Um jato de passageiros pode ser rebocado para segurança se ele quebrar no ar?

Rebocar é bastante viável, e até aterrissar enquanto no reboque é possível - eu mesmo fiz isso em planadores. A parte difícil é alcançar o avião atingido.

Para ficar com o Boeing 777 de Keegan: O mais provável é que viajem a Mach 0.8 e algo entre 30.000 e 39.000 pés quando ocorre um desastre. Suponhamos ainda que a potência falhe instantaneamente, de modo que a aeronave, viajando a 240 m / s, desenvolva uma taxa de afundamento de 15 m / s apenas para continuar voando. Quando afunda, a densidade crescente permite que ela diminua, de modo que, ao nível do mar, ela voará a 130 m / s, afundando com 8,125 m / s. Para simplificar, suponha uma taxa de descida linearmente decrescente e o tempo restante no máximo será inferior a 1000 s ou cerca de um quarto de hora.

Agora, o towplane tem 15 min para embaralhar a tripulação, acelerar os motores, obter autorização de decolagem e realmente fazer uma interceptação para o avião de combate atingido. Quão realista é isso? Quantos aeroportos são necessários para ter aviões de 777-tamanho prontos, e quantos 777s improdutivos seriam necessários?

Um carro pode parar e esperar algumas horas até que o reboque o alcance. Uma aeronave não pode.

Estou imaginando algo como um 777 sendo rebocado devido a uma falha completa do motor. Por favor, corrija-me se você tivesse alguma outra coisa em mente.

Isso é inédito, mas seria possível, e é um pensamento muito interessante.

A primeira coisa que vem à mente é algo como um C-17 sendo reabastecido por um KC-135

É claro que um 777 carregado pesará mais passageiros transportando do que um C-17 carregado com carga, mas essas operações de reabastecimento no meio do ar, logisticamente, não são muito diferentes do que seria necessário para rebocar um avião no ar.

Aqui estão as diferenças que posso imaginar - se são ou não viáveis, não tenho certeza.

• Logisticamente: a força aérea tem seu encontro planejado para alguns segundos antes que o avião que precisa de combustível esteja no ar. Em uma situação de emergência, tudo, desde o planejamento até a execução, teria que acontecer em uma quantidade muito pequena de tempo.
• Ao reabastecer, nenhuma tensão maior é colocada na mangueira de reabastecimento. Se um 777 estivesse sendo rebocado, a tensão seria PELO MENOS a quantidade de resistência do ar atuando no 777.
• Projetar um gancho que suporte as enormes forças e os momentos envolvidos levaria muito trabalho.

Eu fiz um pouco de matemática para calcular a força de avanço que seria necessária para puxar um 777 (totalmente carregado) para mantê-lo acima da velocidade de estol.

Você precisaria de cerca de £ 43.000 - o que não é muito no mundo dos aviões. Por exemplo, o 777 tem um peso de 660.000 libras - e cada motor produz mais de 100.000 libras de empuxo. Portanto, seria muito fácil ter uma ou duas aeronaves bem equipadas para rebocar um 777 - uma vez conectado.

A força total no cabo, assumindo que o avião rebocador está ligeiramente acima do rebocado do avião, seria simplesmente 42,500lb/cos(angle) , se o comprimento do cabo for de 300 pés e o avião rebocador estiver a 50 pés acima do rebocado a força total seria 43,100lb.

Apenas no caso de as pessoas não confiarem nos meus números, aqui está uma captura de tela da matemática. Eu tinha um modelo 777 no meu computador que eu usava para obter os dados:

Se ambos os pilotos estiverem incapacitados, rebocar o avião é irrelevante porque não será capaz de pousar.

Não é inédito - os planadores são freqüentemente carregados por aviões de reboque. No entanto, engatar um avião no chão e rebocá-lo é completamente diferente do que tentar fazer o seguinte:

1. Alcançando um avião voando em grande velocidade.
2. Posicionando-se na frente dela.
3. Conectando um gancho de reboque.
4. Puxando rápido o suficiente para manter o vôo.

Suponha que você fosse de alguma forma capaz de fazer os primeiros 4, você ainda tem o pequeno ponto de ter que aterrar duas aeronaves que estão amarradas uma à outra.

Portanto, é quase impossível fazer o que você está sugerindo.

Um avião manterá o vôo desde que haja sustentação suficiente nas asas.

Para rebocar um avião desativado não é realmente necessário, porque mesmo se todos os motores falharem (um evento altamente improvável), existem contingências para alimentar as superfícies de controle e comunicações para que o piloto possa deslizar o avião até uma aterrissagem segura. . Veja esta questão para exemplos de incidentes em que todo o poder foi perdido.

