¿Qué pasaría si un avión moderno como un F-22 o Boeing 777 fuera teletransportado al borde del espacio manteniendo su actitud y velocidad horizontal?

En ambos casos, los motores de la aeronave se apagarían instantáneamente debido a la falta de oxígeno, y la aeronave comenzaría a caer a una altitud más baja. Las superficies de control serían ineficaces en la atmósfera delgada y la aeronave probablemente se caería hasta alcanzar una altitud donde el efecto de la quilla domine la inercia rotacional y enderezará la aeronave.

A medida que aumentaba la velocidad, el avión probablemente excedería la velocidad del sonido, lo que podría ser catastrófico para el 777 pero posiblemente sobrevivible para el F-22. Si el piloto no tiene suficiente autoridad de control en el aire para recuperar el control de la aeronave antes de que la velocidad sea demasiado alta, el F-22 también puede comenzar a romperse, pero es posible que el piloto pueda iniciar un vuelo nivelado y una maniobra controlada de deriva hacia abajo antes de alcanzar una velocidad demasiado alta.

Entonces estos aviones a reacción son transportados de repente al espacio. No hay aire, por lo que sus motores dejan de funcionar de inmediato. Están en el vacío y dejan de producir cualquier tipo de fuerzas aerodinámicas que valga la pena mencionar. Sin ascensor. Sin arrastre Sin control.

Las estructuras mismas probablemente estarían bien. Ya manejan casi una atmósfera de diferencia de presión de adentro hacia afuera. Deben tener factores de seguridad decentes, para que no exploten debido a la presión de aire interna.

El aire dentro del avión se mantiene presurizado por el aire de purga de los motores. No hay aire para presurizar, por lo que deja de bombear aire hacia adentro. Pero el aire todavía está saliendo. Esto no sería una descompresión explosiva, pero ese aire se escapará con bastante rapidez, por lo que muy pronto todos se verán rodeados de vacío. No sé cómo se maneja la presión en el luchador, pero espero que también ventile su aire. Las máscaras de oxígeno seguirán fluyendo oxígeno ya que proviene de tanques presurizados, pero no obtendrías suficiente presión parcial de oxígeno dentro de tus pulmones para mantenerte con vida. Al menos no después de que se haya ido el aire. Mientras el aire aún se esté ventilando, podrá seguir respirando por un tiempo.

Presumiblemente, estos aviones mantienen la misma velocidad a la que volaban, por lo que van mucho más lentos que las velocidades orbitales. Entonces caerán, literalmente, como una roca. Comienzan a los 109 km. ¿Por qué un valor hipotético tan preciso? Acelerarán hacia abajo a aproximadamente 0,97 g (porque la gravedad es un poco más baja a esa altitud que en el suelo). Pero seamos simples. Llámalo 10 m / s ^ 2 de todos modos. Deben caer unos 50 km antes de encontrarse con muchas fuerzas aerodinámicas para reducir su velocidad nuevamente. Entonces caen 50,000 ma 10 m / s ^ 2. ¿Cuánto tiempo lleva eso? ¿Y qué tan rápido caerán?

V ^ 2 = 2 hachas,

x = 50,000, a = 10, V ^ 2 = 500,000 m ^ 2 / s ^ 2

V = 700 m / s. Entonces, más que Mach 2. En realidad es más lento de lo que esperaba. Pero estarán golpeando con alguna orientación aleatoria. El avión comenzará a desmoronarse estructuralmente debido a eso. El luchador podría sobrevivir dependiendo de la orientación aleatoria. Además, no es como si el aire se volviera a encender instantáneamente. Entonces el flujo de aire inicial comenzará a apuntar la nariz en la dirección del movimiento.

¿Cuánto tiempo?

t = V / a = (700 m / s) / (10 m / s ^ 2) = 70 segundos. También más corto de lo que esperaba. Por lo tanto, toma alrededor de un minuto volver a caer donde hay algo de aire. Supongo que es posible que el aire dentro de la cabina demore más que eso en purgarse a una presión muy baja, por lo que las máscaras de oxígeno podrían ser suficientes para mantenerlo vivo hasta ese punto. Pero las alas se arrancarán muy pronto, independientemente.

Solo pensé en otro aspecto. A medida que el aire sale de la cabina, el aire que queda se expande isentrópicamente. Va a hacer mucho frío.

Aquí hay varias relaciones entre presión, volumen y temperatura para un gas ideal. El que tiene el cuadro rojo nos dirá la temperatura.

En estas ecuaciones, [math] \ gamma = 1.4 [/ math] para aire.

Consideraré que la relación de presión es de aproximadamente 3. Creo que corren la cabina de los aviones a aproximadamente 11 psi. Eso corresponde a unos 8000 pies de altitud equivalente. Y la presión final a la que todavía puede respirar con oxígeno puro es de aproximadamente 4 psi.

T1 = 300 K

T2 = T1 x (1/3) ^ (0.4 / 1.4) = T1 x (1/3) ^ (0.286) = 0.73 x T1 = 220 K = -50 ° C.

Estoy redondeando ya que todo esto es muy impreciso de todos modos.

Parece muy poco probable que alguien pueda sobrevivir a esto, pero no puedo descartarlo con total confianza. Solo un 99.9% de confianza.

