Can en passagerarjet släpas till säkerhet om den bryter ner i midair?

Bogserbåt är ganska genomförbart, och även landning i släp är möjligt - jag har gjort det själv i glidflygplan. Den svåra delen hamnar ihop med det drabbade planet.

Att bo med Keegans Boeing 777: Det kommer troligen att resa vid Mach 0.8 och någonstans mellan 30.000 och 39.000 fot när katastrofen träffas. Låt oss vidare anta att strömmen misslyckas omedelbart, så flygplanet, som färdas vid 240 m / s, kommer att utveckla en sjunkhastighet på 15 m / s bara för att fortsätta flyga. När den sjunker tillåter den ökande densiteten att sakta ner, så vid havet kommer den att flyga vid 130 m / s, sjunka med 8.125 m / s. För enkelhet, anta en linjärt minskande sjunkhastighet, och den återstående tiden överhuvudtaget kommer att vara mindre än 1000 sekunder eller cirka en kvart i timmen.

Nu har tågplanet 15 min att krympa besättningen, springa upp motorerna, få startavstånd och faktiskt flyga ett avlyssning till den drabbade flyglinjen. Hur realistisk är det? Hur många flygplatser behövs för att ha 777-stora towplanes redo, och hur många andra oproductive 777s skulle detta system behöva?

En bil kan sluta och vänta ett par timmar för att släden ska nå den. Ett flygplan kan inte.

Jag pekar på att en 777 bogseras på grund av ett komplett motorfel. Snälla rätta om du hade något annat i åtanke.

Det här är oerhört, men det skulle vara möjligt, och det är en mycket intressant tanke.

Det första som kommer att tänka på är något som en C-17 som tankas av en KC-135

Självklartkommerenlastad777attvägamertransporterandepassagerareänenC-17lastadmedlast,mendessaluftbehållaroperationerärlogistisktintelikamycketsomvadsombehövsförattbogseraettflygplan.

Härärskillnadernajagkantänkapå-oavsettomdeärgenomförbara,jagärintesäker.

• Logistiskt:flygvapnetharplaneratsinrendezvousinågrasekunderinnanplanetsombehöverbrännaärjämntluftburet.Iennödsituationmåstealltfrånplaneringtillutförandeskeunderenmycketlitentid.
• Vidtankningsättsingenstörrespänningpåtankslangen.Omen777bogseradesskullespänningenvaraminstdenmängdluftmotståndsomverkarpå777.
• Attutformaenkroksomkanbäradestorakrafternaochdemomentsomärinblandadeskullegöramycketarbete.

Jaggjordelitematematikförattberäknaframåtriktningensomskullekrävasförattdraen(fulltlastad)777föratthålladenöverstallhastigheten.

Duskullebehövacirka43000pund-vilketinteärförmycketiflyglinjensvärld.Tillexempelhar777enstartviktpå660000lbs-ochvarjemotorproduceraröver100000lbstryckkraft.Sådetskullevaraväldigtenkeltatthaettvälutrustadflygplanellertvåattdraen777-engångansluten.

Dentotalakraftenirepet,förutsattattdragplanetliggernågotöverflygplanetbogseras,skulleheltenkeltvara42,500lb/cos(angle)såomrepetslängdärengenerös300ftochdragplanetär50ftöverdetbognaflygplanet,såkommerdentotalakraftenskullevara43,100lb.

Bara om folk inte litar på mitt nummer, här är en skärmdump av matematiken. Jag hade en 777-modell på min dator som jag brukade få data från:

Om båda piloterna är oförmögna, är det möjligt att dra i planet, eftersom det inte kommer att kunna landa.

Vid bränslehushåll kan en flyglinje som förlorar sina motorer vid kryssningshöjd glida i kanske 20-25 minuter innan den går ner till havsnivån. Om det fanns en flygplats som var nära nog att krympa ett räddningsplan från, skulle det brutna planet ha en anständig chans att bara glida till en landning på den flygplatsen.

Det är inte oöverträffat - glidflygplan uppförs ofta av tågplan. Att hitching upp ett plan på marken och dra upp det är dock helt annorlunda än att försöka göra följande:

Antag att du på något sätt kunde göra de första 4, du är fortfarande kvar med den lilla punkten att du måste landa två flygplan som är knutna till varandra .

Så det är nästan omöjligt att göra vad du föreslår.

Ett flygplan kommer att behålla flyg så länge som det finns tillräckligt med hiss på vingarna.

Att dra ett funktionshindrat plan behövs verkligen inte, för även om alla motorer misslyckas (en mycket osannolik händelse) finns det kontingenter på plats för att driva kontrollytorna och kommunikationen så att piloten kan glida planen till en säker landning . Se den här frågan för exempel på händelser där all ström gick förlorad.

