С целью улучшения взлетно-посадочных характеристик и обеспечения безопасности на взлете и особенно посадке необходимо посадочную скорость по возможности уменьшить. Для этого нужно, чтобы Сy был возможно больше. Однако профили крыла, имеющие большое Сумакс, обладают, как правило, большими значениями лобового сопротивления Схмин, так как у них большие относительные толщина и кривизна. А увеличение Сх.мин, препятствует увеличению максимальной скорости полета. Изготовить профиль крыла, удовлетворяющий одновременно двум требованиям: получению больших максимальных скоростей и малых посадочных - практически невозможно. Поэтому при проектировании профилей крыла самолета стремятся в первую очередь обеспечить максимальную скорость, а для уменьшения посадочной скорости применяют на крыльях специальные устройства, называемые механизацией крыла. Применяя механизированное крыло, значительно увеличивают величину Сумакс, что дает возможность уменьшить посадочную скорость и длину пробега самолета после посадки, уменьшить скорость самолета в момент отрыва и сократить длину разбега при взлете. Применение механизации улучшает устойчивость и управляемость самолета на больших углах атаки.
Крыло: 1 - обшивка; 2 - элерон; 3 - интерцепторы; 4 - закрылки; 5 - предкрылки; 6 -аэродинамическое ребро
Рис. 17.
Существуют следующие виды механизации крыла:
- · Щитки
- · Предкрылки
- · Отклоняемый носок крыла
- · Управление пограничным слоем
- · Реактивные закрылки
Щиток представляет собой отклоняющуюся поверхность, которая в убранном положении примыкает к нижней, задней поверхности крыла. Щиток является одним из самых простых и наиболее распространенных средств повышения Сумакс. Увеличение Сумакс при отклонении щитка объясняется изменением формы профиля крыла, которое можно условно свести к увеличению эффективного угла атаки и вогнутости (кривизны) профиля.
Рис. 18.
Закрылок представляет собой отклоняющуюся часть задней кромки крыла либо поверхность, выдвигаемую (с одновременным отклонением вниз) назад из-под крыла. По конструкции закрылки делятся на простые (нещелевые), однощелевые и многощелевые. Нещелевой закрылок увеличивает коэффициент подъемной силы Сy за счет увеличения кривизны профиля. При наличии между носком закрылка и крылом специально спрофилированной щели эффективность закрылка увеличивается, так как воздух, проходящий с большой скоростью через сужающуюся щель, препятствует набуханию и срыву пограничного слоя. Для дальнейшего увеличения эффективности закрылков иногда применяют двухщелевые закрылки, которые дают прирост коэффициента подъемной силы Сy профиля до 80%. Критический угол атаки при выпущенных закрылках незначительно уменьшается, что позволяет получить Сумакс при меньшем подъеме носа самолета.
Рис. 19.
Предкрылок представляет собой небольшое крылышко, находящееся впереди крыла Предкрылки бывают фиксированные и автоматические. Фиксированные предкрылки на специальных стойках постоянно закреплены на некотором удалении от носка профиля крыла. Автоматические предкрылки при полете на малых углах атаки плотно прижаты к крылу воздушным потоком. При полете на больших углах атаки происходит изменение картины распределения давления по профилю, в результате чего предкрылок как бы отсасывается. Происходит автоматическое выдвижение предкрылка. При выдвинутом предкрылке между крылом и предкрылком образуется суживающаяся щель. Увеличиваются скорость воздуха, проходящего через эту щель, и его кинетическая энергия. Щель между предкрылком и крылом спрофилирована таким образом, что воздушный поток, выходя из щели, с большой скоростью направляется вдоль верхней поверхности крыла. Вследствие этого скорость пограничного слоя увеличивается, он становится более устойчивым на больших углах атаки и отрыв его отодвигается на большие углы атаки. Критический угол атаки профиля при этом значительно увеличивается (на 10°-15°), а Cумакс увеличивается в среднем на 50% Обычно предкрылки устанавливаются не по всему размаху, а только на его концах. Это объясняется тем, что, кроме увеличения коэффициента подъемной силы, увеличивается эффективность элеронов, а это улучшает поперечную устойчивость и управляемость. Установка предкрылка по всему размаху значительно увеличила бы критический угол атаки крыла в целом, и для его реализации на посадке пришлось бы стойки основных ног шасси делать очень высокими.
Рис. 20.
