Если у вас когда-нибудь будет возможность, попробуйте запустить планер с лебедки. Это, как минимум, интересный опыт. Я не верю, что это будет принято широкой публикой.

Итак, это еще одна причина, это отпугнет платящих пассажиров.

--- добавление после комментария Есть несколько страшных моментов в старте лебедки. Пассажиры конечно со временем привыкнут, но все же.

.1 Наименее страшная часть — это ускорение. Этого будет немного, но, вероятно, не больше, чем при обычном запуске.

.2 Одна страшная часть будет угол атаки. У планера нос хорошо устремлен в воздух на старте. Это для того, чтобы набрать достаточную высоту перед релизом. С более длинным буксировочным тросом вы можете либо подняться выше, либо менее крутой подъем (какой длины буксировочный трос вам нужен?)

.3 А при освобождении от буксирного троса будет заметное изменение, которое, наверное, тоже может напугать. Надеюсь, в этот момент двигатели работают на полной скорости.

Я не буду доказывать , что это невозможно, но я был бы удивлен, что это возможно. Я разовью причины и предоставлю физическую основу, которую вы можете использовать для вычисления решения, чтобы с некоторыми усилиями получить окончательный ответ.

Корпус планера нельзя масштабировать до авиалайнера

Он работает с планером по двум причинам:

• Высота, которую нужно достичь, прежде чем планер сможет набирать высоту самостоятельно, ограничена: около 200 м. Сравните с теми 10 км, которые летят авиалайнеры (так как вы хотите достичь крейсерской высоты без двигателей).

• Планер имеет аэродинамическое качество 30 , 60 для лучших планеров, B747 имеет отношение L/D 17.

Эти два различия имеют огромные взаимосвязанные последствия:

• Когда вы поднимаете трос, верхний сегмент этого троса должен выдерживать весь вес троса, плюс создаваемое сопротивление, плюс усилие, которое должен передать трос, чтобы двигать летательный аппарат вперед. Каждый добавленный к проволоке ньютон или кг увеличивает требуемое сечение, отсюда вес, отсюда сечение и т.д.

• Если отношение L/D ниже, то дрон будет создавать большее сопротивление, когда он будет создавать подъемную силу для подъема троса, следовательно, сила, создаваемая лебедкой, должна быть больше, чтобы двигать дрон вперед, следовательно, сечение троса должно быть больше. больше, поэтому первая проблема усугубляется.

Описание проблемы

Кривая кабеля будет контактной сетью , фактические расчеты инженера должны доказать, что решение невозможно с материалом, который у нас есть сегодня (включая хороший кандидат, Dyneema , используемый буксирными судами).

Аналогия с воздушным змеем

Желающие также могут попробовать Java- апплет Kite Modeler от NASA, так как в этой конфигурации самолет в основном представляет собой воздушного змея:

^{Источник}

Дополнительные проблемы для решения:

• Как управлять безопасным коридором длиной в несколько десятков километров?
• Как сбросить лебедку для следующего пуска?
• Влияние ветра на трос и соответствующие толчки на самолет.
• Влияние упругости троса на самолет.
• Как продолжить работу, когда в воздухе начинает накапливаться статическое электричество, а превращать систему в громоотвод не хочется?

Конечно, есть много препятствий, которые нужно преодолеть.

Множество. Я уже говорил, что инженерия устраняет проблемы, а не создает их.

Но все препятствия на самом деле не имеют значения. Планеры не используют лебедки из-за ограниченной взлетно-посадочной полосы, они используют их, потому что у них нет двигателей, поэтому сравнение на этом заканчивается.

Таким образом, с коммерческими самолетами (реактивными и турбовинтовыми) проблем нет, они обладают большой мощностью и уже работают с коротких взлетно-посадочных полос.

Шум

Город в непосредственной близости от маленького аэропорта не обрадуется, когда из запущенного самолета высвободится колоссально тяжелый трос и упадет на него. Если есть место для сброса, то наверняка есть место для более длинной взлетно-посадочной полосы и место для установки меньшей мощности набора высоты.