Vamos supor que todos a bordo se tornem incapacitados. Neste cenário (o que aconteceu antes), o avião continuará em sua trajetória de voo programada até ficar sem combustível, quando eventualmente irá cair em altitude até cair.

Em abril de 2012, o piloto de um Cessna 421 estava incapacitado (possivelmente devido a hipoxia - falta de oxigênio) - a aeronave continuou em seu curso programado até ficar sem combustível (flightaware flight track):

O dia 10 de setembro teve outro incidente semelhante .

A resposta simples é que atualmente não é possível, certamente não para grandes jatos de passageiros.

Dito isto, é possível fazer coisas bastante impressionantes, como rebocar um planador ou montar um encontro no ar para reabastecimento. O reboque, portanto, não parece estar completamente fora do campo de possibilidades e os cálculos de Keegan sugerem que seria teoricamente plausível (não tentei verificar os cálculos e provavelmente não tenho conhecimento suficiente para fazê-lo).

Um problema é que, se todos os motores falharem, ficar parado e esperar por um reboque não é uma opção. Felizmente, os aviões também não "caem do céu", eles podem planar de forma controlada e esse é o plano de contingência real. Tem aconteceu antes , talvez o mais famoso para o planador Gimli .

Como Pieter Kämpf explicou, um problema adicional nessa situação é que, embora seja possível levar o avião para um local seguro, não há muito tempo disponível. Imaginar um avião de reboque é uma coisa, mas ter um pronto para chegar a um ponto específico em qualquer lugar do mundo em 10 a 20 minutos é algo totalmente diferente e seria proibitivamente caro.

Agora, se os pilotos estão incapacitados, as coisas são bem diferentes. Os aviões modernos podem manter a velocidade e a altitude e basicamente continuar a voar. Isto também aconteceu antes, e. para o vôo 522 da Helios Airways e, nesse caso, houve tempo mais que suficiente para os caças alcançarem o avião de passageiros em perigo e a escolta por mais de meia hora. Em última análise, no entanto, eles não puderam fazer nada além de assistir a um esgotamento de combustível e queda.

O problema é que o "reboque" não é necessário nem útil. Afinal, o avião ainda é inteiramente capaz de voar sozinho. O que você precisa é assumir o controle e, atualmente, isso também não é possível. Para meus olhos (não-especialistas), adicionar algumas funcionalidades de controle remoto parece perfeitamente factível com a tecnologia atual (cf. drones), mas isso significaria adicionar complexidade adicional, potencial de falha, etc. Assumo que a análise de custo / benefício não justifique isso e, até onde eu sei, não há avião de passageiros comercial com algo assim.

Carros e aviões de passageiros são projetados e mantidos de maneiras muito diferentes.

Redundância

Carros só têm um motor, ao contrário de quase a aeronave que transporta a maioria dos passageiros. Os carros não podem continuar sua jornada se seu único motor quebrar ou se um eixo quebrar. Aeronaves têm vários conjuntos independentes de muitas das partes mais críticas, como motores e sistemas de controle de vôo, eles são projetados especificamente para poder continuar quando muitas coisas quebram. Uma aeronave pode continuar quando um dos motores quebra, ainda pode voar e pousar quando todos os motores estiverem quebrados. Aeronaves têm sistemas redundantes para permitir a continuidade da operação após várias falhas.

Manutenção e monitoramento

Carros só podem ser vistos por um mecânico qualificado uma vez por ano ou uma vez a cada 18 meses. Mesmo neste momento, é provável que o mecânico apenas mude o óleo no motor, verifique os níveis de fluido e desgaste dos freios e faça algumas outras verificações básicas especificadas pelo fabricante. Eles não verificam tudo no carro.

É mais provável que uma aeronave seja monitorada continuamente. Não é incomum que os motores estejam enviando dados para os fabricantes de motores em vôo para que os fabricantes de motores possam medir a saúde do motor e possam prever quando o motor precisa de manutenção antes que surja qualquer problema para a tripulação. Após cada voo, a tripulação de uma aeronave comunica qualquer comportamento incomum da aeronave à equipe de manutenção, para que problemas incipientes possam ser resolvidos antes que haja qualquer risco de pane.

Os proprietários de carros não são tão diligentes

Reboque

Espera-se que os carros quebrem e sejam projetados para serem rebocados. Aeronaves são mantidas para que não precisem disso e as células não são projetadas para serem rebocadas no ar, não há ponto de reboque com força suficiente diferente da projetada no trem de aterrissagem para um reboque suave e de baixa velocidade no solo .