Отклоняемый носок применяется на крыльях с тонким профилем и острой передней кромкой для предотвращения срыва потока за передней кромкой на больших углах атаки. Изменяя угол наклона подвижного носка, можно для любого угла атаки подобрать такое положение, когда обтекание профиля будет безотрывным. Это позволит улучшить аэродинамические характеристики тонких крыльев на больших углах атаки. Аэродинамическое качество при этом может возрастать. Искривление профиля отклонением носка повышает Сумакс крыла без существенного изменения критического угла атаки.
Рис. 21.
Управление пограничным слоем является одним из наиболее эффективных видов механизации крыла и сводится к тому, что пограничный слой либо отсасывается внутрь крыла, либо сдувается с его верхней поверхности. Для отсоса пограничного слоя или для его сдувания применяют специальные вентиляторы либо используют компрессоры самолетных газотурбинных двигателей. Отсасывание заторможенных частиц из пограничного слоя внутрь крыла уменьшает толщину слоя, увеличивает его скорость вблизи поверхности крыла и способствует безотрывному обтеканию верхней поверхности крыла на больших углах атаки. Сдувание пограничного слоя увеличивает скорость движения частиц воздуха в пограничном слое, тем самым предотвращает срыв потока. Управление пограничным слоем дает хорошие результаты в сочетании с щитками или закрылками.
Рис. 22.
Реактивный закрылок представляет струю газов, вытекающую с большой скоростью под некоторым углом вниз из специальной щели, расположенной вблизи задней кромки крыла. При этом струя газа воздействует на поток, обтекающий крыло, подобно отклоненному закрылку, вследствие чего перед реактивным закрылком (под крылом) давление повышается, а позади его понижается, вызывая увеличение скорости движения потока над крылом. Кроме того образуется реактивная сила Р, создаваемая вытекающей струёй. Эффективность действия реактивного закрылка зависит от угла атаки крыла, угла выхода струи и и величины силы тяги Р. Их используют для тонких, стреловидных крыльев малого удлинение Реактивный закрылок позволяет увеличить коэффициент подъемной силы Cумакс в 5-10 раз. Для создания струи используются газы, выходящие из турбореактивного двигателя.
Рис. 23.
Интерцептор или прерыватель потока представляет собой узкую плоскую или слегка искривленную пластину, расположенную вдоль размаха крыла. Интерцептор вызывает турбулизацию или срыв потока за интерцептором в зависимости от угла отклонения интерцептора. Это явление сопровождается перераспределением давления по крылу. При этом давление существенно изменяется не только на той стороне крыла, где выдвинуты интерцепторы, но и на противоположной. Чаще всего интерцептор располагается на верхней поверхности крыла Перераспределение давления, вызванное интерцептором, приводит к уменьшению Су и увеличению Сх крыла, резко падает качество крыла. На малых скоростях интерцептор используется вместо элеронов, мало эффективных при больших углах атаки. При выдвижении интерцептора только на одном полукрыле, подъемная сила этого полукрыла уменьшается. Возникает кренящий момент - интерцептор работает как элерон.
Рис. 24. Интерцептор
На современных самолетах с целью получения высоких летно-тактических характеристик, в частности для достижения больших скоростей полета, значительно уменьшены и площадь крыла и его удлинение. А это отрицательно сказывается на аэродинамическом качестве самолета и особенно на взлетно-посадочных характеристиках.
Для удержания самолета в воздухе в прямолинейном полете с постоянной скоростью необходимо, чтобы подъемная сила была равна весу самолета - Y = G . Но так как
(30)
Из формулы (30) следует, что для удержания самолета в воздухе на наименьшей скорости (при посадке, например) нужно, чтобы коэффициент подъемной силы С y был наибольшим. Однако С y можно увеличивать путем увеличения угла атаки только до α крит. Увеличение угла атаки больше критического приводит к срыву потока на верхней поверхности крыла и к резкому уменьшению С y , что недопустимо. Следовательно, для обеспечения равенства подъемной силы и веса самолета необходимо увеличить скорость полета .
Вследствие указанных причин посадочные скорости современных самолетов довольно велики. Это сильно усложняет взлет и посадку и увеличивает длину пробега самолета.
С целью улучшения взлетно-посадочных характеристик и обеспечения безопасности на взлете и особенно посадке необходимо посадочную скорость по возможности уменьшить. Для этого нужно, чтобы С y был возможно больше. Однако профили крыла, имеющие большое Су макс, обладают, как правило, большими значениями лобового сопротивления Сх мин , так как у них большие относительные толщина и кривизна. А увеличение Сх. мин , препятствует увеличению максимальной скорости полета. Изготовить профиль крыла, удовлетворяющий одновременно двум требованиям: получению больших максимальных скоростей и малых посадочных - практически невозможно.
