Qual é a aeronave de aceleração mais rápida na decolagem?

O desempenho do avião realmente não é medido dessa forma, em parte porque os dados de 'drag race' de aceleração rápida não são um aspecto pertinente de seu envelope de vôo. Dito isto, há alguns exemplos, um sendo do programa de TV Top Gear, onde um Bugatti Veyron corre um Eurofighter Typhoon - e é fumado pelo jato.

Eu não tenho dados sobre caças a jato quanto a aceleração linear; um cálculo rápido poderia revelar alguns dados básicos.

Tomemos o caso de um F-22. Assumindo um peso de decolagem de 55.000 lbf, lineup, 70.000 lbf empuxo em potência máxima, em seguida, freia e rola, esperamos ver uma aceleração em torno de:

$$ (70/55) * 32,2 ft / s ^ 2 = 41 ft / s ^ 2 $$

Isso também não pressupõe atrito das rodas ou resistência do ar durante o rolo de decolagem.

Por cinemática básica, o jato alcançaria 60 mph ou 88 pés / segundo em 88/41 = 2,15 segundos.

Então, um F-22 ou outro caça a jato de alta performance poderia derrotar um Model S em uma corrida drag? Bem, é teoricamente possível e, como mostra o exemplo acima, aconteceu e não terminou bem para o carro.

Quanto aos aviões, o carro vai fumá-los até que o carro chegue a Vr para o jato ou por aí.

E não há como o modelo S fazer 0-1000 mph.

A aceleração mais rápida de uma aeronave a partir de uma posição estacionária é encontrada em uma aeronave naval lançada por catapulta. Para um como o FA-18, ele vai de 0 a 165 mph em dois segundos, o que excede a figura de Tesla por uma larga margem.

Claro, isso é com alguma ajuda da catapulta.

Essa seria a aeronave com a maior relação empuxo-peso. Este site lista os lutadores do mundo com um pouco intrigante para o peso TO:

TWR or T/W ratio = (Max Thrust of Engine / (Empty Weight + (3.505 Tonnes of Fuel & Weapons, or only Internal Fuel)))

• 1.30 - Su-35BM
• 1.29 - F-15K
• 1.26 - Su-27S
• 1.25 - Eurofighter
• 1.24 - Mig-35
• 1.23 - Su-27SK & J-11A
• 1.19 - Rafale C
• 1.19 - Mig-29M/M2
• 1.19 - F-15C
• 1.18 - F-22 (T/W = 1.37 with Round nozzles)

Vamos pegar o F-22 com os bicos redondos, sejam eles quais forem: empuxo-a-peso de 1,37. Peso W = m * g, então

$$ a = \ frac {T} {W} \ cdot g = 1,37 * 9,81 = 13,44 ~ \ texto {m / s} ^ 2 $$

60 mph = 26,82 m / s, e com V = a * t obtemos por t = V / a = 2,0 seg. O F-22 com os bicos redondos chega a 60 mph em 2.0 segundos.

Ou com TWR, a relação entre empuxo e peso e todas as unidades do SI: $$ t = \ frac {V} {g \ cdot TWR} $$

Editar

O acima é claro para circunstâncias sem atrito, como @Manu H apontou em um comentário. Além disso, @ Zeus apontou que o "F-22 com os bicos redondos" nunca se tornou nada além de um brilho nos olhos de algum engenheiro. Então, o que conseguimos se pegarmos a aeronave listada como a mais alta T / W - a Su-35 - e tentar uma ROM para efeitos de fricção?

Vamos pegar um SU-35 na TWR de 1,3. Resistir ao atrito é causado por:

• Rolamento de atrito dos pneus. Este site da Wikipédia lista os coeficientes de resistência ao rolamento, vamos dar 0,006 (sobre o valor mínimo de pneu de carro), então arraste o pneu = 0,006 peso da aeronave.
• Atrito aerodinâmico. Vamos supor que isso seja causado apenas por arraste sem elevação $ C_ {D_0} $. Este site Wiki fornece um coeficiente de arrasto subsônico de 0,021 para um Phantom, digamos assim. Este site Wiki fornece dados adicionais sobre o Su35, como o máximo de empuxo e área de asa. Para corresponder ao TWR de 1,3 com a potência pós-combustão declarada de 284 kN, teremos uma massa de 22,269 kg.

O arrasto aerodinâmico é uma função quadrática da velocidade. A 60 mph = 26,82 m / s, o arrasto aerodinâmico = $ C_ {D_0} \ cdot \ frac {1} {2} \ rho \ cdot V ^ 2 \ cdot S $ = 0.021 * 0.5 * 1.225 * 62 * 26.82 $ ^ 2 $ = 574 N = 0,2% do impulso. Ou seja, na velocidade final, o valor médio ponderado é um terço disso = 0,07% de empuxo

Arrasto de pneu = 0,006 * m * g = 1,311 N = 0,5% de empuxo

Então, se considerarmos o arrasto, precisamos usar cerca de 99,4% do empuxo. O tempo para chegar a 60 mph agora se torna

$$ t = \ frac {V} {g \ cdot TWS 0.994 \ cdot} = \ frac {26.82} {9.81 \ cdot 0.994 \ cdot 1.3} = 2.1 ~ \ text {seg} $$

Que maneira de passar um domingo ...