Что произойдет, если все пассажиры прыгнут одновременно?

В качестве мысленного эксперимента представьте себе самолет с минимальным количеством топлива/техники на борту и сотнями тяжелых пассажиров, которые составляют, скажем, 10% веса самолета.

Теперь представьте, что у них есть способ синхронизировать прыжок, когда они временно в течение 0,5 с находятся в воздухе по отношению к самолету.

(ПРИМЕЧАНИЕ: если вас смущает мысль о большом количестве тяжелых пассажиров, предположим, что это грузовой автомобиль с подпружиненными «виджетами», которые можно запрограммировать на «прыжки» одновременно.)

Вопросов:

  1. Прыжок может повлиять на динамику полета на ЛЮБОЙ фазе полета?

  2. Какой % от типичного (грузового/пассажирского) веса самолета составляет фактический груз (без учета топлива)?

  3. Имеет ли значение местонахождение "прыгающего" груза? Хвост против Кабины

  4. Что произойдет, если все пассажиры/грузы внезапно перепрыгнут в хвостовую часть или кокпит?

Всем прыгать!

Я полагаю, ничего, поскольку пассажиры будут иметь тот же импульс самолета.
Я уверен, что MythBusters хотели бы попробовать это.
...Они все ударились головой о потолок салона и узнали, что пассажирский салон большинства самолетов не такой уж и большой внутри? (Что? Мой рост 6 футов 2 фута - я даже не могу стоять в некоторых авиалайнерах!)

Ответы (1)

Я предполагаю, что начальным условием является горизонтальный полет.

  1. да. на мгновение предположение о «твердом теле» не будет удовлетворено. Кроме того, в течение этих 0,5 с самолет не будет соприкасаться с 10% веса, предполагая постоянную тягу и скорость, у вас будет на 10% больше подъемной силы, чем веса, что заставит самолет немного подняться, прежде чем снова снизиться, когда все пассажиры приземлятся. очередной раз. Скорость не сильно пострадает, так как сопротивление останется неизменным (без внешних изменений формы или больших изменений положения).

  2. разница между массой без топлива (ZFW) и сухой рабочей массой (DOW), вероятно, то, что вы ищете. Airbus определяет его как «общую транспортную нагрузку». Если вы хотите добавить кейтеринг, оборудование салона и экипаж, вы берете разницу между ZFW и заводским весом пустого (MEW). В процентном отношении он может сильно различаться в зависимости от класса самолета (например, класс 23 имеет гораздо меньше грузового/пассажирского пространства, чем класс 25).

  3. да. подумайте о балке, находящейся в равновесии на оси, расположенной на половине ее длины: если вы нажмете чуть выше оси, балка не будет вращаться, любое другое положение заставит ее вращаться и переворачиваться. Это не означает, что самолет может перевернуться, так как луч является неуправляемой и неустойчивой системой, а самолет управляемым, но это сравнение, которое может помочь визуализировать эффект

  4. Я бы определил это больше как смещение, а не прыжки. Это совершенно другой сценарий: центр тяжести в конце этого «прыжка» будет находиться в совершенно другом месте по сравнению с началом эксперимента, чего не происходило в предыдущих сценариях. При смещении положения центра тяжести вполне вероятно, что он может превысить указанные пределы положения и привести к тому, что самолет станет неуправляемым, тангаж вверх или вниз (в зависимости от того, смещаете ли вы пассажиров вперед или назад), сваливается или ныряет носом. Очевидно, что на больших самолетах реализовать такой небезопасный сценарий непросто, так как груз, как правило, будет намного тяжелее пассажиров, что ограничивает степень смещения ЦТ.

Я думаю, что это неправильно. Представьте, что у вас всего один пассажир массой 1 кг. Когда этот пассажир прыгает, он оказывает направленное вниз усилие на пол салона, которое больше, чем ускорение под действием силы тяжести. Это должно быть для того, чтобы они прыгали. Предполагая, что все жестко, самолет будет испытывать направленную вниз силу, которая точно компенсируется восходящей силой, возникающей из-за временного уменьшения веса. Если забыть о расходе топлива, масса всей системы не меняется. Если бы вы могли измерить его, я думаю, вы бы увидели все вниз, вверх и вниз.
@ Саймон, может быть. Я не верю, что общий чистый эффект, истант за истантом, будет полностью нулевым, скорее всего, будет некоторое раскачивание вверх и вниз (например, ускорение вниз, которое вы упомянули, сначала победит, заставив самолет немного двигаться вниз). Если вы можете решите уравнения, ответьте, пожалуйста, будет интересно.
@ Федерико, давайте не будем предполагать ТОЛЬКО горизонтальный полет. Подъем и спуск тоже. Первоначально меня вдохновила относительно недавняя авария Боинг-747, который разбился из-за смещения груза во время взлета, из-за чего он врезался в землю.
@ KORD4me смещение нагрузки - это совсем другая проблема: у вас есть CG, который движется и не возвращается в исходное положение.
@ Федерико, это то, на что я пытался намекнуть своим третьим подвопросом. Предполагая, что все пассажиры были в хвосте или кабине, если это изменит/повлияет на промежуточные результаты. Согласен, что переключение немного отличается, я мог бы расширить вопрос.
Ответ @ KORD4me расширен, но у меня сложилось впечатление, что эта конкретная авария может заслужить отдельный вопрос / обсуждение.
Также обратите внимание на аварию Filair 2010 года, произошедшую в Бандунду, Демократическая Республика Конго, когда пассажир пронес на борт крокодила, спрятанного в спортивной сумке. Крокодил убежал, вызвав панику среди пассажиров, которые все бросились в один конец самолета. Это вызвало дисбаланс самолета, что привело к потере управления и крушению. planecrashinfo.com/unusual.htm
@Подчеркивает, что L-410 Turbolet не является «большим самолетом», поэтому он хорошо соответствует поведению, описанному в моем ответе.
@ тот, кто проголосовал против: объясните, пожалуйста?
Весь ответ — чепуха; вес самолета включает воздух и все, что висит в воздухе; он не меняется ни в какой момент.
@RussellBorogove да, чтобы ускорить что-то вверх, вы должны использовать силу, направленную вверх (Ньютон). Эта сила суммируется с гравитацией, которая незначительно изменяет воспринимаемый вес на долю секунды.
@RussellBorogove plus, объект, подвешенный в воздухе в свободном полете (например, пассажир после прыжка), не взаимодействует с конструкцией самолета, и крыльям не нужно выдерживать его вес в течение этого времени.
Что произойдет, если все пассажиры прыгнут одновременно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v