Поэтому при проектировании профилей крыла самолета стремятся в первую очередь обеспечить максимальную скорость, а для уменьшения посадочной скорости применяют на крыльях специальные устройства, называемые механизацией крыла.
Применяя механизированное крыло, значительно увеличивают величину Су макс, что дает возможность уменьшить посадочную скорость и длину пробега самолета после посадки, уменьшить скорость самолета в момент отрыва и сократить длину разбега при взлете. Применение механизации улучшает устойчивость и управляемость самолета на больших углах атаки. Кроме того, уменьшение скорости при отрыве на взлете и при посадке увеличивает безопасность их выполнения и сокращает расходы на строительство взлетно-посадочных полос.
Итак, механизация крыла служит для улучшения взлетно-посадочных характеристик самолета путем увеличения максимального значения коэффициента подъемной силы крыла Cу макс .
Суть механизации крыла состоит в том, что с помощью специальных приспособлений увеличивается кривизна профиля (в некоторых случаях и площадь крыла), вследствие чего изменяется картина обтекания. В результате получается увеличение максимального значения коэффициента подъемной силы.
Эти приспособления, как правило, выполняются управляемыми в полете: при полете на малых углах атаки (при больших скоростях полета) они не используются, а применяются лишь на взлете, на посадке, когда увеличение угла атаки не обеспечивает получения нужной величины подъемной силы.
Существуют следующие виды механизации крыла: щитки, закрылки, предкрылки, отклоняемые носки крыла, управление пограничным слоем, реактивные закрылки .
Щиток представляет собой отклоняющуюся поверхность, которая в убранном положении примыкает к нижней, задней поверхности крыла. Щиток является одним из самых простых и наиболее распространенных средств повышения Су макс.
Увеличение Су макс при отклонении щитка объясняется изменением формы профиля крыла, которое можно условно свести к увеличению эффективного угла атаки и вогнутости (кривизны) профиля.
При отклонении щитка образуется вихревая зона подсасывания между крылом и щитком. Пониженное давление в этой зоне распространяется частично на верхнюю поверхность профиля у задней кромки и вызывает отсос пограничного слоя с поверхности, лежащей выше по течению. За счет отсасывающего действия щитка предотвращается срыв потока на больших углах атаки, скорость потока над крылом возрастает, а давление уменьшается. Кроме того, отклонение щитка повышает давление под крылом за счет увеличения эффективной кривизны профиля и эффективного угла атаки α эф .
Благодаря этому выпуск щитков увеличивает разность относительных давлений над крылом и под крылом, а следовательно, и коэффициент подъемной силы Су .
На рис. 42 показан график зависимости С y от угла атаки для крыла с различным положением щитка: убранное, взлетное φ щ = 15°, посадочное φ щ = 40°.
При отклонении щитка вся кривая Су щ = f(α) смещается вверх почти эквидистантно кривой Су = f (α) основного профиля.
Из графика видно, что при отклонении щитка в посадочное положение (φ щ = 40°) приращение Су составляет 50-60%, а критический угол атаки при этом уменьшается на 1-3°.
Для увеличения эффективности щитка конструктивно его выполняют таким образом, что при отклонении он одновременно смещается назад, к задней кромке крыла. Тем самым увеличиваются эффективность отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла и протяженность зоны повышенного давления под крылом.
При отклонении щитка одновременно с увеличением коэффициента подъемной силы увеличивается и коэффициент лобового сопротивления, аэродинамическое качество крыла при этом уменьшается.
Закрылок . Закрылок представляет собой отклоняющуюся часть задней кромки крыла либо поверхность, выдвигаемую (с одновременным отклонением вниз) назад из-под крыла. По конструкции закрылки делятся на простые (нещелевые), однощелевые и многощелевые .
Рис. 39. Профиль крыла со щитком, смещающимся назад
Рис. 40. Закрылки: а - нещелевой; б - щелевой
Нещелевой закрылок увеличивает коэффициент подъемной силы С y за счет увеличения кривизны профиля. При наличии между носком закрылка и крылом специально спрофилированной щели эффективность закрылка увеличивается, так как воздух, проходящий с большой скоростью через сужающуюся щель, препятствует набуханию и срыву пограничного слоя. Для дальнейшего увеличения эффективности закрылков иногда применяют двухщелевые закрылки, которые дают прирост коэффициента подъемной силы С y профиля до 80%.
