Что будет если у самолета откажут закрылки
Закрылки самолета
Механизация крыла каждого самолета состоит из целого набора движимых элементов, которые позволяют осуществлять регулировку и контроль полета аппарата. Полный набор элементов крыла состоит из закрылок, интерцепторов, предкрылок, спойлеров и флаперонов.
Закрылки – это профильные отклоняемые поверхности, которые расположены симметрично к задней кромке каждого крыла. При убранном состоянии они выступают в качестве продолжения крыла. В выпущенном состоянии они отходят от основной части крыла с образованием щели.
Они значительно улучшают несущие характеристики крыла при отрыве от взлетной полосы, а также при наборе высоты лайнера и его посадке. Обеспечивают отличный подъем и ведение машины на достаточно малых скоростях полета. За всю историю авиастроения было разработано и воплощено в реальность много моделей и модификаций данной детали.
Закрылки являются неотъемлемой составляющей крыла. При их выпуске значительно увеличивается кривизна профиля крыла. Соответственно, возрастают несущие способности крыльев самолета. Данная способность позволяет перемещаться летательным аппаратам на небольших скоростях без сваливания. Работа закрылок позволяет существенно снизить скорость посадки и взлета без опасности для самолета.
За счет выпуска закрылок увеличиваются показатели аэродинамического сопротивления. Это очень удобно при посадке, поскольку они делают большее лобовое сопротивление, которое позволяет снизить скорость полета. При взлете такое сопротивление немного неуместно и отнимает часть тяги двигателей. Соответственно, при посадке закрылки выпускают полностью, а при взлете на небольшой угол, чтобы облегчить работу силовой установки.
Из-за дополнительного продольного момента полета возникает перебалансировка. Это, конечно же, усложняет работу пилотов по управлению и удержанию нормального положения летательного аппарата. В современной авиации большинство самолетов оснащены щелевым типом закрылок, которые могут состоять из нескольких секций, соответственно, они образуют несколько щелей. Наличие щелей между секциями закрылок способствует перетеканию воздуха с высоким давлением на верхней части крыла в область низкого давления под крылом.
Строение закрылок обеспечивает поток струи воздуха по касательной относительно верхней части поверхности. Сечение щели имеет сужение к краям, это позволяет увеличить скорость прохождения потока. Пройдя щели закрылок, струя с высокими показателями энергии взаимодействует со слоем воздуха под крылом, при этом исключается возникновение завихрений. Работа закрылок может осуществляться по команде пилота или в автоматическом режиме. Уборка и выдвижение элементов происходят за счет электро-, пневмо- или гидроприводов. Первый самолет в нашей стране, на котором были установлены закрылки, изготовили еще в 20-х годах прошлого века, это был аппарат типа Р-5. Более массово данные элементы крыла начали использовать с 30-х годов, а именно с появлением машин с корпусом моноплана.
Основные типы закрылков
Поворотный или простой закрылок. Наиболее элементарный по своей конструкции, он позволяет увеличить силу подъема аппарата за счет изменения кривизны крыльевого профиля. Данная конструкция позволяет увеличить давление воздуха снизу крыла. Конечно же, данный тип значительно уступает по эффективности щитовому.
Щитовой тип закрылок. Они могут быть выдвижными или простыми. Что касается простых закрылок, то они представлены управляемой поверхностью, которая находится в убранном положении, при этом они плотно прилегают к нижней части крыла. Отклоняясь, они создают сверху крыла зону разреженного давления. Соответственно, верхний пограничный слой перетекает вниз. Снизу увеличиваются показатели давления, что и создает дополнительную подъемную силу. Все это способствует отрыву и набору высоты на значительно меньших скоростях. Говоря о выдвижных щитовых закрылках, стоит отметить, что, кроме отклонения, они имеют возможность выдвигаться назад. Это в свою очередь повышает их эффективность. Данная конструкция позволяет повысить силу подъема на 60%. Их используют и в настоящее время на легких самолетах.
