Kann ein Flugzeug mit umgekehrtem Propeller rückwärts fliegen?

Fliege? Nein.
Flügel erzeugen im Allgemeinen nur dann genug Auftrieb, um ein Flugzeug in der Luft zu halten, wenn Luft in die beabsichtigte Richtung über sie strömt. Wenn Sie den Luftstrom über den Flügel umkehren (z. B. indem Sie sich rückwärts in der Luft bewegen), würde der Flügel nicht mehr den erforderlichen Auftrieb erzeugen, und das Flugzeug würde "extrem schnell absinken", bis ein normaler Luftstrom über den Flügeln vorhanden war restauriert. (Das ist die höfliche Art zu sagen "das verdammte Ding fällt wie ein Stein vom Himmel!")

Umzug? Ja. Zumindest am Boden.
Dies wurde mehr als einmal von Fat Albert demonstriert , dem C-130, der die Blauen Engel unterstützt. Während die Propeller selbst nicht umkehren, wird die Blattsteigung geändert, um einen Rückwärtsschub zu erzeugen (das Flugzeug wird auf die gleiche Weise verlangsamt wie Schubumkehrer bei einem Düsentriebwerk und in diesem Fall seine Fahrtrichtung umkehren ).

Beachten Sie, dass es eine bemerkenswerte Ausnahme von der Regel "Flugzeuge können nicht rückwärts fliegen" gibt, auf die der von Ethan verlinkte Artikel anspielt : Wenn die Windgeschwindigkeit die Stallgeschwindigkeit des Flugzeugs überschreitet, ist es möglich, dass ein Flugzeug mit seiner minimalen Fluggeschwindigkeit "fliegt". , aber relativ zum Boden rückwärts bewegen.
Dies ist jedoch ein kleiner Betrug: Das Flugzeug denkt immer noch, dass es vorwärts fliegt (die relative Geschwindigkeit des Windes über den Flügeln ist in der "normalen" Richtung und die Fluggeschwindigkeit ist schnell genug, um genug Auftrieb zu erzeugen, um den Flug aufrechtzuerhalten). Es passiert einfach, dass die Fluggeschwindigkeit eine Gegenwindkomponente enthält, die ausreicht, um dem Flugzeug eine Netto-"negative" Bodengeschwindigkeit zu geben .
Die hypothetische P-51 in Ihrer Frage würde anhaltende Winde von etwa 83 Knoten erfordern, damit dieser Trick funktioniert (wir nennen das im Allgemeinen einen Hurrikan), aber so etwas wie eine Piper Cub kann dies bei viel vernünftigeren Windgeschwindigkeiten tun.

Kurz gesagt, nein.

Erstens ist der Flügel eines Flugzeugs so konstruiert, dass er nur in einer Richtung Auftrieb erzeugt. Ein Luftstrom, der sich rückwärts über das Schaufelblatt bewegt, würde nicht richtig um es herum geleitet werden; Die Luft, die über die Hinterkante strömt, würde zu sauber geteilt (so dass sie zu leicht ins Stocken geraten könnte) und durch die sanftere Neigung auf der Rückseite des Flügels nicht so schnell beschleunigt werden, wodurch sie reduziert wird Aufzug. Die Vorderkante, jetzt die Hinterkante, würde den Luftwiderstand erhöhen und den Auftrieb weiter verringern, da sich die Grenzschicht entlang ihrer Kurve zu früh trennen würde. Mit anderen Worten, ein Flügel, der sich rückwärts bewegt, erzeugt sehr wenig Auftrieb und viel mehr Luftwiderstand, beides schlecht für ein Flugzeug, das versucht, in der Luft zu bleiben.

