia, questo è molto utile per aerei come l ' Harrier che può già fornire una spinta verticale e l'aereo deve comunque eseguire un atterraggio arrestato. Altri vettori utilizzano una catapulta a vapore per assistere il decollo, che richiede molta più manutenzione ma è in grado di lanciare aerei più pesanti.

Utilizzare un idrovolante per atterrare sull'acqua è un'altra opzione. Tuttavia, gli aerei della scala che richiedono una pista di 2 miglia sono tipicamente non idrovolanti. Se hai intenzione di progettare un nuovo aereo, potresti anche progettarne uno che possa funzionare secondo i requisiti di lunghezza della pista.

Un'altra opzione divertente è il decollo assistito da jet ( JATO) . I motori a razzo sono legati all'aereo per accelerarlo alla velocità di decollo più rapidamente. Questi possono essere usati anche per l'atterraggio, ma è un po 'più difficile.

Per i problemi con queste opzioni, i grandi aeroporti che necessitano di terra tendono a fare di più sbarcare. Puoi mettere un intero aeroporto con piste lunghe> 2 miglia su un ' isola completamente artificiale. Di solito c'è abbastanza spazio intorno a un'isola che la creazione di un'estensione non è un problema.

Forse non convenzionale, ma è stato fatto: crea una rampa sull'acqua che sia un'estensione della pista.

Funchal (Madeira) è un esempio in cui è stato fatto (anche se non così a lungo quanto le tue esigenze). http://www.getalookatthis.com/2008/01/17/new-airport-runway-in-portugal-part-3/ ha le foto dell'estensione della pista in costruzione.

Un'altra soluzione, se sei a bassa quota e l'acqua è poco profonda, potrebbe essere quella di non costruire su pilastri ma di effettuare discariche / bonifiche. Questo è suggerito per New York La Guardia e, naturalmente, per Osaka L'aeroporto del Kansai porta questo all'estremo essendo costruito su un'isola artificiale, al largo della città perché non c'era spazio.