Vad är det snabbast accelererade flygplanet vid start?

9

Från och med februari 2017 har Tesla Model S den snabbaste 0-60mph-tiden för någon produktionsbil. Med den snabbaste 0-60mph-tiden inspelad som 2,28 sekunder.

Det här fick mig att tänka, finns det några flygplan som på jorden kan uppnå en liknande 0-60mph-tid?

    
uppsättning Darth Vader 12.02.2017 12:43

3 svar

18

Flygplanets prestanda är verkligen inte mätbar på det sättet, delvis för att snabb acceleration "drag race" -data inte är en relevant aspekt av flygkuvertet. Med detta sagt är det några exempel, en från TV-showen Top Gear där en Bugatti Veyron tävlar om en Eurofighter-typhoon - och får röka av strålen.

                             

Jag har inte data om jetfighters vad gäller linjär acceleration; en snabbberäkning kan avslöja vissa grundläggande data.

Ta fallet med en F-22. Om vi antar en startvikt på 55 000 lbf, uppställning, 70 000 lbf dragkraft vid full kraft, då bromsar och rullar, förväntar vi oss att vi ser en acceleration runt:

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

Detta förutsätter ingen friktion från hjulen eller luftmotståndet under startrullen.

Med grundläggande kinematik skulle strålen nå 60mph eller 88ft / sek i 88/41 = 2,15 sekunder.

Så kan en F-22 eller en annan högpresterande jetfighter slå en modell S i ett dragspel? Jo det är teoretiskt möjligt och som det här exemplet visar, har det hänt och det slutade inte bra för bilen.

När det gäller flygplan kommer bilen att röka dem tills bilen når Vr för jet eller däromkring.

Och det finns inget sätt i helvete en modell S ska göra 0-1000 mph.

    
svaret ges 12.02.2017 13:24
3

Den snabbaste accelerationen av ett flygplan från ett stationärt läge finns på katapultlanserat marinflygplan. För en som FA-18 går den 0-165mph på två sekunder, vilket överstiger Tesla-figuren med en bred marginal.

Det är givetvis med hjälp av katapulten.

    
svaret ges 18.11.2017 17:12
3

Det skulle vara flygplanet med det högsta tryck-till-vikt-förhållandet. Denna webbplats listar världens krigare med lite förbryllande tillvägagångssätt för att väga:

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)

Låt oss ta F-22 med de runda munstyckena, oavsett vad de kan vara: dragkraft till 1,37. Vikt W = m * g, så

$$ a = \ frac {T} {W} \ cdot g = 1.37 * 9.81 = 13.44 ~ \ text {m / s} ^ 2 $$

60 mph = 26,82 m / s, och med V = a * t får vi t = V / a = 2,0 sek. F-22 med de runda munstyckena når 60 mph i 2,0 sekunder.

Eller med TWR-dragförhållandet och alla SI-enheter: $$ t = \ frac {V} {g \ cdot TWR} $$

Redigera

Ovanstående är naturligtvis för friktionslösa omständigheter, som @Manu H påpekade i en kommentar. Även @Zeus påpekade att "F-22 med de runda munstyckena" aldrig blev något mer än en glimt i någon ingenjörs öga. Så vad får vi om vi tar upp flygplanet som högsta T / W - Su-35 - och gör ett försök på en ROM för friktionseffekter?

Låt oss ta en SU-35 vid TWR på 1,3. Motståndskraft mot friktion orsakas av:

  • Rullande friktion av däcken. Denna Wikipedia-webbplats listar rullande motståndskoefficienter, låt oss ta 0,006 (om det minsta bildäckvärdet), så däckdragningen = 0.006 flygplanets vikt.
  • Aerodynamisk friktion. Låt oss anta att det här orsakas av att lyfta mindre drag $ C_ {D_0} $ bara. Denna Wiki-webbplats ger en subsonisk dragkoefficient på 0,021 för en Phantom, låt oss ta det. Denna Wiki-webbplats ger ytterligare uppgifter om Su35, som t.ex. maxkraft och vingeområde. För att matcha TWR 1,3 med den angivna efterbränningsstyrkan på 284 kN, tar vi en massa på 22 269 kg.

Den aerodynamiska dragningen är en kvadratisk funktion av hastigheten. Vid 60 mph = 26,82 m / s, det aerodynamiska draget = $ 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% tryckkraft. Det är i sluthastigheten, det genomsnittliga viktade värdet är en tredjedel av det = 0,07% av dragkraften

Däckdrag = 0,006 * m * g = 1,311 N = 0,5% dragkraft

Så om vi tar hänsyn till dra, måste vi använda ca 99,4% av dragkraft. Tiden att nå 60 mph blir nu

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

Vilket sätt att spendera en söndag ...

    
svaret ges 18.11.2017 04:12