Darüber hinaus sind die Flügelsehnen der meisten Propellerflugzeuge gegenüber dem Schubvektor des Triebwerks leicht nach oben geneigt, was im Horizontalflug einen Anstellwinkel ungleich Null bietet. Dies bietet mehr Auftrieb auf Kosten eines etwas höheren Luftwiderstands und ermöglicht es einem Flugzeug, die Höhe bei Reisegeschwindigkeit mit der Nasenhöhe leichter zu halten. Im umgekehrten "Flug" würde dies zu einem negativen Anstellwinkel führen und den Auftrieb noch weiter verringern.

Schließlich ist der horizontale Stabilisator so konzipiert, dass er im Vorwärtsflug Abtrieb liefert, um einem leicht nach vorne gerichteten Schwerpunkt entgegenzuwirken (diese grundlegende Konstruktion verursacht ein wünschenswertes Strömungsabrissverhalten, wodurch das Flugzeug nach unten rast, um den normalen Luftstrom wiederherzustellen). Dies wird in niedrigen Flügeln mit einem leichten Abwärtswinkel des horizontalen Stabilisators (oder einem leichten Aufwärtswinkel zu Canards) und in hohen Flügeln erreicht, indem der Abwind vom Flügel verwendet wird, um auf das Heck zu drücken. Wenn Sie sich rückwärts bewegen, gibt es keinen Abwind, um das Gewicht an der Nase auszugleichen, und eine Abwärtsneigung würde das Heck aktiv nach oben drücken, wenn der Wind daran vorbeizieht, wodurch das Flugzeug in beiden Fällen in eine Haltung mit der Nase nach unten gedreht wird (ebenfalls ein wünschenswertes Erholungsverhalten, wenn Sie hängen an Ihrer Stütze).

In einer herausragenden technischen Entscheidung der Flugzeugkonstrukteure richten sie die Krümmung der Flügel aus und trimmen die horizontalen Stabilisatoren, um Auftrieb und ausgleichende Trimmkraft zu erzeugen, wenn sich das Flugzeug in die Richtung bewegt, die seine Insassen als "vorwärts" bezeichnen würden, dh die Richtung der Pilotensitz zeigt nach vorne.

Es gibt einige Flugzeuge, insbesondere späte sowjetische Konstruktionen wie die MiG-29 und die Su-27, die für das wünschenswerte "Post-Stall" -Verhalten konstruiert wurden. Diese Flugzeuge sind in der Lage, bei extremen Anstellwinkeln (über 90 ° außerhalb des Akkords) stabil und kontrollierbar zu bleiben, und sind die besten Beispiele für ein Flugzeug, das zumindest für einige Sekunden "rückwärts fliegen" kann. Zu den beteiligten Manövern gehören der Tailslide (in die Vertikale ziehen, mit der Nase nach oben überziehen und mit dem Heck zuerst auf die Erde fallen, dann den Steuerknüppel zurückziehen, um das Heck hinter sich auszuschlagen und die Nase fallen zu lassen, um sich zu erholen) und die Kobra (Von Vollgas Motor abstellen und kräftig aufschlagenum das Flugzeug absichtlich abzuwürgen und mit der Nase nach oben zu drehen, dann den Steuerknüppel zu zentrieren, damit das Flugzeug mit der Nase nach unten gehen kann). Die meisten vergleichbaren US-Flugzeuge sind zu diesen Manövern nicht in der Lage, da sie so konstruiert sind, dass sie ein Abwürgen vermeiden, gemäß der „Energiemanagement“ -Theorie des westlichen Kampfmanövers (wobei Abwürgen, unabhängig von der Fluggeschwindigkeit, bedeutet, dass Sie keine Energie mehr zum Manövrieren haben, ebenso wie Sie auch zu wenig Vorwärtsfluggeschwindigkeit haben, um in der Kurve zu bleiben, oder Sie haben gerade die Flügel Ihres Flugzeugs in Luftbremsen verwandelt).

