Se você já teve a chance, tente um início de guincho em um planador. É, para dizer o mínimo, uma experiência interessante. Eu não acredito que seria aceito pelo público em geral.

Então, essa é mais uma razão, isso assustaria os passageiros pagantes.

Eu não vou provar que não é possível, mas eu ficaria surpreso que seja. Desenvolverei as razões e forneço a estrutura física que você pode usar para calcular uma solução para ter, com algum esforço, uma resposta final.

O case do planador não pode ser escalado para um avião de passageiros

Funciona com um planador por dois motivos:

• A altura a ser alcançada antes que o planador seja capaz de ganhar altitude por si só é limitada: 200 m ou mais. Para ser comparado com os 10 km que os aviões voam (como você deseja alcançar a altitude de cruzeiro sem os motores).

• Um planador tem um lift-to- taxa de arrasto de 30 , 60 para os melhores planadores, um B747 tem uma relação L / D de 17.

Essas duas diferenças têm enormes consequências interligadas:

• Quando você levanta um cabo, o segmento superior deste cabo deve resistir a todo o peso do cabo, além do arrasto criado, mais a força que o cabo precisa transmitir para mover a aeronave frente. Cada newton ou kg adicionado ao fio aumenta a seção necessária, daí o peso, daí a seção, etc.

• Se a razão L / D for menor, a aeronave criará mais arrasto quando criar um levantamento para levantar o cabo, portanto a força criada pelo guincho deve ser maior para mover a aeronave para frente, daí a A seção do cabo deve ser maior, por isso o primeiro problema é agravado.

Descrição do problema

A curva do cabo será uma catenária , cálculos reais feitos por um engenheiro devem provar que a solução não é possível com o material que temos hoje (incluindo um bom candidato, Dyneema usado por rebocadores).

Analogia de pipas

Os interessados também podem experimentar o applet Java Kite Modeler da Nasa, como nesta configuração o avião é principalmente um papagaio:

^Fonte

Problemas adicionais a serem resolvidos:

• Como gerenciar um corredor seguro com algo como dezenas de quilômetros?
• Como redefinir o guincho para o próximo lançamento?
• Efeito do vento no cabo e solavancos correspondentes na aeronave.
• Efeito de elasticidade do cabo na aeronave.
• Como continuar as operações quando a eletricidade estática começa a se acumular no ar, e você não quer transformar o sistema em um pára-raios?

Sure there are a lot of hurdles to overcome.

Muito. Eu já disse isso antes, a engenharia corrige problemas e não cria problemas.

Mas todos os obstáculos realmente não importam. Planadores não usam guinchos por causa da pista limitada, eles usam porque não têm motores, então a comparação pára por aí.

E assim, não há problema com aviões comerciais (jatos e turboélices), eles têm muita potência e já operam em pistas curtas.

Ruído

Uma cidade nas proximidades de um pequeno aeroporto não ficará feliz quando um cabo estupidamente pesado for liberado da aeronave lançada e cair sobre ele. Se houver uma área para a queda, então certamente há uma área para uma pista mais longa e uma área para uma configuração de potência de subida mais baixa.

Além das outras respostas excelentes, mais dois ataques contra o lançamento de cabos no setor de aviação comercial:

1. Precisa de controle e energia para emergências
2. Ponto adicional de falha e perda de pista
3. Danos na pista

Primeiro, uma aeronave sempre terá poder total no lançamento, seja o cabo lançado ou não. Isto é para dar a maior margem de segurança possível, caso surja algum problema.

Em segundo lugar, um mecanismo de lançamento por cabo adiciona um ponto adicional de falha. Não só poderíamos acabar não sendo capazes de lançar devido a um problema no mecanismo de lançamento de cabos, mas também impedir que a pista fosse usada para decolar ou pousar, dependendo do problema.

Todas essas coisas podem ser tratadas, mas são fatores adicionais que impediriam que uma companhia aérea e um aeroporto adotassem tal sistema.

No entanto, há um deslocamento positivo adicional:

A decolagem usa uma quantidade significativa de combustível. Se a decolagem puder ser energizada a partir de uma fonte de energia no solo, particularmente onde a eletricidade é barata, você poderá compensar um pouco de combustível e seus custos associados a cada voo, o que poderia resultar em uma economia significativa em relação aos voos da indústria.

Isso também reduziria (ou pelo menos mudaria) as emissões de carbono.

(hesitei em escrever esta resposta porque não encontrei fontes oficiais, mas no final decidi fazê-lo; a fonte é que voei de planador, instruí e lidei com sua manutenção por muitos anos )

Algo não mencionado nas outras respostas é o estresse na estrutura da aeronave. Um planador que é guinchado regularmente tem uma vida útil reduzida. Como eu disse acima, eu não tenho fontes concretas, mas eu me lembro de estar envolvido na extensão do fim de vida de um Blanik, e para determinar quantas horas foram permitidas, o fabricante considerou lançamentos de guincho regulares no mesmo nível de acrobacias regulares (como algo que reduziu substancialmente o tempo de vida da célula).