Увеличение Су макс крыла при выпуске закрылков или щитков зависит от ряда факторов: их относительных размеров, угла отклонения, угла стреловидности крыла. На стреловидных крыльях эффективность механизации, как правило, меньше, чем у прямых крыльев. Отклонение закрылков, так же как и щитков, сопровождается не только повышением С y , но в еще большей степени приростом С x , поэтому аэродинамическое качество при выпущенной механизации уменьшается.
Критический угол атаки при выпущенных закрылках незначительно уменьшается, что позволяет получить С умакс при меньшем подъеме носа самолета (рис. 37).
Рис. 41. Профиль крыла с щитком
Рис. 42. Влияние выпуска щитков на кривую Су=f()
Рис. 43. Поляра самолета с убранными и выпущенными щитками
Предкрылок представляет собой небольшое крылышко, находящееся впереди крыла (рис. 44).
Предкрылки бывают фиксированные и автоматические.
Фиксированные предкрылки на специальных стойках постоянно закреплены на некотором удалении от носка профиля крыла. Автоматические предкрылки при полете на малых углах атаки плотно прижаты к крылу воздушным потоком. При полете на больших углах атаки происходит изменение картины распределения давления по профилю, в результате чего предкрылок как бы отсасывается. Происходит автоматическое выдвижение предкрылка (рис. 45).
При выдвинутом предкрылке между крылом и предкрылком образуется суживающаяся щель. Увеличиваются скорость воздуха, проходящего через эту щель, и его кинетическая энергия. Щель между предкрылком и крылом спрофилирована таким образом, что воздушный поток, выходя из щели, с большой скоростью направляется вдоль верхней поверхности крыла. Вследствие этого скорость пограничного слоя увеличивается, он становится более устойчивым на больших углах атаки и отрыв его отодвигается на большие углы атаки. Критический угол атаки профиля при этом значительно увеличивается (на 10°-15°), а Cу макс увеличивается в среднем на 50% (рис. 46).
Обычно предкрылки устанавливаются не по всему размаху, а только на его концах. Это объясняется тем, что, кроме увеличения коэффициента подъемной силы, увеличивается эффективность элеронов, а это улучшает поперечную устойчивость и управляемость. Установка предкрылка по всему размаху значительно увеличила бы критический угол атаки крыла в целом, и для его реализации на посадке пришлось бы стойки основных ног шасси делать очень высокими.
Рис. 44. Предкрылок
Рис. 45. Принцип действия автоматического предкрылка:
а - малые углы атаки; б – большие углы атаки
Фиксированные предкрылки устанавливаются, как правило, на нескоростных самолетах, так как такие предкрылки значительно увеличивают лобовое сопротивление, что является помехой для достижения больших скоростей полета.
Отклоняемый носок (рис. 47) применяется на крыльях с тонким профилем и острой передней кромкой для предотвращения срыва потока за передней кромкой на больших углах атаки.
Изменяя угол наклона подвижного носка, можно для любого угла атаки подобрать такое положение, когда обтекание профиля будет безотрывным. Это позволит улучшить аэродинамические характеристики тонких крыльев на больших углах атаки. Аэродинамическое качество при этом может возрастать.
Искривление профиля отклонением носка повышает Су макс крыла без существенного изменения критического угла атаки.
Рис. 46. Кривая Су =f (α) для крыла с предкрылками
Рис. 47. Отклоняемый носок крыла
Управление пограничным слоем (рис. 48) является одним из наиболее эффективных видов механизации крыла и сводится к тому, что пограничный слой либо отсасывается внутрь крыла, либо сдувается с его верхней поверхности.
Для отсоса пограничного слоя или для его сдувания применяют специальные вентиляторы либо используют компрессоры самолетных газотурбинных двигателей.
Отсасывание заторможенных частиц из пограничного слоя внутрь крыла уменьшает толщину слоя, увеличивает его скорость вблизи поверхности крыла и способствует безотрывному обтеканию верхней поверхности крыла на больших углах атаки.
Сдувание пограничного слоя увеличивает скорость движения частиц воздуха в пограничном слое, тем самым предотвращает срыв потока.
Управление пограничным слоем дает хорошие результаты в сочетании с щитками или закрылками.
