Ликбез: Пилотирование самолета по смартфону.

[denokan]

Как это обычно и бывает, после очередной громкой катастрофы, вслед за больными конспирологами второй волной приходят конструкторы-рационализаторы.

Прослышав о том, что на самолете выдавалась ложная информация о скорости, интернет заполнили предложения вроде "фигня вопрос, включи смартфон и смотри скорость, как я это делаю".

Действительно, а почему бы и нет?

Давайте разберемся.

* * *

Для начала, я хотел бы открыть правду, о том, что было раньше - яйцо или курица. Несмотря на то, что многие уверены, что спутниковая система навигации GNSS (в просторечье - GPS, хотя кроме GPS есть еще, к примеру, ГЛОНАСС)  была разработана для айфонов, историческая правда несколько иная.

Во-первых, GPS на телефонах существовал еще до появления айфонов. Понимаю, что звучит невероятно, но это так.

Во-вторых, его начали применять на самолетах и морских кораблях гораздо раньше, чем в телефонах.

В-третьих, еще задолго до применения спутниковой навигации, конструкторы научили системы самолета определять ПУТЕВУЮ скорость. Запомните этот термин - на экранах своих смартфонов вы видите именно ПУТЕВУЮ (не путать с "путёвой"!) скорость.

Ее же видят и пилоты на приборах своих самолетов. Даже на древнем Ту-154 без интегрированного GPS-приемника KLN90B у экипажа есть информация о путевой скорости.

То есть, смартфон держать включенным нет необходимости.

Обидно, да?

Виды скоростей в авиации

Конечно же, ту запись, в которой я уже объяснил разницу между видами скоростей, применяемых в авиации, а также, мельком прошелся по применению GPS, рационализаторы не удосужились прочитать, а сразу кинулись доносить великое и "ежупонятное" в комментарии.

Я понимаю стремление нести добро и свет, но, пожалуйста, разберитесь, прежде, чем идти дальше.

Итак:

1. Воздушная скорость (она же - истинная, TAS - True Air Speed). Это скорость самолета относительно воздушной массы, в которой этот самолет летит в данный момент времени.

Воздушная масса тоже, как правило, не стоит на месте, а перемещаются. Дует, понимаешь. Соответственно, самолет тоже испытывает влияение ветра. Отсюда появляется вторая скорость.

2. Путевая скорость (GS - Ground Speed) - это скорость движения самолета относительно земной поверхности. Как нетрудно догадаться, она равна TAS плюс/минус попутная/встречная составляющая скорости воздушной массы, в которой движется самолет.

Задача для экспертов: Скорость встречного ветра 60 км/ч. TAS 400 км/ч. Какая будет путевая скорость?

Обе эти скорости чудесны и замечательны (как минимум, по путевой можно посчитать время в пути). Но для пилотирования самолета они, увы, подходят слабо.

3. Приборная скорость - это скоростной напор, измеряемый как раз-таки при помощи пресловутого ППД, который определяет разницу между полным воздушным давлением (его-то ППД и измеряет) и статическим (для измерения есть дополнительные датчики). Эта разница и является скоростным напором.

Если из этой формулы исключить полное давление (например, из-за того, что трубка ППД забилась льдом), то указатель скорости начинает работать по принципу высотомера - на него поступают данные только со "статики". При наборе высоты скорость будет расти, при снижении - падать.

Чем больше скорость полета на одной и той же высоте, тем выше скоростной напор и выше эффект сжимаемости воздуха. Из-за которого появляется разница между "приборной" и "истинной" скоростью. Чем выше скорость, тем больше разница.

Кроме этого, на разницу в истинной скорости и приборной влияет плотность воздуха - у земли и на высоте 10 км разница между истинной скоростью и приборной будет совершенно разной (на высоте больше)

Соответственно, чем выше скорость и высота полета, тем больше разница и между ПУТЕВОЙ и приборной.

Я специально выделил этот удивительный эффект, т.к. память о нем и понимание пригодится рационализаторам чуть дальше.

К чему такие сложности? Зачем нужна приборная скорость, почему бы не пользоваться ПУТЕВОЙ?

Дело в том, что приборная скорость (характеризующая скоростной напор) является так же и характеристикой угла атаки крыла. Мы все знаем, что эта железная бандура удерживается в воздухе благодаря магии.

Каждому углу атаки для данной массы ВС соответствует своя приборная скорость и она не зависит от температуры и плотности воздуха. Она не зависит и от скорости движения массы воздуха, в которой летит самолет. Она не зависит от наличия айфонов у экипажа и рационализаторов в салонах.

Т.е., отбрасывая ненужные нюансы, соответствие будет сохраняться всегда, везде и на всех высотах - если не принимать во внимание фактор скорости звука.

Так вот. Угол атаки характеризует подъемную силу, которая и держит самолет в воздухе. Да, это и есть та самая "магия". Скорость мала - мал скоростной напор - самолету может прийти кирдык. Давно-давно, на заре авиации, пилоты говорили: "Лучше потерять тещу, чем скорость на четвертом развороте". Скорость - это жизнь. При потере скорости пилот старается ее увеличить.

Поэтому приборная скорость и используется для пилотирования и определения безопасного диапазона. Нет скорости - нет подъемной силы. Может наступить сваливание и штопор. И кирдык.

А слишком большая скорость - наступают иные ограничения.

* * *

Давайте закрепим пройденный материал.

1. GPS - применяется в авиации давно. И даже без GPS у пилотов большинства современных и несовременных лайнеров есть информация у путевой скорости.

2. Информация о путевой скорости у пилотов современных самолетов - прямо перед глазами.

3. Чем выше приборная скорость полета, чем выше высота полета - тем больше разница между приборной (по которой пилотируют) и путевой ("по айфону").

