Современный пилот ГА. Механизация крыла.
Давненько мы не занимались серьезными авиационными вопросами. Пока суть да дело давайте хотя бы предкрылки-закрылки уберем-выпустим.
На современных гражданских самолетах управление механизацией крыла очень просто и понятно, к тому же защищено всякими способами и от своих сбоев и от ошибок пилота, поэтому мы двигаем рычаг FLAP (FLAPS ;-) B & A...) часто не сильно задумываясь. Однако своя "магия" за всем этим есть и о ней стоит помнить.
Для начала вспомним хотя бы зачем нам на самолете нужна "механизация крыла", как её называют у нас, и что она дает?
Начнем с того, что крыло, как и вся остальная аэродинамика гражданского транспортного самолета, оптимизировано для одной задачи - скоростной полет на высоте. Поэтому на малых скоростях такое крыло имеет очень ограниченные несущие свойства. Для исправления этой ситуации на современных самолетах используется большой набор средств создания дополнительной подъемной силы. Я помню, что как на передней, так и на задней кромке механизации имеется довольно много видов, но для простоты описания предлагаю остановится на основных двух, в наше время наиболее часто используемых - предкрылки и закрылки.
Предкрылки - практически не создают дополнительной подъемной силы, но, особенно для стреловидного крыла, значительно затягивают срыв потока, тем самым повышая запас по углу атаки. При этом они создают и значительное аэродинамическое сопротивление.
Закрылки - выпускаясь значительно добавляют подъемную силу, создаваемую крылом. Но в тоже время, особенно на больших углах их выпуска, так же создают и сопротивление.
И так как на современных реактивных самолетах со стреловидным крылом как правило закрылки и предкрылки управляются и двигаются совместно, одним рычагом- тумблером, поэтому далее в тексте я буду называть из "закрылки", говоря о тех и других.
Полет начинается с земли, начнем тут и мы. Если вам вдруг приходится выпускать-убирать механизацию в "необычной ситуации" - на стоянке, после техобслуживания, обработки обледенения и так далее, то задайте себе вопрос - точно ли безопасно это?! Обязательно спросить у механика-инженера, все ли свободно, попросить его постоять под самолетом и проследить за процессом снаружи, включите проблесковые маяки на время движения механизации - это проще и спокойней, чем возможные повреждения матчасти или человеков.
Так же не забываем, что при выруливании в условиях обледенения или по сильно загрязненной поверхности (это конечно больше касается "винтовых" самолетов), не стоит торопиться с выпуском механизации. В открывающихся на крыле при её выпуске щелях слишком много всяких механизмов и датчиков, да и просто мест для попадания льда и грязи. Только в тех усложненных условиях не забываем перед взлетом выпуститься!
Взлетаем... В применении к современным гражданским самолетам мы конечно не будем рассматривать "незаконные" способы довыпуска закрылков в процессе разбега, но только отмечу, что этот вариант хорошо показывает "физику процесса" - закрылки создают лишнее сопротивление, поэтому для разгона скорости они вредны. Но на скорости они создают подъемную силу, поэтому их "довыпуск" на больший угол поднимает самолет.
Оторвались-полетели! Убрать закрылки - что может быть проще?! Я тоже так думал, пока в одном из первых учебных полетов на Ан-26 не "завесил" самолет. Причем Инструктор говорил мне прямо перед этим полетом "летаешь первым, самолет тяжелый, осторожно с закрылками..." Но на 120 метрах и маловатой скорости я бодро подал команду Борттехнику "Убрать закрылки...", он ее видимо слишком быстро выполнил и... штурвал вдруг заметно потяжелел, вариометр потянуло вниз. Я, сильный парень, конечно подтянул его на себя, пытаясь избежать снижения и тут же получил гудок сирены от сигнализации срыва и очень обидные комментарии от всего экипажа.
Начнем с того, что традиционная для Советских РЛЭ высота начала уборки механизации 120 метров над уровнем аэродрома - не самое удачное решение. Потому что это очень низко! Можно долго обсуждать по каким причинам так было принято (в основном это "традиция" с времен, когда двигатели были не слишком надежны, а при отказе двигателя важно иметь побольше скорость и поменьше сопротивление), но вобщем "убираясь" на такой малой высоте надо быть очень осторожным. И к сожалению многие Экипажи дорого заплатили за отказы и ошибки на этом этапе.