Рис. 48. Управление пограничным слоем
Рис. 49. Реактивный закрылок
Реактивный закрылок (рис. 49) представляет струю газов, вытекающую с большой скоростью под некоторым углом вниз из специальной щели, расположенной вблизи задней кромки крыла. При этом струя газа воздействует на поток, обтекающий крыло, подобно отклоненному закрылку, вследствие чего перед реактивным закрылком (под крылом) давление повышается, а позади его понижается, вызывая увеличение скорости движения потока над крылом. Кроме того образуется реактивная сила Р , создаваемая вытекающей струёй.
Эффективность действия реактивного закрылка зависит от угла атаки крыла, угла выхода струи и величины силы тяги Р . Их используют для тонких, стреловидных крыльев малого удлинение Реактивный закрылок позволяет увеличить коэффициент подъемной силы Cу макс в 5-10 раз . Для создания струи используются газы, выходящие из турбореактивного двигателя.
Механизация крыла является неотъемлемой частью крыльев современных самолетов. К ней относятся устройства, позволяющие изменять аэродинамические характеристики крыла на отдельных этапах полёта (рис. 3.8).
Различают два вида механизации по выполняемым функциям:
- · для улучшения взлетно-посадочных характеристик (закрылки и предкрылки);
- · для управления в полете (спойлеры в режиме гасителей подъемной силы и в элеронном режиме).
Механизация крыла самолета:
1 - закрылки; 2 - предкрылки; 3 - спойлеры
Простой закрылок представляет собой отклоняющийся вниз до 45° участок хвостовой части крыла. Для повышения эффективности закрылка он делается щелевым. При отклонении выдвижного закрылка между его носком и крылом образуется профилированная щель. На современных самолетах используются двух- или трехщелевые закрылки.
Предкрылки представляют собой часть носка крыла у передней кромки, которая отклоняется вниз на угол до 25° и выдвигается вперед, образуя с крылом профилированную щель. Так же, как и закрылки, предкрылки уменьшают взлетно-посадочные скорости самолета, а самое главное - увеличивают критический угол атаки.
К средствам механизации относятся спойлеры (интерцепторы), используемые как тормозные щитки, воздушные тормоза, гасители подъемной силы, элементы управления по крену и т.д. При отклонении спойлеров вверх нарушается обтекание крыла, что приводит к уменьшению коэффициента подъемной силы. С помощью спойлеров можно изменять вертикальную скорость снижения, уменьшать длину пробега при посадке за счет более эффективного торможения колес шасси и повышать эффективность управления по крену.
Крыло современных самолетов имеет механизацию передней и задней частей. Элементы механизации передней части крыла обеспечивают ликвидацию срыва потока на крыле при больших углах атаки. Их работа синхронно связана с работой механизации задней части -- закрылков Наиболее эффективными и распространенными являются щелевые выдвижные закрылки, увеличивающие кривизну профиля крыла и его площадь. Щитки могут устанавливаться в носовой и задней частях крыла. Их конструкция проще, чем у закрылков, но эффективность меньше.
Элементы аэродинамической системы управления самолета: 1 -- носовые щитки; 2 -- закрылки; 3 -- цельноповоротный киль; 4 -- дифференциальный стабилизатор; 5 -- интерцепторы
Для уменьшения усилий на рычагах управления все современные самолеты имеют в системе управления бустеры -- рулевые приводы. В 70-х годах появляется электродистанционная система управления (ЭДСУ). На самолетах, оснащенных такой системой, отсутствует (или является резервной) механическая проводка управления, а сигналы управления передаются от рычагов к рулевым машинкам по электрокоммуникациям ЭДСУ имеет меньшую массу и позволяет увеличить надежность системы управления путем резервирования линии связи. В этой системе можно использовать компьютеры и быстродействующие приводы для управления статически неустойчивыми самолетами, а также снижать нагрузки при маневрировании или в полете в турбулентной атмосфере.
На дозвуковых самолетах для уменьшения нагрузок действующих на органы управления, применяются сервокомпенсаторы и серворули -- небольшие поверхности связанные в первом случае с рулями, во втором -- с рычагами управления. С их помощью облегчается или производится отклонение рулей.
Согласно определению, закрылком называется отклоняющаяся вниз или выдвигающаяся и одновременно отклоняющаяся задняя часть крыла. Поскольку добавить к этому нечего, сразу переходим к обсуждению использования закрылков в полете.
У курсантов, летающих в России, регулярно возникает вопрос: «Когда и на какой угол выпускать закрылки?». Рекомендации инструкторов на эту тему часто противоречат друг другу, как и «стандартные процедуры» больших авиакомпаний. Попытки найти истину в РЛЭ небольшого самолета обычно успеха не имеют, особенно если это самолет зарубежного производства.
