Me gustaría conocer los principios y las ecuaciones matemáticas aplicadas detrás de CATOBAR, STOBAR y STOVL.

Las catapultas de lanzamiento simplemente agregan más de 220 km / h a la velocidad de un avión, en sus 90 m, mientras que los motores, a pleno empuje, mantendrán esto, o aumentarán la patada / empuje / velocidad, para permitir que un avión alcance (si no ya está allí) su velocidad de despegue, típicamente el 120% de su velocidad de pérdida, antes de tocar el agua, ahorrando del 75% al ​​90% de la distancia de rodadura libre que los motores necesitan para superar el arrastre y la fricción para alcanzar la velocidad de despegue . Lo que a su vez depende del coeficiente de elevación de las alas, el peso, el número de Reynolds, la densidad del aire (a su vez, depende de la temperatura, la presión y la altitud), …

El salto de esquí en la parte delantera de un STOBAR, o el portaequipajes STOVL, están diseñados para ahorrar un 20-30% en una distancia mínima de despegue de los aviones (giro libre), ya que normalmente la velocidad de despegue es del 120% de la velocidad de pérdida, el salto dirige el avión en una curva parabólica, fuera de la plataforma de vuelo, lo que le ahorra la diferencia / 20% extra, que debido a la naturaleza exponencial (velocidad en cubos) de la resistencia, equivaldrá a más del 20% de la distancia de giro libre. Dado que un F35-B tiene una distancia mínima de despegue de 167 m, Mig-29 240 m, SU-33 / J-15 400 m, Harrier 435 m, mientras que los transportistas británicos, españoles, italianos y soviéticos (y copias) tienen menos de 300 m en de longitud, el salto los hace viables como plataformas de lanzamiento, en la mayoría de las circunstancias, sin el gasto de instalar una catapulta de lanzamiento o tener que reforzar la célula para tomar repetidos lanzamientos de catapulta.

Nota:

  • La forma en que está cargada una aeronave, dependiendo de lo que esté unido a los puntos duros, y el peso, aumentará la resistencia, aumentando la distancia de giro libre,
  • Operar en temperaturas tropicales> = 32c también agregará ~ 20% a la distancia de balanceo libre, necesaria para alcanzar su velocidad de despegue, ya que el aire caliente es menos denso que el frío, reduciendo tanto la elevación que ofrece como la eficiencia / densidad del aire expulsado por los motores, para generar empuje.

Si está interesado en la mecánica específica, simplemente busque en Google un manual de aviación, por ejemplo. Manual del piloto de conocimiento aeronáutico

Acelere el avión a una velocidad que pueda volar. Y en dos de los casos, asegúrese de un ángulo de ataque en el despegue.

Realmente no es muy complicado.

Y las matemáticas sabias … probablemente se explican más fácilmente por el clásico: F = ma.

¡Esto es lo mismo al aterrizar, ejerce una fuerza tal que el avión se detenga!