В "Западных" документах минимально принятая высота уборки механизации 400 футов, что как бы не намного выше 120 метров. Но в реальных условиях большинство авиакомпаний пользуется высотой не менее 800 футов, а то и 1000, что заметно повышает запас безопасности. Да еще и то, что во многих аэропортах используются процедуры понижения шума, еще более поднимающие эту высоту, что тоже нам помогает.
Хотя стоит помнить для взлета в условиях сильного обледенения, лучше планировать убрать закрылки пораньше, и так же попозже выпускаться, избегая длительного полета с выпущенной механизацией. Но конечно соблюдая разумный баланс между "побыстрее" и "слишком быстро"!
С позиций аэродинамики уборка механизации на взлете - напряженный момент. На картинке график запаса по перегрузке до режима сваливания самолета Б.
Пилообразная линия - аэродинамика самолета в процессе уборки механизации. Чем выше - тем больше запас от сваливания. Хорошо видно, как с выпущенными на определенный угол предкрылками-закрылками по мере разгона скорости, аэродинамические характеристики самолета улучшаются. Но затем мы "убираемся" до меньшего угла и оказываемся опять в зоне "малых запасов" пока не наберем скорость.
Когда же мы будем убирать закрылки? Когда окажемся выше определенной нами минимальной высоты и на скорости выше минимальной для данной конфигурации. И что очень важно - когда у нас будет точно позитивный тренд разгона скорости (!!!).
Само пилотирование в момент уборки должно быть более акууратным. Конечно в обычных условиях у самолета большой запас по тяге и углу атаки. Но если взлет происходит в предельных условиях (внешние факторы, большая масса, отказ двигателя), то стоит заранее уменьшить вертикальную скорость набора, получить запас скорости и уверенный ее рост и только потом давать команду на уборку закрылков. И в процессе их уборки выдерживать стабильный тангаж, желательно с небольшим набором, ну или хотя бы в горизонте, и не допуская снижения конечно. И будьте очень осторожны пытаясь "подтянуть вверх", потому что можно выехать на большие углы атаки...
В условиях болтанки тем более следует быть внимательным с уборкой закрылков, создавая себе еще больший запас "аэродинамики". В совсем уж плохом случае лучше пойти по пути применимому в случае "сдвига ветра", а именно задержать уборку до выхода в более спокойный полет.
И еще раз об обледенении - да, длительного полета с выпущенными закрылками-предкрылками стоит избегать, но в момент самой уборки конечно же нельзя спешить!!! По грустному опыту случившихся ранее катастроф очень важно иметь еще больший запас по скорости и меньшие углы атаки в таких условиях.
Распространенная ошибка - уборка закрылков на слишком малой скорости (или в обратном процессе выпуск на слишком большой). Для этого естественно на всех самолетах механизацию убирают-выпускают вдвоем - один командует, другой так или иначе проверяет логику команды и двигает управление закрылками. Очевидно, что тот, который пилот, который "мониторит" и двигает сам рычаг закрылков может очень сильно помочь "пилотирующему", не просто выполняя команды, но и внимательно думая, что и как происходит, и замечая ошибки.
Еще одним тонким моментом является уборка-выпуск механизации крыла в крене. На современных самолетах конечно ни каких ограничений в этом плане нет. Но грамотному пилоту как минимум следует понимать, что опять таки для "критических" условий полета крен еще ухудшает аэродинамику самолета. И поэтому в таких случаях есть смысл подождать перехода в более менее прямолинейный полет, что бы не сводить несколько предельных параметров вместе.