Попробую внести некоторую ясность.
В западной летной школе существует единый подход к тому, как и когда выпускаются закрылки. Он выглядит следующим образом: закрылки выпускаются только в полетах с короткой полосы или мягкого грунта, а также при выполнении вынужденной посадки или посадки «из предосторожности». Нормальные взлет и посадка выполняются БЕЗ ЗАКРЫЛКОВ. Такова устоявшаяся практика и на этом построен летный экзамен.
Хочу особо подчеркнуть, что на Западе для малой авиации нормальным взлетом и посадкой (Exercise 16 и 18) считается работа с такой полосы, которыми в России располагают лишь крупные аэроузлы и военные аэродромы. Скажем, обучаясь в аэроклубе в Канаде, я выполнял полеты с полос длиной 7900 и 6200 футов международного аэропорта города Реджайны. Уверен, что ВПП многих российских аэроклубов и АУЦ в настоящее время далеки от этих характеристик. Поэтому большинство полетов в России можно классифицировать как полеты с коротких полос или с мягкого грунта, где выпуск закрылков полностью оправдан и прекрасно коррелирует со стандартными требованиями западной школы.
Для больших авиалайнеров (в силу их значительной массы и скорости) все взлеты и посадки являются «короткими», и они всегда пользуются механизацией. Но поскольку в больших авиакомпаниях принято самостоятельно разрабатывать собственные технологии работы экипажей, стандартные процедуры и т.п., нам не следует безоговорочно принимать их как руководство к действию.
Универсальный же подход состоит в том, что условием для выпуска закрылков является длина полосы или состояние ее покрытия. И если мы летаем с короткой или грунтовой ВПП, то закрылки надо обязательно выпускать. Остается вопрос «когда это делать?».
Однако, если вы летаете на низкоплане, особенно таком как Як-18Т со щитком ПОД фюзеляжем и высоко расположенным стабилизатором, данный эффект не будет действовать в полном объеме. Субъективно вам может казаться, что щиток также дает сильное кабрирование, требующее коррекции штурвалом «от себя», но на самом деле, самолет просто «вспухает» за счет резкого увеличения подъемной силы при быстром выпуске щитка с 0 градусов до 50 (!) в один прием. Уже через несколько секунд после этого он спокойно летит с довольно низко опущенным носом, что ставит под сомнение создание «сильного кабрирующего момента».
Еще меньше кабрирующий момент ожидается на самолетах-низкопланах с «T-tail», таких, например, как Diamond Katana DA-20. На них стабилизатор и руль высоты находятся существенно выше зоны влияния скоса потока.
Таким образом, если для высокопланов и некоторых бипланов можно с уверенностью утверждать, что выпуск закрылков всегда вызывает кабрирующий момент, то для низкопланов и, особенно, низкопланов с «T-tail» это будет не совсем верно. На таких самолетах выпуск закрылков вполне может приводить к пикирующему моменту.
ВАЖНО: остерегайтесь выпуска закрылков в разворотах, делайте это строго в горизонтальном полете. Опасность состоит в том, что если один из них выходит из строя или примерзает, то второй, действуя как элерон, создает дополнительную подъемную силу только на одном крыле. Возникший из-за этого крен может сложиться с креном в развороте, и тогда ситуация очень быстро станет критической. Вы можете так и не понять, что произошло, перевернувшись вверх колесами в непосредственной близости от земли. В горизонтальном полете крен, возникший от несимметричного выпуска закрылков, легче заметить, и если это произошло, то нужно как можно быстрее перевести их селектор на уборку. В случае, если один из них заклинил в промежуточном положении, нужно установить в это же положение и второй и больше не пользоваться закрылками до окончания полета.
Конечно, поскольку Як-18Т оборудован только одним щитком, его несимметричный выпуск технически не возможен. Но я бы рекомендовал придерживаться единого стереотипа поведения независимо от типа самолета. Тем более, что на этом самолете щиток имеет лишь два положения «убран» и «выпущен», и при выпуске он отклоняется сразу на большой угол. Это требует энергичных контрдействий штурвалом для предотвращения набора высоты. При этом ориентироваться приходится по положению капота-горизонта или по проекции ВПП в лобовом стекле, что делать в развороте значительно труднее, чем в горизонтальном полете.