Щелевой тип закрылок. Они получили свое название за счет образования щели при их отклонении. Через нее проходит поток воздуха, который направлен с большой силой в зону низкого давления, образованную под крылом самолета. При этом направление потока отлично продумано и не допускает срыв потока. Образованная закрылком щель имеет сужение к краю, что позволяет проходящему потоку получить максимальную энергию. На современных самолетах устанавливаются щелевые закрылки, состоящие из нескольких секций, которые могут образовывать от одной и до трех щелей. Используя такие закрылки, самолет получает подъемную силу до 90%.
Закрылок Флауреа имеет выдвижную конструкцию. Отличием является возможность выдвижения не только назад, но и вниз. Это значительно увеличивает общую кривизну профиля крыла аппарата. Эго выдвижение способно создавать до трех щелей. Прирост подъемной силы доходит до 100%.
Закрылок Юнкерса. Изготовлен по типу щелевых закрылок, только верхняя их часть выполняет функцию элерона. Это позволяет лучше осуществлять управление креном самолета. Внутренние две части конструкции выполняют работу закрылок. Такая конструкция была использована в штурмовом самолете типа Ju 87.
Закрылок конструкции Юнгмана. Данная конструкции была впервые установлена на палубном истребителе британского производства типа Firefly. За счет увеличения площади крыла и подъемной силы их планировали использовать на всех этапах полета.
Закрылок Гоуджа. Основной задачей конструкции было снижение скорости при заходе на посадку. Кроме изменения кривизны, они также увеличивали площадь самого крыла. Такая схема позволила сократить скорость отрыва при взлете. Изобретателем этой схемы является английский конструктор А. Гоудж, который упорно работал над схемами аэродинамики. Ими был оснащен в 1936 году самолет Short Stirling.
Закрылок сдувного типа. Данная конструкция имела систему качественного управления верхним пограничным слоем. Сдув позволял значительно улучшить характеристики аппарата при посадке. Такая конструкция позволяла качественно обеспечить общее обтекание крыльев. Известно, что пограничный слой возникает за счет возникновения вязкого трения потока воздуха о поверхности самолета, при этом скорость потока возле обшивки равна нулю. Именно за счет системы воздействия на этот слой можно не допустить срыв потока.
Закрылок реактивного типа. Он обеспечивает мощный поток воздуха в плоскости крыла, который вытекает с нижней поверхности. Это изменяет обтекаемость и повышает подъемную силу аппарата. При увеличении силы подъема требуется более мощный поток воздуха. Стоит отметить, что эффективность такой конструкции значительно снижается при уменьшении общего удлинения крыла. Возле земли такие закрылки не оправдывают расчеты конструкторов. В силу этого они не имеют широкого применения в авиастроении.
Стационарный закрылок Герни представлен перпендикулярной плоскостью, которая установлена в конце крыльев.
Закрылок Коандэ имеет постоянную кривизну поверхности. Он рассчитан на так называемый эффект Коандэ – когда струя прилипает к поверхности крыла, на которую действует выдув.
Конструкторы всего мира и на сегодняшний день плодотворно работают над повышением аэродинамических свойств летательных аппаратов.
Sukhoi Superjet 100
Реальность против домыслов
Разделы
Помощь
Случайные
Предкрылки
Система управления предкрылками двухканальная. Управляется двумя независимыми вычислителями-контроллерами (МАСЕ). Левый и правый предкрылок разделены на 4 секции каждый. Каждая секция подвешена на двух рельсах. Перемещение предкрылков обеспечивается электроприводом (PDU). Привод расположен в центроплане, по оси симметрии самолёта и представляет собой блок из 2-х э/моторов, соединённых между собой редуктором. Передача крутящего момента от привода осуществляется механической трансмиссией.
Трансмиссия начинается в ЦП и проходит по всему размаху предкрылков вдоль переднего лонжерона крыла. Вся трансмиссия закрывается съёмными лючками-лентами на нижней панели крыла, крепёж — на винтах. Состоит из промежуточных карданных валов (по 14 шт. в каждой консоли) и редукторов:
Валы передают вращение на приводы с планетарной передачей (ППП, по 8 шт. в каждой консоли). ППП вращают шестерни, вращение которых перемещает зубчатые рейки на рельсах предкрылков. При уборке предкрылков, рельсы задвигаются в специальные углубления (стаканы) в переднем лонжероне, т.е. в кессон крыла. На конце каждого рельса крепится упор. Выход любого рельса на упор, приведёт к превышению заданной величины крутящего момента и срабатыванию фрикционной муфты в соответствующем ППП. Это вызовет её стопорение и выскакивание мех. сигнализатора (солдатика) на данном приводе.
