In diesem Video versucht ein Flughafenmitarbeiter (in Blau) zu verhindern, dass eine Boeing 737 bei starkem Wind auf Eis rutscht:
Hatte er überhaupt eine Chance?
Auf der einen Seite des Arguments rutscht das Flugzeug, weil die Kraft des Windes stärker ist als die Reibungskraft gegen das Eis. Wenn der Arbeiter dieser Kraft entgegenwirken kann, um zu verhindern, dass sie über den statischen Reibungskoeffizienten mit dem Eis steigt, dann könnte er verhindern, dass das Flugzeug weiter rutscht. Selbst wenn der Wind 1 Newton Kraft über den statischen Reibungskoeffizienten der Reifen aufbringen könnte, würde das Flugzeug rutschen. Der Arbeiter sollte in der Lage sein, einige Dutzend Newton aufzubringen, um einer Kraft dieser Größenordnung entgegenzuwirken.
Andererseits, wie viel Kraft konnte er vernünftigerweise anwenden? Jedenfalls nicht mehr, als seine eigene Haftreibung mit dem Eis zulassen würde. Vielleicht würde die Tatsache, dass er Absätze ins Eis graben konnte, seinen Beitrag bedeutend machen?
Natürlich erwarte ich nicht, dass der Arbeiter das rutschende Flugzeug stoppt, aber hätte er vernünftigerweise verhindern können, dass das Flugzeug weiter rutscht ?
Angenommen, der Reibungskoeffizient auf dem Eis ist für Reifen und Schuhe ungefähr gleich. Es würde genauso gut tun, in das Flugzeug zu steigen, wie zu versuchen, es zu schieben. Beides würde die Reibungskraft um höchstens erhöhen Nachdem wir eine Obergrenze für die Wirksamkeit des Stoßens festgelegt haben, können wir diese mit den Größenordnungen der bereits vorhandenen Kräfte vergleichen.
Eine leere 737 hat eine Masse von rund 30.000 kg. Ein Mensch auf der größeren Seite hat eine Masse von etwa 100 kg.
So könnte der Mensch, der auf das Flugzeug schiebt, seinen Rutschwiderstand um etwa 0,3% erhöhen.
Wenn man bedenkt, dass der Wind im Allgemeinen in Böen kommt, die um mehr als 0,3% variieren, würde das Flugzeug während der Böen immer noch rutschen, obwohl es theoretisch etwas weniger ist, als es sonst gerutscht wäre.
Angenommen, Eisklampen wären verfügbar. Nun ist die Kraft des Menschen, einer Bewegung Widerstand zu leisten, nicht durch Reibung, sondern durch Kraft begrenzt. Leider liegt der menschliche Kniebeugenrekord bei einer Kraft von weniger als 6 KN. Der Reibungskoeffizient zwischen Gummi und Eis liegt bei etwa 0,2, sodass das Flugzeug bereits mit 60 KN Kraft zu kämpfen hatte. In diesem Fall könnte der Mensch also den Rutschwiderstand um nicht mehr als 10 % erhöhen, was in nicht extremen Wettersituationen nahe an der Windschwankung liegen könnte und tatsächlich geholfen hätte. Es wäre jedoch extrem gefährlich gewesen und hätte wahrscheinlich nur für eine sehr sehr begrenzte Zeit helfen können.
Wenn ich es wäre, würde ich einfach die Eisplatte unter den Reifen schieben und fertig.
Nach dem Ansehen des Videos scheint es, dass sich das Flugzeug dreht, anstatt seitwärts zu gleiten. Dies ist wichtig, da die Hinterreifen anscheinend die Traktion behalten und nur der Vorderreifen rutscht. Wenn man an die Gewichtsverteilung eines Flugzeugs denkt, lastet das meiste Gewicht auf den Hinterreifen. Tatsächlich scheint das Gewicht des Vorderrads bei einem 737 etwa 15 KN zu betragen, sodass bei Verwendung des Reibungskoeffizienten von 0,2 nur 3 KN Reibung vorhanden sind. Es scheint, dass nicht nur ein (sehr starker) Mensch mit Stollen helfen könnte, sondern das Flugzeug tatsächlich wieder an seinen Platz schieben könnte. Jemand, der nur Schuhe trägt, könnte immer noch mit etwa 5-10% aushelfen, was erheblich sein könnte. Beachten Sie jedoch, dass es am effektivsten wäre, in der Nähe der Nase zu drücken, da dies den längsten Hebelarm für das größte Drehmoment ergeben würde.
Um Ricks Antwort zu ergänzen:
Rick hat Recht, dass nur das Vorderrad rutscht. Das meiste Gewicht befindet sich auf den Haupträdern (es ist wichtig, dass der Schwerpunkt nahe an den Haupträdern liegt, um sicherzustellen, dass das Flugzeug nicht nickt, wenn die Räder bei der Landung auf den Boden auftreffen.) Nur ein kleiner Teil des Gewichts ist darauf das Bugrad.
Es scheint, dass die Nase des Flugzeugs durch einen Wind von links nach rechts (sehen Sie, wie der Schnee fällt) gedreht wird, der auf die Heckflosse trifft.
Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass sich die Haupträder genau auf halbem Weg zwischen Heckflosse und Bugrad befinden, wo unser Held auch drückt, sodass das Flugzeug als Hebel mit mechanischem Vorteil von 1: 1 fungiert.
Westjet verwendet 737-600/700/800. Laut http://www.b737.org.uk/techspecsdetailed.htm beträgt die Heckflossenfläche 26,44 m2 + 5,22 m2 Ruder, insgesamt etwa 30 m2.
Unter der Annahme einer Luftdichte von 1,3 und einer Windgeschwindigkeit von 25 m/s (90 km/h, 56 mph) haben wir einen Winddruck von 1,3/2*25^2=406,25 N auf einer Fläche von 30 m2, eine Kraft von 12,187 kN.
Angesichts der Tatsache, dass ich diese Zahlen als Schätzungen ausgewählt habe, kommt das überraschend nahe an Ricks Zahl.
Aber um es anders zu sehen, unser Held versucht (mit Hilfe der Reifenreibung), die Wirkung von starkem Wind auf einer 30 m2 großen Fläche zu stoppen.
Er hat keine Chance, es sei denn, Sie geben ihm eine Stange, die mehrmals länger als das Flugzeug ist, um sie als Hebel zu verwenden.
Die Person muss nur in der Lage sein, der auf das Flugzeug wirkenden Kraft entgegenzuwirken, um die Bewegung zu verlangsamen.
Die Kraft auf das Flugzeug kommt vom Wind – es wird eine ziemlich große Kraft sein, weil das Flugzeug eine ziemlich große Oberfläche hat – aber wenn die Person Eisspikes trägt, ist es nicht unvorstellbar, dass sie einen Unterschied machen könnten.
dotancohen