1. Ключевая проблема: масса конструкции
Главный лимит — это не подъемная сила, а прочность материалов. Самолет такого размера (200 м в ширину и 600 м в длину — это как 6 футбольных полей в длину и 2 в ширину) под собственным весом просто сломается на земле, не успев взлететь.
Аналогия: Представьте мост длиной 600 метров. Теперь представьте, что этот мост должен не просто стоять на опорах, а быть достаточно легким, чтобы летать, и выдерживать колоссальные аэродинамические нагрузки в полете. Это невыполнимая задача для существующих материалов (алюминиевых сплавов, композитов, стали).
Проблема изгиба: Крыло такого размаха (200 м) будет испытывать чудовищные изгибающие моменты. Оно либо сломается, либо для придания жесткости станет невероятно тяжелым, что сделает взлет невозможным.
2. Теоретическая оценка подъемной силы
Но если на секунду представить, что у нас есть невероятно легкий и прочный материал, давайте прикинем, какую массу могло бы поднять такое крыло.
Площадь крыла: Допустим, вся эта площадь (200 м × 600 м = 120 000 м²) является несущей поверхностью. Это в 80 раз больше, чем площадь крыльев самого большого самолета в мире Ан-225 "Мрия" (~ 900 м²).
Подъемная сила: Упрощенная формула: Lift = ½ * ρ * V² * S * Cl
ρ — плотность воздуха (~1.225 кг/м³ на уровне моря)
V — скорость (возьмем 300 км/ч или 83 м/с, как у больших самолетов)
S — площадь крыла (120 000 м²)
Cl — коэффициент подъемной силы (возьмем 1.0, что типично для взлета)
Расчет: Lift = 0.5 * 1.225 * (83)² * 120 000 * 1.0 ≈ 506 000 000 Ньютонов.
Масса: Сила в Ньютонах, деленная на ускорение свободного падения (~9.8 м/с²), дает массу в кг: ~51 600 000 кг или 51 600 тонн.
Теоретически, идеальное крыло таких размеров могло бы поднять в районе 50 000 тонн. Это в 200 раз больше максимальной взлетной массы Ан-225 (285 тонн).
3. Практические ограничения, убивающие эту идею
Вес конструкции: Реальное крыло — это не бумажная плоскость. Оно имеет объем, лонжероны, нервюры, топливные баки, механизацию. Его собственный вес составит огромную часть от этих 50 000 тонн. КПД конструкции (отношение поднимаемой полезной нагрузки к массе самолета) у лучших современных самолетов — около 50%. У гипотетического монстра он был бы катастрофически низким, возможно, 5-10%, то есть почти вся подъемная сила уходила бы на подъем самого самолета.
Мощность двигателей: Чтобы разогнать до взлетной скорости массу даже в 10 000 тонн, нужна фантастическая тяга. Количество, размер и вес двигателей стали бы новой нерешаемой проблемой.
Управляемость и устойчивость: Самолет длиной 600 метров будет обладать огромной инерцией и запаздыванием реакций на управление. Он стал бы неповоротливым и опасным.
Инфраструктура: Такому гиганту нужна специальная взлетно-посадочная полоса длиной многие километры и невероятной прочности.
4. Что же реально?
Самый большой и тяжелый летательный аппарат на сегодня — Ан-225 "Мрия":
Длина: 84 м
Размах крыла: 88.4 м
Макс. взлетная масса: 640 тонн
Его предел обусловлен современными материалами и технологиями. Увеличение размеров в разы, а не на проценты, ведет к экспоненциальному росту массы конструкции.
Вывод (ответ на ваш вопрос)
Самолет с размерами 200×600 метров нельзя поднять в воздух вообще — он разрушится под собственным весом. Это физически невозможно при известных нам материалах и принципах.
Если же фантазировать о материале с фантастической прочностью и легкостью (как графеновая пена или что-то из научной фантастики), то теоретическая предельная масса для подъема лежит в районе 50 000 - 60 000 тонн. Но для полезной нагрузки остались бы, скорее всего, лишь сотни тонн, так как основную массу составляла бы сама конструкция этого гиганта.
Итог: Ваш вопрос упирается не в аэродинамику, а в пределы прочности материалов.
yaplakal.com