Varför resulterar höghastighetsvattenpåverkan / dikning vanligen i strukturell förlust av flygplanet?

Plywood sheets can penetrate tree trunks unscathed

Plywooden är inte oskadad av processen

Why wouldn't an airplane [be unscathed by] impacting ocean water at a steep angle at 300-500 mph?

Flygplanet kommer inte att resa med samma hastighet under vattnet. Det innebär att en avsevärd kraft appliceras på flygplanet för att retardera det på kort avstånd. Den kraften överstiger vad strukturen var avsedd för.

Plywooden var som ett klyvblad som slår på trädet. Massor av relativt tät massa och momentum som koncentrerar sig på en mycket tunn kant.

En flygvinge (än mindre fuselage) är inte en tunn kant. Den är trubbig, rundad och tjock. Bakom kanten är ett objekt med låg vikt och låg densitet. För storleken är flygplanet mycket lätta och bär en liten del av momentumet. Ett solidt (icke ihåligt) aluminiumobjekt med samma form och volym skulle bära.

Om den plywood inte var ett fast material utan hellre var ihåligt som ett flygplan (sålunda reducerar det massa, momentum och följaktligen kraften som verkar på trädet), skulle vi troligen se trädet intakt och splittrade rester av plywood på marken.

Has the outcome of such an event ever been demonstrated?

Resultatet av ett flygplan som flyger näsa först i vatten har visat sig ett oerhört stort antal gånger. Och det slutar inte bra för flygplanet.

De situationer du beskriver är väldigt olika. Fysik av en plywoodplåt som tränger in i stammen på ett träd händer på grund av de extremt stora vindarna. När vinden är 150 mph (och parallellt med brädet) kan vägen för det minsta motståndet mycket väl vara rakt genom trädet. En eventuell avböjning av brädan till ena sidan eller den andra skulle öka sin tvärsnittsarea i förhållande till vinden och skulle sålunda motverkas av själva vindens kraft. Om du annars skulle försöka skjuta en plywoodplatta i ett träd (i frånvaro av vind), tror jag att du skulle hitta helt olika resultat (men inte lika annorlunda som flygplanet som påverkar vattenscenariot.)

Å andra sidan skiljer sig fysiken att flyga en flygplansnos först i vatten vid 300-500 mph bara en aning från flygningen av en flygplansnos först i marken vid 300-500 mph. Under de första sekunderna kommer vattnet att förskjuta något mer än marken skulle ha, men inte mycket. Det tar mycket kraft för att accelerera vattnet till sidorna tillräckligt snabbt för att det ska förskjutas av flygplanet vid 300-500 mph och eftersom kraften appliceras lika (men motsatt i riktning) till både flygplanet och vattnet, krafterna som appliceras på flygplanet kommer att vara mycket att förstöra det mycket snabbt. Båtarna i flygplanet fortsätter att förlora fart tills de antingen är flytande ovanpå vattnet (för bitar som är mindre täta än vatten) eller sjunker i sin terminalhastighet i vattnet (vilket kommer att vara ganska långsamt i vatten. ) Samtidigt sönderfaller all luftens kinetiska energi snabbt för att göra saker som att krossa flygplanet och / eller rippa det ifrån varandra, accelerera vattnet ur flygplanets väg, värma upp vattnet och (mer) flygplan etc.

När det gäller varför krafterna skulle räcka för att krossa flygplanet (i motsats till vad som skulle hända om du avfyrade en lång, smal, cylindrisk bit av solid aluminium i vattnet i samma vinkel och hastighet) är flygplanet relativt ihålig. Tvärsnittsytan som påverkar vattnet är mycket större för ett flygplan än för en cylinder av solid aluminium med lika stor massa och längd, vilket innebär att en mycket högre total kraft kommer att appliceras på den (likartat tryck men integrerat över en mycket större Eftersom en solid bit aluminium är lite tätare än den luft som fyller större delen av kabinettet i ett flygplan, skulle flygplanet vara mer lämpligt att krossa. Den del av skrovet som påverkar vattnet skulle accelereras in i utrymmet bakom det, eftersom den framåtriktade kraften appliceras på den genom hushållets innehåll och de mer bakre delarna av skrovet skulle vara mycket mindre än den bakåtgående kraften applicerades på det vid vattnet påverkar det. Det vill säga skrovet skulle krossas mycket som en aluminiumburk. När du stampar på en aluminiumburk med din sko, kan burken krossa i stället för att tränga in i foten (åtminstone hoppas du det ...) Denna situation är mycket mer analog med ett flygplan som rammar i vatten än vad gäller plywood i en orkan som stöter på ett träd som du nämner.

Slutligen, som andra har sagt, kan orsaken till att plywood faktiskt lämnar trädet bara vara att det inte blir långsamt helt till ett stopp av kollisionen och friktionen med trädet när det tränger in i trädet. För ett tillräckligt smalt träd tillåter det att gå ut från andra sidan innan den är helt stoppad. För ett tillräckligt tjockt träd skulle situationen emellertid i stort sett vara oförändrad, förutom att styrelsens framkant skulle stoppa någonstans inne i trädet.

När det gäller kryssfaner som tränger igenom en trädstam, överväga att bevara energi. Kryssfinen kan flyga i en viss hastighet före påverkan, en del kinetisk energi används för att bryta trädstammen, och sedan håller kryssrutan (förmodligen) att flyga med en lägre hastighet.

Om man fortfarande överväger energibesparing, kan ett luftfartyg som påverkar havet uppenbarligen inte fortsätta flyga i samma hastighet, så all den kinetiska energin (och det är en del av det) måste användas för att Gör lite arbete. Det arbetet kommer att krossa den (relativt känsliga) flygplanet.

Det är möjligt att göra en missil eller något som kan tränga in i vatten (t.ex. Aerial torpedo ). Men sådana saker är utformade för att göra det och passagerarflygplan är definitivt inte.