Qualquer um que já voou em Zar (EPZR) na Polônia sabe quanto um declive de pista pode reduzir o comprimento de campo necessário. Para aeronaves que precisam de uma pista de nível de 2 milhas de comprimento, uma de 1 milha de comprimento com um declive de 15% no seu final vai funcionar muito bem. Faça a inclinação rasa na parte inferior e aumente a subida da pista, assim como a pista da encosta em Zar. Se o ponto final for 183,5 m mais alto do que o ponto de toque, a diferença de altura é equivalente a uma redução de velocidade de 60 m / s para zero.

As decolagens funcionam no caminho oposto, dando o mesmo aumento de velocidade ao descer. Uma pista longa de 1 milha vai funcionar bem. Você nem precisa passar diagonalmente pela ilha.

Sim, isso não responde exatamente ao enigma, mas é uma solução de engenharia para um problema simples.

Um hidroavião seria uma solução adequada. Então a única infra-estrutura necessária na ilha é um cais e combustível / manutenção. Isso também permite uma aeronave muito maior e um reabastecimento de carga mais fácil e um alcance maior na aeronave.

Não há realmente uma resposta melhor do que "estender a ilha". Para funcionar, as pistas devem ser retas (ou quase um raio de meia milha de curvatura é inaceitável na velocidade de decolagem), e nível (ou quase isso, gradientes são medidos em porcentagem e 11% é um gradiente extremo, que ainda você ganha muito pouco tempo extra). No entanto, os porta-aviões em muitos países têm rampas de salto de esqui que parecem ir até 12 graus (20% gradiente ou mais, vamos ser generosos e dizer 15 graus), o que significa que é provavelmente um bom limite absoluto na inclinação de a pista em qualquer lugar (não funciona em toda a pista, mas isso é irrelevante). Vamos ver alguns números. Vamos começar com a pista plana mais longa possível e, em seguida, colocá-la no declive mais alto possível, para obter um limite superior no comprimento.

O maior raio de curvatura que você pode ter horizontalmente é de 1 milha; este também é um raio de curvatura muito alto (em torno do que as pessoas da Endless Runway têm; um comentário na questão de pistas curvas calcula que na velocidade de decolagem, você precisa do equivalente a um banco de 20 graus para permanecer nesta pista), então qualquer coisa mais apertada não ser aceitável. Isso lhe dá $ 2 \ pi / 4 \ approx1.57 $ miles; esta é a maior pista plana possível.

Você também pode se curvar ao fazer isso; a inclinação máxima em qualquer ponto é de 15 graus. A maneira mais longa de fazer isso é ter uma inclinação constante de 15 graus; isto significa que o comprimento máximo possível, com curvatura horizontal apertada e um declive ridículo, é $ 1.57 / \ cos 15 \ circ \ approx1.63 $ miles.

Então você tem isso. O comprimento máximo disponível, com restrições extremamente generosas de inclinação e curvatura, está bem abaixo de 2 milhas.

Vou passar por algumas respostas do quebra-cabeça, algumas racionais, outras não:

Adicione uma terceira dimensão (ou seja, pista diagonal inclinada):

Seu avião estará descendo a um ângulo de 45 graus. Ele vai pegar velocidade muito rápido, mas requer um piloto habilidoso para retirá-lo do mergulho antes de atingir a água. Não é muito prático.

Se você subir, seu pitch up será de 45 graus e você provavelmente terá potência insuficiente para manter a velocidade no ar (para não mencionar acelerar). Não é viável.

Precisamos mesmo de 2 milhas?

Se o avião precisar de 2 milhas devido à baixa aceleração do motor, então podemos usar um pouco de inclinação (por exemplo, 5 ou 10 graus) em vez de 45. Uma aceleração totalmente vertical dá 9,8 ms ^-2 . Um declive de 10 graus dará ao avião uma aceleração adicional de $ 9.8 sin (10 ^ \ circ) $ ms <-2> no topo da aceleração dada pelo motor. Isso tem a esperança de reduzir significativamente a distância de decolagem se o motor estiver fraco.

Catapulta de Aeronaves

Este foi feito praticamente, dado uma catapulta suficientemente strong e uma estrutura de aeronave reforçada.

Minha resposta pessoal ...

