Может ли самолет лететь назад, если его винт находится в обратном направлении?

Летать? Нет
. Крылья обычно создают достаточную подъемную силу только для того, чтобы удерживать самолет в воздухе, когда воздух течет над ними в заданном направлении. Если вы измените направление воздушного потока над крылом (например, двигаясь в воздухе назад), крыло больше не будет создавать необходимую подъемную силу, и самолет будет «снижаться с чрезвычайно высокой скоростью», пока нормальный воздушный поток над крыльями не будет восстановлен. (Это вежливый способ сказать: «Чертова штука падает с неба, как камень!»)

Двигаться? Да. По крайней мере, на земле.
Это было неоднократно продемонстрировано Fat Albert , C-130, поддерживающим Blue Angels. Хотя сами пропеллеры не реверсируют, шаг лопастей изменяется для создания обратной тяги (замедляя самолет так же, как реверсоры тяги делают на реактивном двигателе, и в этом случае меняют направление его движения).

Обратите внимание, что есть одно заметное исключение из правила «самолеты не могут летать назад», на которое ссылается статья, на которую ссылается Итан : если скорость ветра превышает скорость сваливания самолета, самолет может «лететь» на своей минимальной воздушной скорости. , но двигаться назад относительно земли.
Однако это немного обман: самолет все еще думает, что летит вперед (относительная скорость ветра над крыльями находится в «нормальном» направлении, а воздушная скорость достаточно высока, чтобы создать достаточную подъемную силу для поддержания полета). Просто случается так, что воздушная скорость включает в себя компонент встречного ветра, достаточный для того, чтобы дать самолету чистую «отрицательную» путевую скорость .
Гипотетическому P-51 в вашем вопросе потребуется устойчивый ветер со скоростью около 83 узлов, чтобы этот трюк сработал (мы обычно называем это ураганом), но что-то вроде Piper Cub может делать это при гораздо более разумных скоростях ветра.

Короче говоря, нет.

Во-первых, крыло самолета предназначено для создания подъемной силы только в одном направлении. Воздушный поток, движущийся назад по аэродинамическому профилю, не будет направлен вокруг него должным образом; воздух, проходящий через то, что должно быть задней кромкой, будет слишком четко разделен (поэтому он может слишком легко свалиться) и не будет так быстро ускоряться из-за более мягкого наклона на том, что должно быть задней стороной крыла, тем самым уменьшая поднимать. Передняя кромка, а теперь задняя кромка, увеличила бы сопротивление и еще больше уменьшила бы подъемную силу, поскольку пограничный слой слишком быстро отделялся бы по его кривой. Другими словами, крыло, движущееся назад, создает очень небольшую подъемную силу и гораздо большее сопротивление, что плохо для самолета, пытающегося удержаться в воздухе.

Кроме того, у большинства винтовых самолетов хорды крыла немного наклонены вверх по отношению к вектору тяги двигателя, что обеспечивает ненулевой угол атаки в горизонтальном полете. Это обеспечивает большую подъемную силу за счет немного большего сопротивления и позволяет самолету легче поддерживать высоту на крейсерских скоростях на уровне носа. В обратном «полете» это привело бы к отрицательному углу атаки, еще больше уменьшив подъемную силу.

Наконец, горизонтальный стабилизатор предназначен для обеспечения прижимной силы в прямом полете, чтобы противодействовать слегка смещенному вперед центру тяжести (эта базовая конструкция вызывает желаемое сваливание, заставляя самолет опускать нос для восстановления нормального воздушного потока). Это достигается в низкорасположенных крыльях с небольшим углом наклона горизонтального стабилизатора вниз (или небольшим углом вверх к канардам), а в высокорасположенных крыльях - за счет использования струи вниз от крыла для толкания хвоста. При движении назад нет струи вниз, чтобы сбалансировать вес на носу, и нисходящий наклон будет активно толкать хвост вверх, когда ветер проходит мимо него, в любом случае переворачивая самолет в положение носом вниз (также желательное поведение при восстановлении, если вы обнаружите, что висите на своей опоре).

В результате звездного инженерного решения авиаконструкторы ориентируют кривизну крыльев и балансируют горизонтальные стабилизаторы для создания подъемной силы и уравновешивания силы балансировки, когда самолет движется в направлении, которое его пассажиры назвали бы «вперед», т. е. в направлении сиденье пилота обращено лицом.

