9.002 4007

Az F-22 Raptor egy ötödik generációs lopakodó nehéz vadászbombázó, maximális felszállótömege \(36\ 288\ kg\). Két darab gázturbinás hajtóművel rendelkezik, melyek egyenként \(175,74\ kN\) maximális tolóerőt biztosítanak. Rakétákon illetve bombákon kívül a jobb szárny tövébe épített M61A2 Vulcan gépágyúval rendelkezik, mely \(20\ mm\)-es átmérőjű lövedékekből másodpercenként \(660\ db\)-ot képes kilőni \(1050\ \frac{m}{s}\) sebességgel.

1.  Mekkora gyorsulással indul el a maximális felszállótömegű gép, ha csak a saját hajtóműveit használja (vagyis amikor szárazföldi kifutópályán száll fel, nem pedig repülőgéphordozóról, ahol gőzdugattyús vagy elektromágneses katapult lövi ki), és a hajtóművei a maximális tolóerőt adják le? (Az indulás pillanatában fellépő gyorsulása a kérdés, amikor légellenállás még nem ébred.)

9,68 m/s2

Newton II. törvénye szerint:

$$F=m\cdot a$$

A két hajtómű összes tolóereje:

$$F=2\cdot 175,74\ kN=351,48\ kN=351.480\ N$$

Írjuk be ezt és a maximális felszállótömeg adatot:

$$351.480\ N=36.288\ kg\cdot a$$

A newton helyére beírhatjuk, hogy az akkora erő, mely egy 1 kg tömegű testet 1 m/s${}^{2}$ gyorsulásra kényszerít:

$$1\ N=1\ {{kg\cdot m}\over {s^2}}$$

$$351.480\ {{kg\cdot m}\over {s^2}}=36.288\ kg\cdot a$$

$$351.480\ {{m}\over {s^2}}=36.288\cdot a$$

$$a=9,68\ {{m}\over {s^2}}$$

Tehát közel $1\ g$ gyorsulással indul meg a gép a saját hajtóműveitől (repülőgéphordozóról indítva a gőzdugattyús indítósín segítségével ennek többszörösével, tipikusan 4 g-vel gyorsul egy felszálló gép).