(Я не решался написать этот ответ, потому что не мог найти официальных источников, но в конце концов решил это сделать; источник в том, что я летал на планерах, инструктировал и занимался их обслуживанием в течение многих лет)

Что-то, что не упоминается в других ответах, - это нагрузка на планер. Срок службы планера, который регулярно лебедится, сокращается. Как я уже сказал выше, у меня нет конкретных источников, но я помню, как участвовал в продлении срока службы Бланика и в определении разрешенного количества часов; регулярные пуски с лебедки производитель приравнивал к обычному высшему пилотажу (то есть как к тому, что существенно сокращало срок службы планера).

В дополнение к другим отличным ответам, еще два удара по запуску кабеля в коммерческой авиации:

1. Нужен контроль и мощность для чрезвычайных ситуаций
2. Дополнительная точка отказа и потеря взлетно-посадочной полосы
3. Повреждение взлетно-посадочной полосы

Во-первых, самолет всегда будет иметь полную мощность при запуске, независимо от того, запущен кабель или нет. Это делается для того, чтобы обеспечить максимально возможный запас прочности на случай возникновения проблемы.

Во-вторых, механизм запуска кабеля добавляет дополнительную точку отказа. Мало того, что мы не сможем запуститься из-за проблемы с механизмом запуска троса, но это может помешать использованию этой взлетно-посадочной полосы для взлета или посадки в зависимости от проблемы.

Наконец, трос и его крепления обязательно должны быть тяжелыми, так как они будут врезаться в землю или, возможно, в пластину, предназначенную для поглощения такого удара при отпускании. Однако не все выпуски будут идеальными, и если кабель или его крепление попадут на взлетно-посадочную полосу, они будут скомпрометированы, что может привести к остановке всего движения на этой взлетно-посадочной полосе на много часов.

Со всеми этими вещами можно справиться, но это дополнительные факторы, которые помешают авиакомпании и аэропорту внедрить такую ​​систему.

Однако есть дополнительное положительное смещение:

На взлете расходуется значительное количество топлива. Если взлет может быть запитан от наземного источника энергии, особенно там, где электричество дешевое, вы можете компенсировать часть топлива и связанные с ним расходы для каждого полета, что может привести к значительной экономии по сравнению с отраслевыми рейсами.

Это также уменьшит (или, по крайней мере, переместит) выбросы углерода.

Как пилот планера, который в основном использует лебедочный запуск, а также профессиональный инженер, я вижу обе стороны проблемы.

Вы можете решить проблемы с запуском, бросив инженеров и деньги на проблему, но есть вопиющая проблема, которая, похоже, не была освещена: обрыв кабеля.

Несмотря на чрезмерно спроектированные тросы и соединения, разрывы тросов случаются, у меня была пара, и они могут быть моментами сжимания сфинктера, но мы тренируемся для них и выживаем. Мы выживаем в них главным образом потому, что мы летаем на планерах, самолетах, специально предназначенных для полетов без двигателя.

Разрыв на малой высоте, и я просто приземляюсь за лебедкой, для этого потребуется очень длинная взлетно-посадочная полоса с частично поднятой лебедкой, перерыв на среднем уровне, и я поворачиваюсь и совершаю посадку через поле, что легко, так как мой аэродром очень широкий, но коммерческий аэропорт имеет довольно узкие взлетно-посадочные полосы. Разрыв более высокого уровня, быстрый круг по полю и нормальная посадка. Авиалайнер - это не планер, поэтому приземление впереди возможно, но круг и приземление обычно невозможны из-за характеристик планирования авиалайнера. Для приземления через поле потребуется квадратная взлетно-посадочная полоса, что очень дорого.

... и тогда у вас есть проблема после успешного выпуска кабеля из нескольких тонн, упавших на землю. При планировании это делается с помощью парашюта, натянутого лебедкой. В случае выхода из строя лебедки при высвобождении троса необходимо, чтобы вокруг лебедки была свободная зона того же диаметра, что и высота высвобождения, на случай, если трос упадет на что-то или кого-то. В отличие от скользящего, этот кабель будет очень тяжелым.