Также ВАЖНО, что выпуск и уборку закрылков, по возможности, следует производить в несколько приемов. Если выпуск в один прием не является чем-то особенно опасным, а лишь приводит к нежелательному набору высоты (что особенно заметно на Яках), то быстрая уборка ведет к существенной просадке самолета. Если это произойдет у самой земли (например, при уходе на второй круг), последствия могут быть катастрофическими.
Конечно, закрылки, выпущенные на заходе на 30 или 40 градусов, при уходе на второй круг надо оперативно убрать до 20, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Как упоминалось выше, в этом случае потеря подъемной силы будет несущественна. Но делать это все-таки нужно без паники. Дав взлетный режим, следует удостовериться, что самолет начал набирать скорость в горизонтальном полете. Только когда скорость достигнет хотя бы Vx, можно убирать закрылки одним движением до 20 градусов и приступать к набору высоты. В процессе набора высоты закрылки доубирают в два этапа: сначала до 10 градусов, а затем полностью.
При выполнении конвейеров на Як-18Т с короткой полосы у курсанта может сформироваться моторный рефлекс на уборку щитка после посадки (так было у меня). Это связано с необходимостью всегда быстро убирать щиток на пробегах и отрабатывается до автоматизма многократными повторениями. Однако в том случае, когда по каким-либо причинам инструктор дает курсанту команду на уход на второй круг с малой высоты, этот рефлекс может сослужить дурную службу. Данный тип самолета при уборке щитка просаживается на десятки метров (до 50!), что чревато столкновением с землей. Мой инструктор дважды ловил мою руку на кране уборки в таких ситуациях. Постарайтесь избежать моих ошибок и делайте небольшую паузу перед тем как дергать краны и селекторы закрылков в воздухе. Не спешите, выдохните и подумайте еще раз, все ли вы правильно делаете. Если вы уже установили взлетный режим, то самолет будет лететь и даже устойчиво набирать высоту с выпущенным щитком, так что времени на раздумья у вас достаточно. В данном конкретном случае надо сначала убрать шасси и лишь затем, набрав минимум 50 метров, убрать щиток.
Во вторник в Москву доставили основной «черный ящик» разбившегося в Сочи Ту-154. Издание «Лайф» расшифровку, подлинность которой официально не была подтверждена, однако из нее следовало, что у экипажа возникли проблемы с закрылками. А источник Интерфакса в свою очередь заявил, что Ту-154 мог потерпеть крушение из-за «сваливания» при недостаточной для взлета подъемной силе крыла.
«По предварительным данным, на борту рассогласованно сработали закрылки, в результате их невыхода подъемная сила была потеряна, скорость не была достаточной для набора высоты, и самолет свалился», — сказал источник в оперативном штабе по работе на месте происшествия.
«Новая газета» попросила экспертов прокомментировать версию с закрылками.
Андрей Литвинов
летчик 1-го класса, «Аэрофлот»
— Закрылки — это очень критично. Мы (летчики — ред. ) в самом начале предполагали, что это закрылки — как только стало понятно, что это не топливо и не погода. Было несколько версий — техническая, ошибка пилотирования. Но это может быть и то, и другое. Техническая проблема потянула за собой ошибку пилотирования.
Закрылки нужны только для взлета и посадки — увеличивается площадь крыла, увеличивается подъемная сила, следовательно, самолету нужна меньшая дистанция разбега, чем без закрылок. Взлетаешь вместе с закрылками, набираешь высоту, закрылки убираются. Но они могут не убираться, если что-то сломалось, или убираются не синхронно — один быстрее, второй медленнее. Если они вообще не убираются, это не страшно как раз, самолет летит и летит себе. Он не уходит в пикирование. Просто командир сообщает на землю, что у него такая техническая проблема, возвращается на аэродром и садится — с выпущенными закрылками, как полагается при штатной посадке. И инженеры уже разбираются, что за проблема.
Но если они убираются несинхронно, то тогда самолет заваливается, вот что страшно. На одной плоскости крыла подъемная сила становится больше, чем на второй, и самолет начинает крениться и в результате заваливается набок. Если самолет заваливается, пикирует, начинает опускать нос, экипаж инстинктивно начинает тянуть штурвал на себя и увеличивать режим двигателя — это абсолютно нормально. Но летчик должен контролировать пространственное положение самолета.
Есть понятие — закритический угол атаки. Это угол, при котором воздух начинает срываться с крыла. Крыло становится под определенным углом, его верхняя часть не обтекается воздухом, и самолет начинает падать, потому что его ничего не держит уже в воздухе.
