Was passiert, wenn alle Passagiere gleichzeitig springen?

Stellen Sie sich als Gedankenexperiment ein Flugzeug mit minimalem Treibstoffverbrauch/Geräten an Bord und Hunderten von schweren Passagieren vor, die etwa 10 % des Flugzeuggewichts ausmachen.

Stellen Sie sich nun vor, dass sie eine Möglichkeit haben, einen Sprung zu synchronisieren, bei dem sie vorübergehend für 0,5 Sekunden in der Luft in Bezug auf das Flugzeug sind.

(HINWEIS: Wenn Ihnen die Vorstellung von so vielen schweren Passagieren zu schaffen macht, gehen Sie davon aus, dass es sich um einen Frachtträger mit federbelasteten „Widgets“ handelt, die so programmiert werden können, dass sie sofort „springen“.)

Fragen:

  1. Kann die Flugdynamik durch den Sprung in JEDER Flugphase beeinträchtigt werden?

  2. Wie viel Prozent des typischen Flugzeuggewichts (Fracht/Passagier) ist die tatsächliche Fracht (ohne Treibstoff)?

  3. Spielt die Position der "springenden" Fracht eine Rolle? Heck vs. Cockpit

  4. Was passiert, wenn alle Passagiere/Fracht plötzlich in den Heck- oder Cockpitbereich springen?

Alle springen!

Ich nehme an, nichts, da die Passagiere den gleichen Schwung des Flugzeugs haben würden.
Ich bin sicher, dass MythBusters das gerne ausprobieren würde.
...sie sich alle mit dem Kopf an die Kabinendecke stoßen und erfahren, dass der Passagierbereich der meisten Flugzeuge innen gar nicht so groß ist? (Was? Ich bin 6'2 - ich kann in manchen Flugzeugen nicht einmal aufstehen !)

Antworten (1)

Ich gehe davon aus, dass die Startbedingung Horizontalflug ist.

  1. Jawohl. Momentan wäre die Annahme eines "starren Körpers" nicht erfüllt. Außerdem wäre das Flugzeug für diese 0,5 s nicht mit 10% des Gewichts in Kontakt, unter der Annahme eines konstanten Schubs und einer konstanten Geschwindigkeit, Sie hätten 10% mehr Auftrieb als Gewicht, wodurch das Flugzeug etwas ansteigt, bevor es wieder absteigt, wenn alle Passagiere landen nochmal. Die Geschwindigkeit würde nicht stark beeinflusst, da der Luftwiderstand unverändert bleiben würde (keine äußere Formänderung oder große Einstellungsänderungen).

  2. Der Unterschied zwischen dem Nullkraftstoffgewicht (ZFW) und dem Trockenbetriebsgewicht (DOW) ist wahrscheinlich das, wonach Sie suchen. Airbus definiert ihn als „Total Traffic Load“. Wenn Sie Catering, Kabinenausstattung und die Besatzung hinzurechnen möchten, dann nehmen Sie die Differenz zwischen dem ZFW und dem Hersteller-Leergewicht (MEW). Als Prozentsatz kann es je nach Flugzeugklasse stark variieren (Klasse 23 hat zum Beispiel viel weniger Fracht-/Passagierraum als eine Klasse 25).

  3. Jawohl. Denken Sie an einen Balken im Gleichgewicht auf einem Drehpunkt, der sich auf halber Länge befindet: Wenn Sie direkt über dem Drehpunkt drücken, dreht sich der Balken nicht, jede andere Position führt dazu, dass er sich dreht und umkippt. Dies bedeutet nicht, dass das Flugzeug umkippen könnte, da der Strahl ein unkontrolliertes und instabiles System ist, während das Flugzeug gesteuert wird, aber es ist ein Vergleich, der helfen kann, den Effekt zu visualisieren

  4. Ich würde es eher als Schalten und nicht als Springen definieren. Dies ist ein völlig anderes Szenario: Der Schwerpunkt am Ende dieses "Sprungs" würde sich zu Beginn des Experiments an einer völlig anderen Stelle befinden, was in den vorherigen Szenarien nicht der Fall war. Durch das Verschieben des Schwerpunkts ist es wahrscheinlich, dass es die angegebenen Positionsgrenzen überschreitet und dazu führt, dass das Flugzeug unkontrollierbar wird, nach oben oder unten neigt (je nachdem, ob Sie die Passagiere nach vorne oder hinten verschieben) und überzieht oder abtaucht. Bei großen Flugzeugen ist es offensichtlich nicht einfach, ein solches unsicheres Szenario zu erreichen, da die Fracht normalerweise viel schwerer als die Passagiere ist, was das Ausmaß der CG-Verschiebung begrenzt.