4. На путевую ("по айфону") влияет также и скорость ветра.

Внизу представлены несколько примеров разницы (в узлах. 1 узел = 1.852 км/ч) между путевой (GS) и приборной скоростью в ОБЫЧНЫХ полетах




В предыдущей записи я устал читать мнения частных пилотов, летающих недалеко, невысоко и небыстро о том, какая замечательная эта штука - путевая скорость. Мол, это 146% работает в подобных ситуациях, они знают!

Да, отчего-то покоробило их мое "пренебрежительное отношение к GPS" в данном тексте:




Надеюсь, теперь, когда перед глазами (чуть выше, хорошо) вы видите реальные картинки из жизни "больших реактивных", уверенность в безопасности пилотирования исключительно по показаниям айфона поколеблется.

Конструкторы - дураки?

Хех. Это известно любому диванному эксперту, как и то, что в футбол они играют уж точно лучше, чем сборная России.

В чем-то, черт побери, они правы - мне, как пилоту, конечно же, хотелось бы, чтобы производитель сразу и навсегда предусмотрел все и везде. Но они такие же люди, несовершенные, и, кроме того, им помогают такие же люди (опять же, несовершенные) - пилоты-испытатели. Так что, винить их другим несовершенным как бы не с руки.

В прошлой записи я привел рекомендации Боинга по действиям в случаях "ненадежных показаний скорости". Так вот, эти рекомендации еще несколько лет назад были, ммм, несколько иными. А точнее - такая же "вода", какую я увидел в рекомендациях для пилотов Ан-148.

То есть, производителю (Боингу) потребовались годы, чтобы пересмотреть рекомендации и придумать действительно толковые - а именно, вбить в головы нам, пилотам В737 конкретный цифры угла тангажа и оборотов двигателя, вместо того "пилотируйте повнимательнее" - как можно охарактеризовать сегодняшние рекомендации, которые я увидел на Ан-148.

Так вот.

Путевая скорость (по приборами или, о боги, по айфону) - может использоваться, но исключительно в качестве относительной. Боюсь, что некоторые пилоты с Сессны 172 или похожего не представляют, в каком диапазоне скоростей, высот и ветра происходит эксплуатация больших реактивных. И это не может не печалить. Ну ладно диванные эксперты, услышавшие слово "скорость" и полезшие включать свой айфон! Но пилоты!!

До недавнего времени я, наивный, предполагал, что "пилоту думающему" должно быть интуитивно понятно - то, что работает для маленького самолета, далеко не всегда будет работать для большого. На тех скоростях и высотах, что летает Сессна или Як-18Т разница между "скоростью GPS" и приборной составляет не более 10% в штиль.

Но на основании своего частного опыта делать вывод (и уверенно так свою позицию отстаивать) о том, что эта рекомендация будет хорошо работать в качестве основной (мол, сразу переходи на GPS) на большом самолете... на высоте, например, 8 километров. Мда. Мой мир уже не будет прежним.

Что делать-то?

Если лень читать предыдущую запись, то:

1. Не паниковать.

2. Определить факт ненадежных показаний скорости

3. Пилотировать самолет, черт побери. Как? Установить тангаж и тягу при которых самолет гарантированно не врежется в землю и не превысит ограничения по прочности. На 737 такие данные были вымучены и предоставлены пилотам, почему бы Антоновцам не сделать так же?

К слову, Airbus после катастрофы A330 Air France разработал идейно правильную систему, позволяющую экипажу быстро понять, что случилось и удобно пилотировать в подсказанном системой диапазоне

http://asj.nolan-law.com/2011/06/airbus-develops-back-up-speed-altitude-displays/




Когда у тебя пропадает шкала скорости и заменяется вот на вот это, совсем нетрудно понять, что случилось. А дальше - а дальше от тебя требуется установить такой тангаж, при котором индекс слева будет держаться в зеленой зоне (она определяется по датчику углу атаки).

Очень разумная система.

Более того, на радость любителям GPS - в подобных ситуациях она перестает использовать барометрическую высоту и заменяет ее высотой по GPS. Которую в настоящее время в нормальных полетах мы не используем, т.к. если все вокруг летают по барометрическому уровню, а один умник полетит по GPS, существует реальная угроза столкновения в воздухе.

4. Попытаться устранить проблему (если обогрев ППД выключен, то после включения, как правило, проблема исчезает в течение минуты). Если не помогло - попробовать определить неисправный прибор (возможно, только один прибор показывает погоду, остальные - правду)

Если не получилось, то

5. Использовать данные о путевой скорости в качестве контроля. Понимая, конечно же, что и как (см. сравнение скоростей на картинке в середине статьи).

6. Продолжать пилотирование по тангажу и тяге

PS

Что касается печального события с Ан-148, то много вопросов не только к производителю, но к ответственным лицам авиакомпании - тем, кто отвечает за подготовку пилотов и, как следствие, за обеспечение безопасности полетов. Как проводится подготовка в авиакомпании? Насколько высок уровень формализма при определении степени готовности? Какой процесс отбора кандидатов на ввод в строй? Как давно данный экипаж проходил проверку теоретических знаний и тренировку на тренажере по действиям в подобной ситуации?

Поступить "по-толбоевски", то есть, сходу отрезать головы погибшим пилотам - это, конечно же, заманчиво и очень просто. Но это как полоть грядки отрезанием стеблей сорняков. Корни-то при этом в земле - через пару дней новый сорняк вырастет.

PPS

А если совсем глубоко задуматься, то корни еще глубже.

Полезная статья по теме: https://www.skybrary.aero/index.php/Unreliable_Airspeed_Indications
Летайте безопасно!

Мой инстаграм
Мой канал на Youtube.