Есть несколько самолетов, особенно поздних советских разработок, таких как МиГ-29 и Су-27, которые были спроектированы для желательного поведения после сваливания. Эти самолеты способны оставаться устойчивыми и управляемыми на экстремальных углах атаки (более 90 ° по хорде) и являются лучшими образцами самолетов, которые могут «лететь назад», по крайней мере, в течение нескольких секунд. Используемые маневры включают в себя скольжение хвостом (вытягивание в вертикальное положение, сваливание носом вверх и падение на землю хвостом вперед, затем оттягивание палки назад, чтобы отбросить хвост назад и опустить нос для восстановления) и кобра (на полном газу, заглушить двигатель и резко увеличить тангажчтобы намеренно свалить самолет и повернуть нос вверх, затем отцентрировать ручку, чтобы позволить самолету опустить нос). Большинство аналогичных американских самолетов не способны к этим маневрам, поскольку они спроектированы таким образом, чтобы избежать сваливания в соответствии с западной теорией боевого маневрирования «управления энергией» (где сваливание, независимо от воздушной скорости, означает, что у вас нет энергии для маневра, поскольку вы либо скорость полета недостаточна для выполнения поворота, или вы только что превратили крылья своего самолета в воздушные тормоза).

Теоретически, да, неэффективно, очень-очень неустойчиво, с поверхностями управления, обращенными к воздушному потоку, а не позади него, поэтому большой риск того, что воздушный поток захватит органы управления и заставит их двигаться на полную мощность - с очень плохими результатами. Самолет хотел бы развернуться и полететь в противоположном направлении из-за того, что он спроектирован так, чтобы лететь вперед.

Когда в детстве я делал модели самолетов, я попробовал это. Результат очень нестабилен, и обычно хвост приподнимается при запуске, в результате чего самолет переворачивается. Я думаю, что с использованием компьютерного управления для противодействия врожденной нестабильности и специально изготовленного винта это может быть возможно, но время и стоимость разработки означают, что никто никогда не будет пытаться это сделать.

Проблема в том, что хвостовое оперение стандартной конфигурации действует как флюгер. Он естественно хочет отвернуться от направления воздушного потока.

Существует связь между тягой, обеспечиваемой двигателем, и подъемной силой, создаваемой профилем крыльев. Обычно это отношение не то же самое в обратном направлении, поэтому оно не будет лететь назад.

Винтовые самолеты, такие как P-51, имеют асимметричный аэродинамический профиль, который не может обеспечить такую ​​же подъемную силу при движении назад.

Есть некоторые аэродинамические профили, которые почти симметричны, но требуют силовой установки, намного большей, чем пропеллер. Обычно эта силовая установка не может обеспечить такую ​​же тягу назад, как вперед.

Если бы была создана обратная тяга (вы не могли бы сделать это, просто перевернув пропеллер), то самолет мог бы лететь назад.

В то время как форма крыльев создает подъемную силу, когда они проходят через воздух в прямом направлении, используя угол атаки и достаточную тягу, вы можете создавать подъемную силу в любом направлении. Угол атаки изменяет видимый профиль крыла. Тот же принцип позволяет самолетам летать вверх ногами или боком по лезвию ножа. Самый простой пример — как бумажный самолетик все еще может парить с совершенно плоскими крыльями.

Нет.

Попробуйте съехать на велосипеде задом наперед вниз по крутому склону, если вы не уверены, что другие авторы здесь имеют в виду под пассивной устойчивостью по тангажу и устойчивостью по рысканию.

Причина, по которой большой хвост и рули высоты находятся далеко за серединой крыльев, состоит в том, чтобы убедиться, что при полете вперед они будут иметь тенденцию выпрямлять любое колебание.

Сходи в паб и посмотри, как летают дротики, если хочешь. Вы также можете попробовать бросить один из них назад.

Для этого не нужна обратная тяга. Просто потяните нос вверх и дайте скорости снижаться до тех пор, пока ваша вертикальная скорость не станет равной нулю. Тогда вы сползаете с хвоста . Большинство самолетов сконструированы таким образом, чтобы это было не очень легко сделать, но если вы отодвинете ЦТ достаточно далеко назад, положив кирпичи в хвост, вы сможете это сделать.

Проблема в том, что если ваш самолет не сделан специально, и вы специально не обучены, вам будет очень трудно не просто соскользнуть до земли (и аннулировать гарантию).