В старые времена была еще одна опасность - в случае несимметричной уборки закрылков в развороте экипажу гораздо сложнее распознать а потом и парировать появляющийся крен. В нынешнее время с кучей датчиков и защит это маловероятный сценарий. Но вот то, что полет с креном в момент движения закрылков-предкрылков, повышает шансы на создание несимметричной нагрузки на крыло, приводит к его "прогибу" и в итоге к "ложному" срабатывания "защиты" от их несимметричной уборки. Последствия такого срабатывания - остановка движения как минимум части механизации в том положении в котором они были, и после этого много сложных и малоприятных для Пилота действий.
Как раз к тем случаям, если при уборке-выпуске закрылков что-то идет не так - срабатывает сигнализация что они "зависли", появляется вдруг крен и так далее - первое действие пилота должно быть немедленно зафиксировать скорость такой как она есть (speed intervention/ speed selected для Б и А соотвественно), во-вторых остановить мехнанизцию в том положении в котором она есть (оставить рычаг FLAP в том положении в котором он уже есть). Далее выполняем спокойный полет и разбираемся с ситуацией по чеклистам. При принятии решения на дальнейшую посадку важно понимать, что посадка с нештатными положениями предкрылков-закрылков как правило не требует спешки в приготовлении. Хотя если собрались лететь куда-то очень далеко и долго, то стоит помнить, что расход топлива вырастает до двух раз. И еще очень желательно выбрать аэродром с максимальной длиной полосы и простыми условиями для посадки.
И пожалуй крайне с механизацией крыла - использование ее в качестве "навигационный управления". Тема становится актуальна с ростом размеров самолетов ;-)
Если после взлета или перед заходом на посадку нам предстоит выполнить полет между препятствиями или просто в ограниченном воздушном пространстве, требующем сложного маневрирования - планируйте полет с выпущенными закрылками. В принципе до "средних" положений FLAP (~15* для Б и положение 2 для А) мы получаем на крыле больше подъемной силы, чем сопротивления. Но это очень облегчает "вписывание" в малые радиусы разворотов, градиенты набора и так далее.
И так же на снижении, если мы по каким либо причинам оказываемся выше нормальной траектории, то выпущенные предкрылки, да и закрылки, со своим сопротивлением и вместе с уменьшенной скоростью полета, помогут нам гораздо быстрее "догнать" нормальный профиль снижения, чем на "чистом" крыле.
Такие вот дела. Спокойного всем неба!
На современных гражданских самолетах управление механизацией крыла очень просто и понятно, к тому же защищено всякими способами и от своих сбоев и от ошибок пилота, поэтому мы двигаем рычаг FLAP (FLAPS ;-) B & A...) часто не сильно задумываясь. Однако своя "магия" за всем этим есть и о ней стоит помнить.
Для начала вспомним хотя бы зачем нам на самолете нужна "механизация крыла", как её называют у нас, и что она дает?
Начнем с того, что крыло, как и вся остальная аэродинамика гражданского транспортного самолета, оптимизировано для одной задачи - скоростной полет на высоте. Поэтому на малых скоростях такое крыло имеет очень ограниченные несущие свойства. Для исправления этой ситуации на современных самолетах используется большой набор средств создания дополнительной подъемной силы. Я помню, что как на передней, так и на задней кромке механизации имеется довольно много видов, но для простоты описания предлагаю остановится на основных двух, в наше время наиболее часто используемых - предкрылки и закрылки.
Предкрылки - практически не создают дополнительной подъемной силы, но, особенно для стреловидного крыла, значительно затягивают срыв потока, тем самым повышая запас по углу атаки. При этом они создают и значительное аэродинамическое сопротивление.
Закрылки - выпускаясь значительно добавляют подъемную силу, создаваемую крылом. Но в тоже время, особенно на больших углах их выпуска, так же создают и сопротивление.
И так как на современных реактивных самолетах со стреловидным крылом как правило закрылки и предкрылки управляются и двигаются совместно, одним рычагом- тумблером, поэтому далее в тексте я буду называть из "закрылки", говоря о тех и других.
Полет начинается с земли, начнем тут и мы. Если вам вдруг приходится выпускать-убирать механизацию в "необычной ситуации" - на стоянке, после техобслуживания, обработки обледенения и так далее, то задайте себе вопрос - точно ли безопасно это?! Обязательно спросить у механика-инженера, все ли свободно, попросить его постоять под самолетом и проследить за процессом снаружи, включите проблесковые маяки на время движения механизации - это проще и спокойней, чем возможные повреждения матчасти или человеков.