Я летал на ТУ-154 8 лет. С закрылками у меня не было ситуаций, были мелкие отказы, серьезного ничего не было. Хороший надежный самолет в свое время был. Но это было 25 лет назад. Это продукт своего времени. В «Аэрофлоте» все новые самолеты — мы летаем на эйрбасах, на боингах. А министерство обороны летает на ТУ- 154. Да, нужно делать свои самолеты, да, но пусть хотя бы суперджет возьмут. На современных самолетах стоит очень много систем защиты, это фактически летающий компьютер. Если случается какая-то ситуация, автоматика не дает самолету свалиться, очень помогает летчику. Эти же самолеты — все в ручном режиме, все в ручном управлении. Но это не значит, что он должен падать, он должен быть технически исправен. Он должен проходить техническое обслуживание. Вопрос к техникам — почему такая поломка серьезная случилась у этого самолета. Ошибиться может любой человек. Опыт у экипажа есть, был, но военные летчики в принципе мало летают. Военный летчик летает 150 часов в год. А гражданский — 90 часов в месяц.
Могла сработать еще внезапность, не ожидали такого развития событий, не хватило реакции справиться. Это не говорит о том, что они неопытные. Не забывайте, что время было 5 утра. Самый сон, организм расслаблен, изначально заторможенная реакция. Мы давно говорим, что надо запретить ночные перелеты или свести их к минимуму, надо стремиться летать днем, так делают очень многие европейские компании.
Еще нужно помнить, что тяжелый был самолет, заправили полные баки топлива, груз, пассажиры. Времени на принятие решения было немного. Они не успели. Эта ситуация, конечно, должна отрабатываться. Не знаю, как в армии обучение летного состава идет, но у нас в «Аэрофлоте» это отрабатывается. Есть алгоритм действий на каждую внештатную ситуацию. Все бесконечно отрабатывается на тренажере. Ходил ли этот экипаж на тренажер, когда? Если были на тренажере, отрабатывали ли конкретные упражнения по закрылкам? Ждем ответов от следствия.
Источник, близкий к расследованию
— Сейчас все техническое расследование ведет Минобороны. Это военный борт — расшифровкой самописцев занимается институт ВВС в Люберцах, и все самописцы, агрегаты, системы перетранспортированы в Люберцы. Закрылки — это не критическая, а в принципе контролируемая и управляемая ситуация. Есть алгоритм действий при рассинхронизации или неправильном положении закрылок. Летчиков обучают всему, на тренажерах в том числе, на каждый внештатный случай летный состав отрабатывает моменты, как надо себя вести, как надо управлять самолетом. У каждого самолета есть своя специфика, алгоритмы разработаны и для Ту-154. Можно предположить сочетание технических проблем и человеческого фактора, но информации до сих пор недостаточно.
Вадим Лукашевич
Независимый авиационный эксперт, кандидат технических наук
— Неуборка закрылок — это не катастрофа. Это очень неприятное событие, но ничего страшного от этого происходить не должно. А к катастрофе в Черном море, на мой взгляд, привело стечение обстоятельств и действия экипажа.
Суть смысла закрылок самолета — повышение подъемной силы крыла на маленьких скоростях. Как крыло работает — чем выше скорость, тем больше подъемная сила. Но когда самолет взлетает скорость еще маленькая, так же, как и в процессе посадки. И для того, чтобы при падении скорости не снижалась подъемная сила, выпускаются закрылки, о которых идет речь. Надо еще понимать, что при взлете закрылки выдвигаются не так сильно, как при посадке. При выруливании самолета на полосе закрылки уже выпущены, а в момент взлета последовательно убираются шасси, тормозящие машину, а через 15-20 секунд убираются и закрылки, мешающие по мере роста скорости самолету. Они помимо подъемной силы еще создают дополнительное сопротивление воздуха и дополнительно еще пикирующий момент — когда самолет «хочет» опустить нос.
Что произошло в момент катастрофы? Тяжелый, груженый самолет, залитый топливом взлетает, летчики убирают закрылки, но это почему-то не получается. По идее, можно нормально продолжать полет и в таком состоянии, не набирая скорости, можно и развернуться и уйти на посадку, чтобы устранить проблему. Сесть можно и с таким положением закрылок, просто скорость касания будет выше и она будет не очень простой. Но здесь очевидно такого решения не было. Возможно, проблему с закрылками заметили не сразу, а увидев, как самолет начинает опускать нос, возможно и были произнесены слова, расшифрованные с самописца.
Загрузка...