Theoretisch ja, ineffizient, sehr, sehr instabil, da die Steuerflächen dem Luftstrom zugewandt sind und nicht dahinter, so dass ein großes Risiko besteht, dass der Luftstrom die Steuerung reißt und sie auf vollen Weg zwingt - mit sehr schlechten Ergebnissen. Das Flugzeug würde umdrehen und in die entgegengesetzte Richtung fliegen wollen, weil es so konstruiert ist, dass es vorwärts fliegt.

Als ich als Jugendlicher Modellflugzeuge gebaut habe, habe ich das ausprobiert. Das Ergebnis ist sehr instabil und normalerweise hebt sich das Heck beim Start, wodurch das Flugzeug umkippt. Ich denke, mit der Verwendung von Computersteuerung, um der inhärenten Instabilität entgegenzuwirken, und einem speziell angefertigten Propeller könnte es möglich sein, aber die Entwicklungszeit und -kosten bedeuten, dass niemand jemals versuchen würde, dies zu tun.

Das Problem ist, dass das Leitwerk einer Standardkonfiguration wie eine Wetterfahne wirkt. Es will sich natürlich von der Luftstromrichtung abwenden.

Es besteht eine Beziehung zwischen dem vom Motor bereitgestellten Schub und dem durch das Profil der Flügel erzeugten Auftrieb. Normalerweise ist diese Beziehung rückwärts nicht gleich, also wird es nicht rückwärts fliegen.

Propellerflugzeuge wie die P-51 haben ein asymmetrisches aerodynamisches Profil, das rückwärts nicht den gleichen Auftrieb bieten kann.

Es gibt einige aerodynamische Profile, die nahezu symmetrisch sind, aber ein Kraftwerk erfordern, das viel größer ist als ein Propeller. Normalerweise kann dieses Kraftwerk nicht den gleichen Schub nach hinten wie nach vorne liefern.

Wenn ein Rückwärtsschub erzeugt würde (Sie könnten dies nicht einfach durch Umkehren der Stütze tun), könnte ein Flugzeug rückwärts fliegen.

Während die Flügel so geformt sind, dass sie Auftrieb erzeugen, wenn sie in Vorwärtsrichtung durch die Luft fliegen, können Sie durch Anstellwinkel und genügend Schub Auftrieb in jede Richtung erzeugen. Der Anstellwinkel verändert das scheinbare Profil des Flügels. Das gleiche Prinzip ermöglicht es Flugzeugen, auf Messers Schneide kopfüber oder seitwärts zu fliegen. Das einfachste Beispiel ist, wie ein Papierflieger auch mit völlig flachen Flügeln gleiten kann.

Nein.

Versuchen Sie, mit Ihrem Fahrrad rückwärts einen steilen Hügel hinunterzufahren, wenn Sie sich nicht sicher sind, was andere Autoren hier mit passiver Nickstabilität und Gierstabilität meinen.

Der Grund, warum sich das große Leitwerk und die Höhenruder weit hinter der Mitte der Flügel befinden, besteht darin, sicherzustellen, dass sie beim Vorwärtsflug dazu neigen, jegliches Wackeln zu begradigen.

Gehen Sie in die Kneipe und schauen Sie sich an, wie Darts fliegen, wenn Sie möchten. Sie können auch versuchen, eine davon nach hinten zu werfen.

Sie brauchen dafür keinen Umkehrschub. Ziehen Sie einfach die Nase ganz nach oben und lassen Sie die Geschwindigkeit nachlassen, bis Ihre vertikale Geschwindigkeit Null ist. Dann rutschst du ab . Die meisten Flugzeuge sind so konstruiert, dass dies nicht sehr einfach ist, aber wenn Sie den Schwerpunkt weit genug nach hinten verschieben, indem Sie Steine ​​​​in das Heck stecken, können Sie dies tun.

Das Problem dabei ist, dass es Ihnen sehr schwer fallen wird, nicht bis zum Boden zu gleiten (und die Garantie erlischt), es sei denn, Ihr Flugzeug ist speziell hergestellt und Sie sind speziell geschult.