Den totala massan av en lätt helikopter är ungefär 1000 kg (beroende på typ och faktisk nyttolast, förstås). Den 200 pund killen lägger cirka 10% till den totala massan (och vikt). Skidorna ligger relativt nära tyngdpunkten (COG).
Omedelbar inverkan
När det gäller mekanik kommer hoppande mannen att ha en mestadels oelastisk kollision med helikoptern, och han kommer Överför både kinetisk energi och impuls i enlighet därmed. Man kan helt enkelt välja helikopter som referenskoordinatsystem för att beräkna den resulterande förändringen av (vertikal) hastighet för helikoptern: $$ {Delta} {m_ \ rm {H} = \ frac {m_ \ rm {G} \ Delta v_ \ rm {G}} {m_ \ rm {H} + m_ \ rm {G}} = \ frac {1} {G} = 100 \ rm {\ kg}, \ m \ rm {H} = 1000 \ rm {\, kg} ) $$ I filmen kommer hoppa mannen bara göra det. Den relativa hastigheten kommer att vara nära noll, och dividerat med 11 kommer att vara ännu närmare noll. Om han hade en signifikant fart i förhållande till skidan, skulle han inte kunna hålla sig.
Överföringen av kinetisk energi är försumbar för stabiliteten hos helikoptern.
Flygplanets totala vikt ökar med 10%. Denna plötsliga förändring skapar en jolt som är tydligt märkbar inne i helikoptern, och plötsligt ändrar den vertikala accelerationen. Den (vertikala) hastigheten är den matematiska integralen av den (vertikala) accelerationen. Hastigheten förändras stadigt. Detsamma gäller för flygplanets (vertikala) läge, vilket är det matematiska integralet för den (vertikala) hastigheten.
Med andra ord kommer trögheten i den större massen att förhindra plötslig ändring av vertikal hastighet. För piloten är denna 10% störning väldigt uppenbar, och han måste motverka.
(Observera att det nyligen fanns en relaterad fråga: Vad skulle hända om ett plan förlorade hälften av sin vikt direkt? )
Den obalans som orsakas av killen som hänger någon annanstans än under COG skapar ett vridmoment. Detta vridmoment skapar en vinkelacceleration. Denna vinkelacceleration integreras i vinkelhastighet, som integreras för att rulla respektive räkna. Medan vinkelaccelerationen börjar plötsligt kan vinkelhastigheten bara ändras stadigt.
Helikoptern kommer inte att förlora sin attityd inom en bråkdel av en sekund, som det händer i Hollywood-filmer.
Åtgärd
Piloten kommer att använda kontrollen Kollektiv för att motverka den ökade vikten och kontrollen Cyclic för att motverka rulle och tonning. Under förutsättning att piloten reagerar i rätt tid, bör helikoptern stabiliseras. 100 kg extra massa bör inte hindra helikoptern från att klättra, om inte den redan var överbelastad och utan säkerhetsmarginaler innan 200 pund killen anlände.
Mer kritiskt är vridmomentet skapat av förskjutningsbelastningen och det resulterande COG-skiftet. Jag är inte medveten om rulle och tonhöjd i små helikoptrar, men jag tror att de kan flyga med någon som står eller hänger på en skid. Asymmetrisk belastning av denna storlek kommer sannolikt att påverka stabiliteten och manövrerbarheten, men det kommer inte nödvändigtvis att orsaka en krasch.
Om den orädda 200 pund killen istället skulle hoppa och hålla sig till svansskytten, skulle den extra vikten vara mycket längre från COG, och resultatet blir förmodligen katastrofalt.
Säkerhet
Det betyder inte att det är säkert att fortsätta flyget med 200 pund killen hängande var som helst på en skid. Piloter behöver alltid verifiera om beloppet och fördelningen av lasten ligger inom gränserna för deras flygplan. Se "Helikopter - Vikt och balans, prestanda" för någon förklaring och exempel (notera figurerna 2-5, 2-6 och 2-7). Beroende på helikopterns prestanda och lastfördelningen innan killen hoppar kan den nya distributionen ligga inom angivna säkra längsgående och laterala COG-kuvert, eller inte.