Wait for enough head wind to takeoff!

A resposta é extender a ilha, a questão principal que vejo aqui é que você realmente não pode alterar nenhuma das outras variáveis.

Eu não tenho ideia de como um salto de esqui como o declive afetaria uma aeronave. Eu sei que eles os têm em porta-aviões, então talvez alguém possa avaliar como isso funciona tanto para o tamanho do avião quanto para o efeito que ele tem sobre a fuselagem a partir de uma força na perspectiva da engrenagem.

Os aviões marítimos ainda exigiriam que as pessoas entrassem em um aeródromo local e levassem um hidroavião menor para a ilha, supondo que estivesse perto de um aeroporto maior. Ou pegue um hidroavião de certa safra, capaz de voar longas distâncias.

Estender a pista (dependendo do leito do mar ao redor) não é muito difícil e foi feito. KIX em hong kong é construído em uma ilha completamente feita pelo homem, adicionando algumas terras para o fim da ilha, não é grande coisa. Eu também adiciono isso desde que eu suponho que você quer a capacidade de voar direto para a ilha e não ter que voar para um aeroporto maior, em seguida, tomar um pequeno avião para a ilha.

As pistas inclinadas existem . No entanto, pistas inclinadas como EPZR ( mencionado por Peter Kämpf ) ou Lukla tendem a ser pequenos (ambos com menos de 2000 pés, o EPZR não é pavimentado). A física limita a pista a operar apenas em uma direção. Embora o vento se torne menos um fator, os problemas ainda impedem que isso seja usado em grandes aeroportos.

Outra questão é a altura da extremidade alta da pista. Zar e Lukla estão ambos localizados em terreno que requer que uma extremidade da pista seja levantada. Uma ilha quadrada de 1 milha provavelmente não seria moldada dessa maneira. Mesmo se for, se um avião sair da pista, ou precisar abortar uma decolagem ou aterrissagem, o declive tornará isso muito mais difícil. Os pilotos também teriam que ajustar sua técnica de decolagem e pouso para dar conta da inclinação, o que provavelmente resultará em muito mais aterrissagens e ataques de cauda. Uma pista inclinada pode ser aceitável para pequenas aeronaves e pistas curtas, mas aeronaves típicas que precisam de 2 milhas de pista serão muito mais difíceis de operar dessa maneira.

Alguns porta-aviões resolvem o problema de comprimento de pista com uma inclinação apenas um no final . No entanto, isso é mais útil para aeronaves como o Harrier que já pode fornecer um empuxo vertical, e a aeronave ainda deve executar uma aterrissagem presa. Outras transportadoras usam uma catapulta a vapor para auxiliar na decolagem, o que exige muito mais manutenção, mas é capaz de lançar aeronaves mais pesadas.

Usar um hidroavião para pousar na água é outra opção. No entanto, aeronaves na escala de precisar de uma pista de 2 milhas são normalmente não aviões do mar. Se você for projetar um novo plano, também pode projetar um que possa operar de acordo com o requisito de comprimento de pista.

Outra opção divertida é a decolagem assistida por jato ( JATO ). Motores de foguete são amarrados ao avião para acelerá-lo até a velocidade de decolagem mais rapidamente. Eles também podem ser usados para pouso, mas isso é um pouco mais difícil .

Para os problemas com essas opções, os grandes aeroportos que precisam de terra tendem a fazer mais terra. Você pode colocar um aeroporto inteiro com pistas de pouso e extensão de 3 quilômetros em uma ilha totalmente artificial . Normalmente, há espaço suficiente em torno de uma ilha que criar uma extensão não é um problema.

Talvez não convencional, mas já foi feito: faça uma rampa sobre a água que é uma extensão da pista.

O Funchal (Madeira) é um exemplo onde isso foi feito (embora não seja tão longo quanto as suas necessidades). link tem fotos da extensão da pista em construção .

Outra solução, se você estiver em baixa altitude e a água for rasa, pode não ser construída em pilares, mas em aterros / terrenos recuperados. Isso está sendo sugerido para o New York La Guardia, e, claro, o aeroporto de Osaka Kansai leva isso ao extremo ao ser construído em uma ilha artificial, no mar da cidade, porque não havia espaço lá.