Su pregunta surge de una comprensión ligeramente sesgada de la aplicabilidad de la Ley del Cubo Cuadrado en este contexto.
Si bien ES VERDAD que si aumenta el tamaño de un avión dos veces en TODAS LAS DIMENSIONES, será 8 veces más pesado pero solo crecerá hasta 4 veces el Área del Ala, pero esta es la forma en que los aviones se escalan realmente …
Las alas de un avión real solo se extenderán tan lejos del cuerpo del avión, para empezar, porque más allá de cierto punto, el peso extra de la necesidad de hacer que las alas sean más gruesas en su base y hasta llegar a las puntas se vuelve más importante para rendimiento que el levantamiento adicional de una envergadura mayor.
Por lo tanto, el ala * acorde * se incrementará en lugar de la luz, o una aeronave optará por las alas hacia adelante y hacia atrás o incluso alas múltiples (diseños de biplano o triplano) en lugar de hacer que la luz sea mayor que un cierto punto. Este punto SIEMPRE ha existido en el diseño de aeronaves, y es parte de la razón por la cual los primeros aviones eran biplanos y triplanos en lugar de monoplanos: los materiales disponibles en ese momento simplemente eran tan endebles que se podía lograr un mejor rendimiento con un diseño de biplano que con un ala única, mucho más gruesa (también hubo algunos problemas relacionados con la comprensión inadecuada de la aerodinámica en ese momento, pero no profundicemos en eso …) De manera similar, incluso con los materiales de hoy podríamos algún día llegar al punto donde habíamos ampliado el cuerpo de un avión tanto que para alcanzar la capacidad de elevación necesaria a velocidades subsónicas tendríamos que cambiar a un diseño bi o incluso triplano …
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Además, los aviones solo pueden transportar de 2 a 4 motores a reacción con los diseños actuales, pero no hay razón para que no puedan transportar significativamente más. Los diseños de seis, ocho o incluso diez motores son formas perfectamente factibles de lograr el empuje necesario para aviones más pesados sin sacrificar la relación empuje: peso en los motores, y el empuje adicional ayuda a hacer que los diseños de biplano sean más factibles (un biplano podría generar un 20% más) levantar con un espacio de ala razonable, pero 2 veces la resistencia de un monoplano con la mitad del área total del ala).
Más allá de todo esto, al escalar un avión no necesariamente desea escalarlo en CADA DINENSIÓN. Específicamente, generalmente es ventajoso tener el doble de fuselaje con múltiples alas o un ala larga con un acorde muy alto que soporte el peso a lo largo de su longitud que tener uno que sea dos veces más alto (por otro lado, puede ser un fuselaje más ancho más fácilmente se convierten en diseños de cuerpo mezclado, o incluso se dividen en fuselaje múltiple con una sección de ala en medio). A menudo, podría ser mejor tener OCHO veces el fuselaje más largo que tener un aumento en el área de la sección transversal si apunta a ocho veces el volumen total de la cabina. Entonces, en resumen, no escala el fuselaje linealmente, el doble de largo, ancho y alto si apunta a 8 veces el volumen de la cabina … La longitud adicional del fuselaje al enfocarse en la longitud de escala permite alas con acordes más largos y / o alas múltiples a lo largo del cuerpo en lugar de ser forzado a aumentar la envergadura a longitudes insostenibles para proporcionar el área de ala necesaria.
La conclusión de todo esto es que si desea un avión más grande con mayor capacidad de carga útil, NO escale simplemente un avión más pequeño en cada dimensión y espere que de alguna manera vuele. Comienza a observar los cambios en la forma y dimensiones fundamentales del cuerpo para lograr el rendimiento necesario: opciones de diseño que incluyen múltiples fuselajes, múltiples alas (hacia adelante / atrás) (piense en Canards de gran tamaño, excepto principalmente para Lift), diseños de biplano / triplano, aumentos en el número de motores y cambios en la velocidad / altitud de crucero diseñada (aunque no lo mencioné antes, cuanto más rápido vueles y cuanto más bajo vueles, más Elevación puedes generar con la misma cantidad de área de ala, a expensas de más Arrastre, lo que requiere empuje adicional para contrarrestar …) Todos estos cambios le permiten lograr un mayor rendimiento sin materiales más fuertes, a expensas de una economía de combustible muy reducida en la mayoría de los casos (un biplano, por ejemplo, puede quemar 2 veces el combustible para mover 20). % más de carga útil, y las alas delanteras / traseras interferirán de manera similar con la elevación del otro y serán menos eficientes al arrastrar a menos que estén muy separadas).
Entonces, ¿qué tan grande PUEDES construir con los materiales actuales? No lo sé: eso dependería de tus elecciones de diseño. Simplemente tomar un avión más pequeño y hacerlo más grande en todas las dimensiones y esperar que vuele sería absolutamente estúpido.