Так же не забываем, что при выруливании в условиях обледенения или по сильно загрязненной поверхности (это конечно больше касается "винтовых" самолетов), не стоит торопиться с выпуском механизации. В открывающихся на крыле при её выпуске щелях слишком много всяких механизмов и датчиков, да и просто мест для попадания льда и грязи. Только в тех усложненных условиях не забываем перед взлетом выпуститься!
Взлетаем... В применении к современным гражданским самолетам мы конечно не будем рассматривать "незаконные" способы довыпуска закрылков в процессе разбега, но только отмечу, что этот вариант хорошо показывает "физику процесса" - закрылки создают лишнее сопротивление, поэтому для разгона скорости они вредны. Но на скорости они создают подъемную силу, поэтому их "довыпуск" на больший угол поднимает самолет.
Оторвались-полетели! Убрать закрылки - что может быть проще?! Я тоже так думал, пока в одном из первых учебных полетов на Ан-26 не "завесил" самолет. Причем Инструктор говорил мне прямо перед этим полетом "летаешь первым, самолет тяжелый, осторожно с закрылками..." Но на 120 метрах и маловатой скорости я бодро подал команду Борттехнику "Убрать закрылки...", он ее видимо слишком быстро выполнил и... штурвал вдруг заметно потяжелел, вариометр потянуло вниз. Я, сильный парень, конечно подтянул его на себя, пытаясь избежать снижения и тут же получил гудок сирены от сигнализации срыва и очень обидные комментарии от всего экипажа.
Начнем с того, что традиционная для Советских РЛЭ высота начала уборки механизации 120 метров над уровнем аэродрома - не самое удачное решение. Потому что это очень низко! Можно долго обсуждать по каким причинам так было принято (в основном это "традиция" с времен, когда двигатели были не слишком надежны, а при отказе двигателя важно иметь побольше скорость и поменьше сопротивление), но вобщем "убираясь" на такой малой высоте надо быть очень осторожным. И к сожалению многие Экипажи дорого заплатили за отказы и ошибки на этом этапе.
В "Западных" документах минимально принятая высота уборки механизации 400 футов, что как бы не намного выше 120 метров. Но в реальных условиях большинство авиакомпаний пользуется высотой не менее 800 футов, а то и 1000, что заметно повышает запас безопасности. Да еще и то, что во многих аэропортах используются процедуры понижения шума, еще более поднимающие эту высоту, что тоже нам помогает.
Хотя стоит помнить для взлета в условиях сильного обледенения, лучше планировать убрать закрылки пораньше, и так же попозже выпускаться, избегая длительного полета с выпущенной механизацией. Но конечно соблюдая разумный баланс между "побыстрее" и "слишком быстро"!
С позиций аэродинамики уборка механизации на взлете - напряженный момент. На картинке график запаса по перегрузке до режима сваливания самолета Б.
Пилообразная линия - аэродинамика самолета в процессе уборки механизации. Чем выше - тем больше запас от сваливания. Хорошо видно, как с выпущенными на определенный угол предкрылками-закрылками по мере разгона скорости, аэродинамические характеристики самолета улучшаются. Но затем мы "убираемся" до меньшего угла и оказываемся опять в зоне "малых запасов" пока не наберем скорость.
Когда же мы будем убирать закрылки? Когда окажемся выше определенной нами минимальной высоты и на скорости выше минимальной для данной конфигурации. И что очень важно - когда у нас будет точно позитивный тренд разгона скорости (!!!).
Само пилотирование в момент уборки должно быть более акууратным. Конечно в обычных условиях у самолета большой запас по тяге и углу атаки. Но если взлет происходит в предельных условиях (внешние факторы, большая масса, отказ двигателя), то стоит заранее уменьшить вертикальную скорость набора, получить запас скорости и уверенный ее рост и только потом давать команду на уборку закрылков. И в процессе их уборки выдерживать стабильный тангаж, желательно с небольшим набором, ну или хотя бы в горизонте, и не допуская снижения конечно. И будьте очень осторожны пытаясь "подтянуть вверх", потому что можно выехать на большие углы атаки...