Você não pode anexar um cabo de reboque a uma aeronave que não esteja sob bom controle, se os pilotos estiverem incapacitados ou se a aeronave estiver danificada, de tal forma que o vôo constante seja impossível (por exemplo, ciclos de phugoid etc.). Se a aeronave estiver sob bom controle, ela provavelmente poderá voar ou planar para um aeródromo alternativo ou tentar um pouso de emergência.

O tempo é da essência

Digamos que um 747 perdeu todos os quatro motores, provavelmente não haveria tempo suficiente para lançar um avião de resgate a partir de um aeroporto próximo e chegar ao avião a tempo de fazer qualquer coisa útil no ar. Particularmente se o 747 estiver no meio do Pacífico ou voando através de uma nuvem de cinzas vulcânica. É melhor projetar a aeronave para lidar da melhor maneira possível.

Um carro pode esperar uma hora ou duas ao lado da estrada. Uma aeronave não pode esperar.

Existem várias razões pelas quais essa ideia não seria prática.

Uma aeronave planadora voando a cerca de 30.000 pés teria, digamos, 20 minutos antes de atingir o solo. Se houver um campo de pouso adequado dentro dessa faixa, há uma boa chance de pousar com segurança.

A aeronave atingida estaria viajando a, por exemplo, Mach 0,8, de modo que apenas um jato de combate rápido seria capaz de persegui-lo e pegá-lo por trás no tempo disponível. Qualquer outra aeronave de resgate teria que se aproximar da frente, circular e manobrar em posição.

A restrição de tempo torna isso quase impossível. Supondo que a aeronave de resgate demorasse 10 minutos para preparar e decolar, as manobras e o acoplamento do reboque poderiam somar mais 5 minutos. Isso permitiria apenas alguns minutos para realmente pegar a aeronave atingida.

Os planadores são projetados para serem aeronaves muito leves e são rebocados por rebocadores relativamente poderosos. Eles então soltam o reboque - ele não é reconectado! A estrutura de um planador é projetada para suportar as forças envolvidas no reboque; a de um avião de passageiros não é. Seria possível redesenhar todos os aviões de passageiros para lidar com esse cenário improvável de falha total do motor sem aumentar o peso e reduzir a eficiência? Eu duvido disso.

Como mencionado por David Richerby, o reabastecimento em vôo é atualmente uma habilidade muito especializada, praticada por um punhado dos melhores pilotos da Força Aérea. Alguma nova tecnologia inteligente seria necessária antes que o princípio pudesse ser usado em aeronaves comerciais.

Ao invés desta idéia, uma sugestão mais útil e prática poderia ser adicionar algum tipo de função de controle remoto para ser usada no caso de os pilotos ficarem incapacitados ou terroristas assumirem a aeronave. Essa tecnologia precisaria ser robustamente à prova de falhas e muitas falhas mostraram que isso não é fácil de alcançar.

Como outros apontaram, o avião que se beneficiaria do reboque cairia antes que pudesse ser alcançado por um avião de reboque.

Mesmo que o plano de reboque pudesse alcançar o planador, seria difícil fazer a conexão rapidamente. Você precisaria de algum tipo de aparato especial para capturar o gancho de reboque e fixá-lo. Isso seria muito difícil porque a aeronave estaria em configurações diferentes.

Por exemplo, vamos dizer que são dois 737, um com motores fora. A velocidade de stall para um 737 é de 150 nós, então pode estar indo, digamos 180 nós com uma relação de planeio de 15: 1. Nesse ritmo, ele estará descendo a 1.200 pés / min. Essa é uma taxa de descida rápida, quase travando / fora de controle. Por exemplo, se você descer mais de 1000 pés / min em um teste de vôo, você falhará automaticamente.

A velocidade de cruzeiro para o plano de reboque é de 450 nós, então ele teria que diminuir de alguma forma para 180 nós e descer até 1200 pés / min E ficar diretamente em frente ao plano de planeio enquanto a conexão ocorreu. Fazer todas essas três coisas seria muito, muito difícil.

O OP pergunta sobre o reboque e isso foi amplamente explorado nas respostas anteriores.

No entanto, poderíamos ampliar a discussão ajustando a aeronave atingida com um mecanismo de encaixe na parte inferior. Em seguida, a aeronave de resgate (com uma unidade de encaixe correspondente no lado superior) poderia manobrar abaixo dela e travar. Teríamos então uma estrutura composta como a configuração do transportador de ônibus espacial 747. Um navio de resgate suficientemente poderoso poderia então levar o par até um pouso seguro.