Кабели тяжелые, давайте делать рельсотроны

По сути, планеры легкие, и их нужно только поднять на небольшую высоту, авиалайнер огромен, и вы можете надеяться только на то, чтобы сэкономить часть энергии взлета. Самолет нельзя было сделать меньше, если только он не взлетал из таких мест. И трос, тянущий авиалайнер, будет невероятно тяжелым, и вам понадобится всего 3 км или около того (длина взлетно-посадочной полосы), если только вы не думаете, что в аэропортах всегда есть место за взлетно-посадочными полосами.

А вот с рельсотроном было бы веселее.

С какой скоростью мы можем проехать 3 км?

Представьте, что мы ускоряемся с ускорением 1 g (общая сила, действующая на пассажиров, тогда составляет 1,4 g) на 3 км (приемлемая взлетно-посадочная полоса международного аэропорта). v^2=u^2+2as -> окончательное значение v=240 м/с или 540 миль/ч, что довольно близко к крейсерской скорости. Так что нам не нужна для этого даже трехкилометровая взлетно-посадочная полоса, иначе мы могли бы разогнаться помягче.

Есть заминка - мы все еще на земле. Таким образом, на самом деле лучше всего помочь самолету набрать скорость взлета (v2), а остальную часть взлета продолжить как обычно.

Если это так умно, то почему это не делается?

Он находится в разработке. EM Assisted Launch System для ВМС США, заменяющая запуск катапульты с авианосцев.

Но, как объясняет этот ответ , доля энергии авиалайнера, используемой для взлета, составляет небольшую долю от общей используемой энергии, поэтому вы, вероятно, потеряете какие-либо преимущества в дополнительном весе от реализации такой вещи.

Довольно очевидный момент, который, кажется, был упущен в других ответах: как быстро вы можете вращать лебедку? В загруженном аэропорту самолеты могут вылетать каждые пару минут. Чтобы достичь крейсерской высоты, ваша лебедка должна намотать трос значительной длины. Затем он должен упасть на землю после того, как самолет выпустит его, что занимает в лучшем случае минуту или две, а если у него есть парашют, то больше. Затем наземная бригада должна схватить конец троса, смотать его обратно к взлетно-посадочной полосе (для чего требуется транспортное средство) и прикрепить его к следующему самолету. Скажем, вы можете сделать все это за действительно оптимистичные 10 минут: это означает, что вы сократили пиковую пропускную способность вашего аэропорта до 20%.

Затем у вас есть стоимость всей этой инфраструктуры, плюс вам нужно ее дублировать, чтобы вы могли двигаться в любом направлении. И это даже не касается того, что вы можете сделать с пересекающимися взлетно-посадочными полосами (или даже параллельными) или как кабели могут повлиять на посадочный трафик...

Я считаю, что это хорошая идея, и что в конечном итоге это произойдет, но не в ближайшее время. С теми самолетами, которые мы сейчас имеем, это просто экономически невыгодно. Мы говорим, что брать дополнительное топливо в самолет очень дорого. Это дорого, потому что, если вы берете дополнительное топливо для увеличения дальности полета, вам нужно получить его в воздухе, а затем нести его всю дорогу, пока оно вам не понадобится. Дело не в цене топлива, а в том, чтобы везти его до тех пор, пока оно вам не понадобится. Топливо на взлет и набор высоты расходуется сразу, так что совсем не дорого. Счет за электроэнергию для лебедки, вероятно, будет стоить почти столько же, сколько топливо, которое вы экономите.

Хотя система кажется вполне осуществимой. Если это работает в небольших масштабах, для истребителей и планеров, то почему это не работает в более крупных масштабах? Я считаю, что воздушное движение постепенно начнет переходить на самолеты с электрическим приводом в течение следующих нескольких десятилетий. Для электрических самолетов взлет с помощью земли был бы гораздо более выгодным или даже необходимым. Лебедка может поднять самолет над облаками, а там он сможет лететь к месту назначения на солнечной энергии. Если бы ему пришлось добраться туда самому, ему понадобились бы огромные аккумуляторные батареи.