Vi antar att alla ombord blir oförmögna. I det här scenariot (vilket har hänt tidigare) fortsätter planet på sin programmerade flygväg tills den går tom för bränsle, då kommer det att sjunka i höjden så småningom tills det kraschar.

I april 2012 var piloten av en Cessna 421 oförmögen (eventuellt på grund av hypoxi - syrebrist) - flygplanet fortsatte på sin programmerade kurs tills det slutligen slutade med bränsle (flightaware-flygspår):

10septemberhadeenannan liknande incident .

Det enkla svaret är att det för närvarande inte är möjligt, absolut inte för stora passagerarsystem.

Det är sagt att det är möjligt att göra ganska imponerande saker som att dra en glider eller sätta upp en rendez-vous i luften för tankning. Bogsering skulle därför inte verka helt ut ur möjligheterna och Keegans beräkningar tyder på att det även skulle vara teoretiskt troligt (jag försökte inte verifiera beräkningarna och jag är nog inte kunnig nog att göra det).

Ett problem är att om alla motorer misslyckas, är det inte ett alternativ att stanna kvar och vänta på en släp. Lyckligtvis går inte planen "från himlen" heller, de kan glida på ett kontrollerat sätt och det är den faktiska beredskapsplanen. Den har hände tidigare , kanske mest känt till Gimli glider .

Som Pieter Kämpf förklarade är ett ytterligare problem i det här fallet att det är möjligt att flyga planen till säkerhet, det finns inte mycket tid. Att tänka på ett dragplan är en sak, men att ha en som är redo att nå en viss punkt överallt i världen om 10-20 minuter är något helt annat och skulle vara orimligt dyrt.

Om piloterna är oförmögna, är sakerna helt annorlunda. Moderna plan kan bibehålla hastighet och höjd och fortsätter i princip att flyga. Detta har också hänt tidigare, t.ex. att Helios Airways Flight 522 och i det specifika fallet fanns det mer än tillräckligt med tid för stridsflygplan att nå den nödlösa flyglina och eskort det för över en halvtimme. I slutändan kunde de dock inte göra någonting annat än att se att det är slut på bränsle och krasch.

Problemet är att "bogsering" på något sätt inte behövs eller är till hjälp. Efter allt är planet fortfarande helt kapabelt att flyga på egen hand. Vad du behöver tar kontroll och det är för närvarande inte möjligt heller. Till mina (icke-expertiska) ögon verkar tillsats av funktioner på fjärrkontrollen fullständigt genomförbar med nuvarande teknik (jfr dronor), men det skulle innebära ytterligare komplexitet, misslyckningsfaktor etc. Jag antar att kostnads / nyttoanalysen inte motiverar det och så långt som jag vet finns det inget kommersiellt passagerarfartyg med något sådant.

Bilar och passagerarflygplan är utformade och underhållna på mycket olika sätt.

Redundans

Bilar har bara en motor, till skillnad från nästan det flygplan som bär de flesta passagerarna. Bilar kan inte fortsätta resan om deras enda motor bryts ner eller om en axel bryts. Flygplan har flera oberoende uppsättningar av många av de mest kritiska delarna som motorer och flygkontrollsystem, de är särskilt utformade för att kunna fortsätta när många saker bryter ner. Ett flygplan kan fortsätta när en motor bryter ner, den kan fortfarande flyga och landa när alla motorer har brutit ner. Flygplan har överflödiga system för att möjliggöra fortsatt drift efter flera misslyckanden.

Underhåll och övervakning

Bilar kan bara ses av en kvalificerad mekaniker en gång om året eller en gång var 18: e månad. Även vid denna tidpunkt är det troligt att de mekaniker bara byter olja i motorn, kontrollerar vätskenivåerna och bromsslitaget och gör några andra grundläggande kontroller som anges av tillverkaren. De kontrollerar inte allt i bilen.

Ett flygplan är mer sannolikt att övervakas kontinuerligt. Det är inte ovanligt att motorerna skickar data till motorns tillverkare i flygning så att motorns beslutsfattare kan mäta motorns hälsa och kan förutsäga när motorn behöver underhåll innan det uppstår problem för flygplanet. Efter varje flygning rapporterar flygplanets besättning ett ovanligt beteende hos flygplanet till underhållsbesättningen, så att de begåvande problemen kan hanteras innan det finns risk för nedbrytning.

Bilägare är inte så flitiga

Bogsering

Bilar förväntas bryta ner och är konstruerade för att bogseras. Flygplan hålls så att de inte behöver det här och flygplanen är inte konstruerade för att bogseras i luften, det finns ingen dragspärr med tillräcklig styrka än den som är utformad i landningsvägen för försiktig låghastighetstågning på marken .