В условиях болтанки тем более следует быть внимательным с уборкой закрылков, создавая себе еще больший запас "аэродинамики". В совсем уж плохом случае лучше пойти по пути применимому в случае "сдвига ветра", а именно задержать уборку до выхода в более спокойный полет.
И еще раз об обледенении - да, длительного полета с выпущенными закрылками-предкрылками стоит избегать, но в момент самой уборки конечно же нельзя спешить!!! По грустному опыту случившихся ранее катастроф очень важно иметь еще больший запас по скорости и меньшие углы атаки в таких условиях.
Распространенная ошибка - уборка закрылков на слишком малой скорости (или в обратном процессе выпуск на слишком большой). Для этого естественно на всех самолетах механизацию убирают-выпускают вдвоем - один командует, другой так или иначе проверяет логику команды и двигает управление закрылками. Очевидно, что тот, который пилот, который "мониторит" и двигает сам рычаг закрылков может очень сильно помочь "пилотирующему", не просто выполняя команды, но и внимательно думая, что и как происходит, и замечая ошибки.
Еще одним тонким моментом является уборка-выпуск механизации крыла в крене. На современных самолетах конечно ни каких ограничений в этом плане нет. Но грамотному пилоту как минимум следует понимать, что опять таки для "критических" условий полета крен еще ухудшает аэродинамику самолета. И поэтому в таких случаях есть смысл подождать перехода в более менее прямолинейный полет, что бы не сводить несколько предельных параметров вместе.
В старые времена была еще одна опасность - в случае несимметричной уборки закрылков в развороте экипажу гораздо сложнее распознать а потом и парировать появляющийся крен. В нынешнее время с кучей датчиков и защит это маловероятный сценарий. Но вот то, что полет с креном в момент движения закрылков-предкрылков, повышает шансы на создание несимметричной нагрузки на крыло, приводит к его "прогибу" и в итоге к "ложному" срабатывания "защиты" от их несимметричной уборки. Последствия такого срабатывания - остановка движения как минимум части механизации в том положении в котором они были, и после этого много сложных и малоприятных для Пилота действий.
Как раз к тем случаям, если при уборке-выпуске закрылков что-то идет не так - срабатывает сигнализация что они "зависли", появляется вдруг крен и так далее - первое действие пилота должно быть немедленно зафиксировать скорость такой как она есть (speed intervention/ speed selected для Б и А соотвественно), во-вторых остановить мехнанизцию в том положении в котором она есть (оставить рычаг FLAP в том положении в котором он уже есть). Далее выполняем спокойный полет и разбираемся с ситуацией по чеклистам. При принятии решения на дальнейшую посадку важно понимать, что посадка с нештатными положениями предкрылков-закрылков как правило не требует спешки в приготовлении. Хотя если собрались лететь куда-то очень далеко и долго, то стоит помнить, что расход топлива вырастает до двух раз. И еще очень желательно выбрать аэродром с максимальной длиной полосы и простыми условиями для посадки.
И пожалуй крайне с механизацией крыла - использование ее в качестве "навигационный управления". Тема становится актуальна с ростом размеров самолетов ;-)
Если после взлета или перед заходом на посадку нам предстоит выполнить полет между препятствиями или просто в ограниченном воздушном пространстве, требующем сложного маневрирования - планируйте полет с выпущенными закрылками. В принципе до "средних" положений FLAP (~15* для Б и положение 2 для А) мы получаем на крыле больше подъемной силы, чем сопротивления. Но это очень облегчает "вписывание" в малые радиусы разворотов, градиенты набора и так далее.
И так же на снижении, если мы по каким либо причинам оказываемся выше нормальной траектории, то выпущенные предкрылки, да и закрылки, со своим сопротивлением и вместе с уменьшенной скоростью полета, помогут нам гораздо быстрее "догнать" нормальный профиль снижения, чем на "чистом" крыле.
Такие вот дела. Спокойного всем неба!