Outras melhorias ocorrem: (a) A porta de acoplamento pode ter um poço de inspeção através do qual o PAX pode ser evacuado para o navio de resgate. (b) Uma interface de comando poderia permitir que o piloto de resgate controlasse as superfícies de vôo no plano atingido (supondo que elas ainda estivessem funcionais), tornando assim mais fácil voar.

Deve-se levar em consideração se o processo de reboque permaneceria em uma altitude estável ou se apenas forneceria assistência ao aeroporto mais próximo, questionando a quantidade de energia que seria necessária para ajudar. Dada a quantidade de turbulência que seria gerada a partir da embarcação de reboque (e quanto maior, pior seria), parece improvável que a aeronave com deficiência seria capaz de sustentar a estabilidade estrutural e vôo estável.

Você também precisa considerar o número relativamente pequeno de aeronaves que ficam completamente "desativadas" sem serem afetadas por algum evento catastrófico relacionado que comprometa sua validade de voo. Há muito poucos exemplos de US Air 1549 e a maioria estaria muito perto do solo para permitir que qualquer momento reaja sem o famoso Star Trek Tractor Beam

Talvez com um processo de design altamente especializado, alguns dos desafios pudessem ser superados, mas a praticidade de poder realmente ter a devida assistência disponível negaria a viabilidade.

Com mecanismos suficientes e todo o hardware certo ... claro, é possível. Veja este relatório no lançamento de um F-106: link

O problema é que isso não é prático. Nevermind a execução real de uma manobra de captação. Como mencionado em respostas anteriores, os custos de uma frota de reserva necessária para executar captadores confiáveis são muito altos. Não haveria utilização zero de tal frota.

Sua edição pergunta sobre um caça que atua como o avião de reboque. Sim, claro, é tecnicamente possível construir uma armadilha de algum tipo para ser uma plataforma de reboque em um avião. Se o pós-combustor for necessário para manter os dois aviões no ar, o tempo de reboque seria extremamente limitado.

Isso aconteceu em condições de tempo de guerra.

Pardo's Push O capitão Bob Pardo empurrou outro F4 Phantom que havia perdido seus motores no espaço aéreo do Laos depois de uma invasão N Vietnã, para onde os pilotos poderiam ejetar em solo menos hostil. Tudo enquanto o avião de Pardo perdeu um motor devido a danos de batalha e um incêndio.

Robbie Reisner empurrou um sabre F86 que tinha ficado sem combustível, fora do espaço aéreo coreano N e sobre o oceano. Infelizmente, o piloto afogou-se quando foi ejetado, aterrissou no oceano e ficou enredado em suas linhas de rampa.

No entanto ... Se você realizar um estudo de incidentes de aviação comercial de alto perfil, você verá que quase nenhum deles poderia ter sido mitigado com este esquema. Aqui está uma verificação rápida ...

AF447 Barraca de alta altitude no meio do Atlântico. Desceu em menos de dez minutos.

JAL 123 perda de estabilizador horizontal ... aeronave incontrolável. Teria acabado de derrubar o reboque.

Unidade de controle de leme com mau funcionamento do USAir 427 na aproximação do pouso - sem tempo, aeronave incontrolável.

ValuJet 592 Incêndio no porão de carga. Queimado através de linhas de controle e provavelmente incapacitado a tripulação.

BA 9 Motores perdidos devido a cinzas vulcânicas. Três motores reiniciados. "Eu confio que você não está muito aflito"

USAir 1549 Motores perdidos devido à colisão de pássaros logo após a decolagem. Não há tempo suficiente para fazer outra coisa senão vala.

Alaska Air 261 O jackscrew estabilizador vertical apresenta mau funcionamento devido à manutenção deficiente. Aeronaves incontroláveis.

TACA Air 110 Motores perdidos devido à tempestade. Pousou em dique sem dano por piloto incrivelmente talentoso.

Lauda Air 004 Reversor de empuxo implantado em vôo. Aeronaves fora de controle. Aprendemos que a certificação de que a aeronave poderia voar com um reversor acionado foi inadequada devido a esse incidente.

Em todos eles, apenas TACA 110 ou BA 9 poderiam ter se beneficiado de um avião de reboque e, mesmo assim, provavelmente não haveria tempo suficiente, pois ambos os aviões poderiam permanecer no ar por talvez 20 a 30 minutos.