Du kan inte fästa en släpvagn till ett flygplan som inte är i god kontroll, om piloten är oförmögna eller om flygplanet är skadat, så att en stadig flygning är omöjlig (t ex phugoidcykler etc.). Om flygplanet är under god kontroll kan det förmodligen flyga eller glida till ett alternativt flygfält eller försöka nödlandning.

Tid är kärnan

Säg att 747 har förlorat alla fyra motorerna, det skulle nog inte vara tillräckligt med tid att starta ett räddningsflygplan från en närliggande flygplats och nå planen i tid för att göra någonting användbart i mitten av luften. Särskilt om 747 ligger i mitten av Stilla havet eller flyger genom ett vulkaniskt ask-moln. Det är bättre att designa flygplanet att klara sig så väl som vi kan göra det.

En bil kan vänta en timme eller två vid sidan av vägen. Ett flygplan kan inte vänta.

OP-frågan om bogsering och detta har blivit uttömmande undersökt i de föregående svaren.

Vi kunde dock bredda diskussionen genom att passa de drabbade flygplanen med en dockningsmekanism på undersidan. Sedan kan räddningsflygplanet (med en matchande dockningsenhet på övre sidan) manövrera under den och låsa på. Vi skulle då ha en sammansatt struktur som 747-rymdtransportörtransportkonfigurationen. Ett tillräckligt kraftfullt räddningsfartyg kan då flyga paret ner till en säker landning.

Ytterligare förbättringar uppstår: (a) Dockningsporten kan ha ett manhål genom vilket PAX kan evakueras i räddningsfartyget. (b) Ett kommandoradsgränssnitt kan göra det möjligt för räddningspiloten att styra flygytorna på det drabbade planet (förutsatt att de fortfarande var funktionella), vilket gör det lättare att flyga.

Det finns flera anledningar att denna idé inte skulle vara praktisk.

Ett glidflygplan som flyger på cirka 30 000ft skulle ha sagt 20 minuter innan det träffar marken. Om det finns ett lämpligt flygfält inom detta område står det en anständig chans att landa säkert.

Den drabbade flygplanet skulle resa med Mach Mach 0,8 så att endast en snabb stridsflygplan skulle kunna jaga och fånga den bakifrån inom den tillgängliga tiden. Alla andra räddningsflygplan skulle behöva närma sig från fronten, cirkeln och manövrera till position.

Tidsbegränsningen gör det nästan omöjligt. Antag att räddningsflygplanet tog 10 minuter att förbereda och ta av, då manövreringen och fastsättningen av släden kunde lägga till ytterligare 5 minuter. Det skulle bara tillåta några minuter att faktiskt fånga de drabbade flygplanen.

Glidflygplan är utformade för att vara väldigt lätta flygplan och får bogseras av relativt kraftfulla bogserbåtar. De släpper sedan släp - det är inte återmonterat! Flygplanet på en glider är utformat för att ta de krafter som är involverade i bogsering; det för ett passagerarflygplan är det inte. Skulle det vara möjligt att omplanera alla passagerarplaner för att klara av detta mycket osannolika scenario med total motorfel utan att öka vikt och minska effektiviteten? Jag tvivlar på det.

Som nämnts av David Richerby är luft-till-luft-tankning för närvarande en mycket expertkunskap som utövas av en handfull av de bästa flygvapenpiloterna. En del nyskapande ny teknik skulle behövas innan principen skulle kunna användas på kommersiella flygplan.

I stället för denna idé kan ett mer användbart och praktiskt förslag vara att lägga till någon form av fjärrkontrollfunktion som ska användas om piloter blir oförmögna eller terrorister tar över flygplanet. Sådan teknik skulle behöva vara robust felsäker och många krascher har visat att det inte är lätt att uppnå.

Som andra har påpekat skulle planet som skulle dra nytta av bogsering gå ner innan det kunde nås med ett dragplan.

Även om släpplanet skulle kunna ta sig upp till glidbanan skulle det vara svårt att ansluta snabbt. Du skulle behöva någon speciell apparat för att fånga dragkroken och fästa den. Att göra detta skulle vara mycket svårt eftersom flygplanet skulle vara i olika konfigurationer.

Låt oss säga att det är två 737, en med motorer ut. Stallhastigheten för en 737 är 150 knop, så det kan gå, säg 180 knop med ett glidförhållande på 15: 1. Vid denna hastighet kommer den att sjunka vid 1200 ft / min. Det är en FAST nedstigningsfrekvens, nästan krasch / out of control. Om du till exempel faller snabbare än 1000 ft / min i ett flygprov misslyckas du automatiskt.