Os cabos são pesados, vamos fazer railguns

Essencialmente planadores são leves e só precisam ser puxados para uma altura modesta, um avião é vasto e você só poderia esperar para economizar uma fração da energia de decolagem. O avião não podia ser diminuído, a menos que apenas decolasse de tais lugares. E o cabo para puxar um avião seria incrivelmente pesado, e você só teria 3 km ou mais (o comprimento da pista) para usar a menos que você pense que os aeroportos sempre têm espaço além das pistas.

Um railgun, no entanto, seria mais divertido.

Quão rápido podemos ir em 3km?

Imagine que aceleramos a 1g (a força total nos passageiros é de 1,4g) por 3km (pista de aeroporto internacional razoável). v ^ 2 = u ^ 2 + 2as - > v final = 240 m / s ou 540 mph, que é muito perto da velocidade de cruzeiro. Então não precisamos de uma pista de 3 km para isso, ou podemos acelerar mais suavemente.

Há um problema - ainda estamos no chão. Então, na verdade, a melhor coisa é ajudar a aeronave a uma velocidade de decolagem (v2) e deixar o restante da decolagem continuar normalmente.

Se isso é tão inteligente, por que não está sendo feito?

Está em desenvolvimento. O Sistema de Lançamento Assistido por EM para a Marinha dos EUA, para substituir o lançamento de catapultas de transportadoras.

Mas, como Esta resposta explica, a proporção de energia de um avião usado para decolar é uma pequena fração da energia total usada, então é provável que você perca quaisquer benefícios em peso adicional pela implementação de tal coisa.

Como um piloto de planador que usa principalmente o lançamento de guinchos e também um engenheiro profissional, posso ver ambos os lados do problema.

Você pode resolver os problemas de lançamento jogando engenheiros e dinheiro no problema, mas há um problema evidente que parece não ter sido coberto: quebras de cabos.

Apesar de ter cabos e ligações de engenharia excessiva, ocorrem rupturas de cabos, tive um casal e eles podem ser momentos de aperto esfincteriano, mas treinamos para eles e sobrevivemos. Nós sobrevivemos a eles principalmente porque estamos voando planadores, aeronaves que são especificamente projetadas para voar sem energia.

Uma pausa em nível baixo e eu simplesmente aterrissei além do guincho, isso precisaria de uma pista massivamente longa com o guincho a meio, uma pausa no meio do nível e eu fiz um pouso de cross-field que é fácil, pois meu campo de pouso é muito amplo, mas um aeroporto comercial tem pistas bastante estreitas. Uma quebra de nível mais alto e faça um circuito rápido do campo e aterre normalmente. Um avião de passageiros não é um planador e, portanto, a terra à frente é possível, mas o circuito e a terra normalmente não seriam possíveis devido às características de planeio de um avião de passageiros. Um pouso em campo cruzado exigiria uma pista quadrada que é extremamente cara.

... e então você tem o problema depois de uma liberação de cabo bem sucedida de várias toneladas de cabos caindo no chão. No deslizamento, isso é feito por meio de um pára-quedas sob tensão do guincho. No caso de uma falha do guincho na liberação do cabo, você precisará ter uma área livre ao redor do guincho com o mesmo diâmetro da altura de liberação, caso o cabo caia sobre algo ou alguém. Ao contrário de deslizar este cabo, ele será muito pesado.

Eu acredito que é uma boa idéia, e que isso acontecerá eventualmente, mas não tão cedo. Com os aviões que temos agora, simplesmente não vale a pena economicamente. Dizemos que trazer combustível extra em um avião é muito caro. É caro porque, se você trouxer combustível extra para aumentar seu alcance, você precisará colocá-lo no ar e, em seguida, carregá-lo até que você precise dele. Não é o preço do combustível que é caro, é ter que carregá-lo até você precisar dele que é caro. O combustível para decolagem e subida é usado imediatamente, por isso não é caro em tudo. A conta de eletricidade para o guincho provavelmente custaria quase tanto quanto o combustível que você está economizando.

O sistema parece perfeitamente viável. Se funciona em pequena escala, para caças e planadores, por que não funcionaria em escala maior? Acredito que o tráfego aéreo começará lentamente a mover-se em direção a aviões com motor elétrico nas próximas décadas. Para os aviões elétricos, uma decolagem assistida no solo seria muito mais benéfica, ou mesmo essencial. Um guincho poderia levar o avião para cima das nuvens, e lá ele pode voar para o seu destino em energia solar. Se tivesse que chegar lá, precisaria de enormes baterias.