Ich denke, das ist falsch. Stellen Sie sich vor, Sie haben nur einen Passagier mit einer Masse von 1 kg. Wenn dieser Passagier springt, übt er eine nach unten gerichtete Kraft auf den Kabinenboden aus, die größer ist als die Erdbeschleunigung. Es muss sein, damit sie springen können. Unter der Annahme, dass alles starr ist, würde das Flugzeug eine Abwärtskraft erfahren, die durch die Aufwärtskraft, die aufgrund der vorübergehenden Gewichtsreduzierung erfahren wird, genau aufgehoben wird. Abgesehen vom Kraftstoffverbrauch ändert sich die Masse des Gesamtsystems nicht. Wenn Sie es messen könnten, glaube ich, dass Sie nach unten, oben, unten sehen würden.
@Simon, das könnte sein. Ich glaube nicht, dass der gesamte Nettoeffekt, Augenblick für Augenblick, vollständig Null wäre, es wird höchstwahrscheinlich ein gewisses Wackeln nach oben und unten geben (z. B. würde die von Ihnen erwähnte Abwärtsbeschleunigung zuerst gewinnen und das Flugzeug leicht nach unten bewegen), wenn Sie können Arbeite die Gleichungen aus, gib bitte deine Antwort, es wäre interessant.
@Federico, nehmen wir nicht NUR einen Horizontalflug an. Auf- und Abstieg ebenso. Ursprünglich wurde ich durch den relativ kürzlichen Absturz einer 747 inspiriert, die aufgrund einer Lastverschiebung während des Starts abstürzte, wodurch sie in den Boden geriet.
@KORD4me Das Verschieben der Last ist ein ganz anderes Problem: Sie haben den Schwerpunkt, der sich bewegt und nicht in seine Ausgangsposition zurückkehrt.
@Federico, darauf habe ich mit meiner 3. Unterfrage hinzuweisen versucht. Angenommen, alle Passagiere befanden sich am Heck oder Cockpit, wenn dies die Zwischenergebnisse ändern / beeinflussen würde. Einverstanden, dass das Schalten etwas anders ist, könnte ich die Frage erweitern.
@KORD4me Antwort erweitert, aber ich habe den Eindruck, dass dieser spezielle Unfall eine separate Frage / Diskussion verdienen könnte
Beachten Sie auch den Filair-Unfall 2010 in Bandundu, Demokratische Republik Kongo, wo ein Passagier ein in einer Sporttasche verstecktes Krokodil an Bord brachte. Das Krokodil entkam und löste eine Panik unter den Passagieren aus, die alle zu einem Ende des Flugzeugs eilten. Dies verursachte ein Ungleichgewicht im Flugzeug, das zu einem Kontrollverlust und einem Absturz führte. planecrashinfo.com/unusual.htm
@Unterstreicht, dass ein L-410 Turbolet nicht wirklich ein "großes Flugzeug" ist, daher fällt es gut in das in meiner Antwort beschriebene Verhalten
@ Wer auch immer abgelehnt hat: Möchten Sie das bitte erklären?
Die ganze Antwort ist Unsinn; das Gewicht des Flugzeugs umfasst die Luft und alles, was in der Luft hängt; es ändert sich an keiner Stelle.
@RussellBorogove ja, um etwas nach oben zu beschleunigen, muss man eine nach oben gerichtete Kraft verwenden (Newton). Diese Kraft summiert sich mit der Schwerkraft, die das wahrgenommene Gewicht für den Bruchteil einer Sekunde geringfügig verändert.
@RussellBorogove plus, ein Objekt, das im Freiflug in der Luft hängt (wie ein Passagier nach einem Sprung), interagiert nicht mit der Flugzeugstruktur und die Flügel müssen während dieser Zeit nicht sein Gewicht tragen.
Was passiert, wenn alle Passagiere gleichzeitig springen?
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