La repentina y completa falta de oxígeno a 360,000 pies mataría los motores y los pasajeros / tripulación en el 777. Las turbinas se detendrían y los rodamientos probablemente se congelarían en su lugar. (Esto le ha sucedido a Bizjets que incendió un motor a 41K). Las máscaras de oxígeno de cabina no servirían de nada porque los pilotos no están en trajes de presión. Sin mencionar el frío y el cambio de los efectos de presurización en el fuselaje / ventanas del 777. Desconocidos. Simplemente no podría caer lo suficientemente rápido como para entrar en condiciones de supervivencia. Cuando regresó a algún tipo de atmósfera, el 777 probablemente estaría cayendo, girando, arrojando alas, motores, superficies de cola. El F-22 podría durar un poco más SI el piloto estuviera en un traje de presión (Think SR-71), pero dudo que los sistemas en el F-22 puedan manejar estos cambios repentinos y brutales. Este es el país X-15, y el X-15 era un avión / cohete muy diferente

Al piloto F22 le iría mucho mejor que al piloto 777 y a los pasajeros.

En un 777, el mecánico que mantiene estable la presión del aire es la entrada de oxígeno en los motores y la cabina, donde el aire es forzado a la cabina. Sin la ingesta de oxígeno, la cabina se despresurizaría rápidamente. Sin nadie que controle la aeronave, se estrellaría (el piloto automático no funcionaría debido a la teletransportación; usa un giroscopio y un sistema GPS, los cuales no podrían estar en el espacio o la teletransportación). Además, las pantallas LCD que se usan como instrumentación ya no funcionarían (las pantallas LCD dependen de líquidos para funcionar, que se evaporarían instantáneamente por la falta de presión), por lo que incluso si alguien sobreviviera, sería difícil hacer que el avión vuele.

El F22, que tiene su propia presurización por la necesidad de volar en condiciones mucho más rigurosas. Cerrar la válvula de presión detendría la mayor parte de la fuga de aire, permitiéndole sobrevivir hasta la reentrada atmosférica. Suponiendo que había estado volando a su velocidad máxima antes (2140 km / ho 670 m / s), estaría en una trayectoria semi-orbital hacia la tierra. Al conectar esto a la ecuación Vis-Viva (que describe la mecánica orbital), vemos que el momento en que el avión alcanza su techo de servicio normal (se supone que es de 20 km o aproximadamente 65000 pies), el avión viajará a 1470 m / so 5292 km / h . Debido al cambio en la velocidad indicada con la altitud con respecto al número de Mach, el avión se estaría rompiendo en este punto.

Sin embargo, existe la posibilidad de que la aeronave regrese a la seguridad (los motores también habrían sufrido falta de oxígeno) a una altitud mucho más alta de lo que sucedería de otra manera, por lo que si pudiera sobrevivir al calor de la reentrada (que sería considerablemente menor que un cohete debido a su velocidad mucho más baja), podría deslizarse de regreso a un aeropuerto dada la recuperación del puesto, el giro de la aeronave y el posicionamiento ideal de la aeronave. La parte más difícil definitivamente sería recuperar el control de la aeronave, porque las superficies de control (que operan a través del movimiento del aire sobre las alas) dependerían por completo.

Caerían como piedras.

Los motores no solo se encenderían de inmediato por falta de flujo de aire, sino que las alas proporcionarían una elevación insuficiente para mantener el vuelo nivelado. Simplemente seguirían una trayectoria balística, probablemente cayendo, hasta que se rompieran debido a cargas aplicadas en direcciones distintas a las previstas o lograran descender a un nivel en el que pudieran controlarse y obtener suficiente elevación y, quizás, volver a encender los motores.

El avión entraría en órbita, pero dentro de una revolución, caerá lo suficiente como para impactar el aire denso. Se ralentizaría en velocidad horizontal, pero continuará acelerando en su caída. Los satélites suelen separarse a unos 80 km sobre el nivel del mar. El F-22 puede durar un poco más, pero no mucho. Su piel sigilosa se quemará primero, y debido a la falta de placas resistentes al calor, se romperá y sus partes se desintegrarán. Lo mismo con el B-777, excepto que sucederá antes. ¿El resultado? Dos chorros faltantes.

La parte maravillosa de teletransportar objetos y personas es que cuando ocurre la teletransportación, allí estás y ahí está.

Algunas personas pueden encontrar este tema difícil de aceptar.

La nave “Enterprise” tenía dispositivos de teletransportación para la tripulación.

Por supuesto, dificultó la producción del programa de televisión y / o las películas, porque cuando los miembros del elenco fueron teletransportados, ya no podían filmarse en el estudio.

En esas situaciones, todos los operadores de cámara y el personal y sus equipos también tendrían que ser teletransportados a la misma ubicación que los actores.

En ese momento, sin embargo, algunos de los actores ya estaban luchando contra alienígenas, monstruos y enemigos con sus Fases.

Uno puede imaginar el caos que sigue y así sucesivamente hasta que se pueda establecer algún tipo de orden.

Dudoso, los motores se incendiarían y cualquier movimiento residual para las superficies de control sería ineficaz. El calentamiento por fricción sería bastante intenso y la actitud de la aeronave probablemente estaría fuera de control, el giro podría causar que la nave se rompa , así que no era un buen escenario sobre el armario que una nave de respiración aérea llegaría al espacio era probablemente el viejo F-104 (no sé si algo más recientemente fue más alto o no, lo sé después de que el motor se incendió en el “Starfighter”) Chuck Yeager estaba a punto de perder su vida de esa manera. Los vehículos de investigación posteriores tenían un pequeño cohete de reacción o chorro para bajar la nariz, para el flujo de aire a través de la turbina. para reiniciar. Entonces, en mi opinión, no sería posible sobrevivir a esa altitud extrema, seres que estos sistemas no están diseñados para el vacío cercano, el piloto realmente podría tener dificultades y el combustible podría muy bien evaporarse, entre otras cosas.