Körhastigheten för dragplanet är 450 knop, så han måste på något sätt sakta ner till 180 knop och vara nedgående vid 1200 ft / min OCH stanna strax framför glidplanet medan anslutningen inträffade. Att göra alla tre av dessa saker skulle vara väldigt, mycket svårt.

Det måste övervägas om dragningsprocessen skulle ligga kvar i en stabil höjd eller bara ge hjälp till närmaste flygplats, vilket ifrågasätter den mängd kraft som skulle behövas för att hjälpa. Med tanke på den mängd turbulens som skulle genereras från bogserbåtarna (och desto större är det, desto sämre skulle det vara) verkar det osannolikt att handikappade flygplan skulle kunna upprätthålla stabil flygning och strukturell integritet.

Du måste också överväga det relativt lilla antalet flygplan som blir helt "inaktiverade" utan att påverkas av någon katastrofal händelse som annars kompromissar flygens värdighet. Det finns mycket få fall av US Air 1549 och de flesta skulle vara för nära marken för att tillåta vilken tid som helst att reagera utan den berömda Star Trek Tractor Beam

Kanske med en högspecialiserad designprocess skulle några av utmaningarna kunna övervinnas, men praktiken att kunna få den korrekta hjälpen som är tillgänglig kan negativa genomförbarheten.

Med tillräckligt med motorer och all rätt hårdvara ... så är det möjligt. Se den här rapporten om att dra en F-106: länk

Problemet är att det bara inte är praktiskt. Påminna det faktiska utförandet av en pickupmanöver. Som nämnts i tidigare svar är kostnaderna för en standbyflotta som krävs för att utföra pålitliga pickupar mycket höga. Det skulle vara nollanvändning av en sådan flotta.

Din redigering frågar om en stridsflygning som betjäningsplan. Ja, det är tekniskt möjligt att bygga en fälla av något slag för att vara en dragkrok på en flyglinje. Om efterbrännare är tvungen att hålla båda planerna högt, skulle tiden vara extremt begränsad.

Detta har hänt under krigstid.

Pardo's Push Kapten Bob Pardo drev ett annat F4-Phantom som hade förlorat sina motorer i det laotiska luftrummet efter ett slag på N Vietnam, till var piloterna kunde spruta ut i mindre än fientlig mark. Allt medan Pardos plan förlorade en motor på grund av stridsskador och en eld.

Robbie Reisner drev en F86-saber som hade slutfört bränsle, av N-koreanska luftrummet och över havet. Tyvärr dränkte piloten när han utkastade, landade i havet och blev intrasslad i hans rännor.

Men ... Om du genomför en studie av högprofilerade kommersiella luftfartsincidenter, kommer du att upptäcka att nästan ingen av dem kunde ha lindrats med detta system. Här är en snabb spot check ...

AF447 Höghöjdstall i mitten av Atlanten. Gick ner på mindre än tio minuter.

JAL 123 förlust av horisontal stabilisator ... flygplan okontrollerbart. Skulle bara ha tagit dragplanet.

USAir 427 felaktig styrstyrning vid landning - ingen tid, flygplan okontrollerbart.

ValuJet 592 Brand i lasthållaren. Brände genom kontrolllinjer och förmodligen oförskämd besättningen.

BA 9 Förlorade motorer på grund av vulkanisk aska. Tre motorer startade om. "Jag litar på att du inte är i för mycket nöd"

USAir 1549 Förlorade motorer på grund av fågelkollision kort efter start. Inte tillräckligt med tid för att göra något annat än gräv.

Alaska Air 261 Vertikal stabiliseringsskruvskruv fungerade fel på grund av dåligt underhåll. Flygplan okontrollerbart.

TACA Air 110 Förlorade motorer på grund av stormen. Landade på älv utan skada av otroligt begåvad pilot.

Lauda Air 004 Thrust reverser deployerad inflight. Flygplan utom kontroll. Vi lärde oss att den certifiering som flygplanet kunde flyga med en kraftöverförare som utnyttjades var otillräcklig från denna incident.

I alla dessa kan endast TACA 110 eller BA 9 ha gynnats av ett dragplan, men det var inte tillräckligt med tid, eftersom båda planen kunde förbli luftburna i kanske 20-30 minuter.

Så det är en intressant idé, men från och med idag är en flyglinje som förlorar alla motorer extremt sällsynt, eftersom moderna gasturbiner är mycket tillförlitliga - tillräckligt för att certifiera övergången till stora oceaner med endast två motorer. Fonderna för modifieringar för en släpkoppling, träningen i hur man gör det och underhållet av dedikerad tow-flygplan, skulle användas bättre för att hantera de problem som orsakar de flesta olyckor.