Кроме этого, трансмиссия включает в себя по тормозному механизму и по сдвоенному блоку (для 2-х каналов) датчиков рассогласования, расположенных на самом конце трансмиссии, в каждой консоли крыла. Сигналы сравниваются между датчиками рассогласования левой и правой консолей. Фрикционный тормоз служит для блокировки вращения трансмиссии:
При отказе одного э/двигателя или МАСЕ система продолжит работать с уменьшенной в два раза скоростью перемещения.
Закрылки
При работе СДУ в режиме «Normal Mode» положение предкрылков/закрылков задаётся рукояткой FLAPS в кабине + автоматически корректируется по Vинд (от вычислителей СДУ верхнего уровня). Это позволяет реализовать ступенчатую уборку механизации при превышении соответствующего значения Vfe, или её выпуск при потере самолётом скорости. В случае перехода СДУ в режим «Direct» положение механизации управляется только рукояткой «FLAPS».
Принудительный выпуск механизации крыла производится только из полётной конфигурации FL0 в положение FL1, при потере скорости ниже 200 kt (рукоятка «FLAPS» находится в положении «0»).
Для конфигурации FL1 скоростное ограничение намного выше указанного значения и составляет Vfe = 250 kt (463 км/ч). С другой стороны, расхождение в показаниях СВС, вызывает переход СДУ в упрощённый режим «Degrade Mode», а отказ всех трёх СВС — в минимальный режим «Direct Mode». При этом функции автоматических ограничителей отключаются.
В режиме «Direct» в «живых» остаётся только функция демпфирования по угловым скоростям, а сигналы от БРУ и педалей напрямую поступают на контроллеры управления приводами (АСЕ), без каких-бы то ни было «наворотов» (на Су-27 подобный режим СДУ называется «жёсткая связь»). Управление интерцепторами и тормозными щитками, в этой ситуации, обеспечивается напрямую — только от рукояток «Speed Brake» и «Flaps». Безопасную скорость ГП, в случае отказа всех СВС, можно выдерживать по показаниям угла атаки, или угла тангажа от ИНС.
По материалам Engineer_2010
Стоит ли упоминать, что вся система разработана нашими инженерами фирмы Гражданские Самолеты Сухого?
Механизация крыла самолёта SSJ100 | Предкрылки | Фото: интернет
Предкрылок убран | Предкрылок выпущен
Механизация крыла самолёта SSJ100 | Закрылки | Фото: интернет
Закрылок убран | Закрылок выпущен, посадочная конфигурация
Обсуждение
Вопрос: предположим, что предкрылки не вышли совсем… Ну заклинило пресловутый подшипник сразу. Почему я не могу выпустить закрылки при таком раскладе?
Инженер2010: В принципе, это возможно, но только в пределах «соседней» конфигурации. При установке рукоятки управления механизацией (FLAPS) в позицию «1», в случае заклинивания предкрылков в убранном состоянии (0 град.) закрылки выпустятся в первое фиксированное положение — 3 град. Но не дальше, так как автоматика контролирует положение закрылков относительно предкрылков.
Надо уточнить, что положению рукоятки «1» соответствуют две разных конфигурации, «FL 1» и «FL 1 + F»:
При разгоне самолёта до Vпр > 200 kt, механизация крыла автоматически перейдёт в конфигурацию «FL 1», то есть произойдёт «подуборка» закрылков.
Второй момент — всем остальным взлётным и посадочным конфигурациям самолёта (положения рукоятки «2», «3» и «FULL») соответствует одно положение предкрылков — 24 град. и три разных положения закрылков — 16, 25 и 36 град. соответственно.
APZ: а как при этом меняется угол установки стабилизатора?
sys: Думаете РВ при необходимости не хватит?
02 Jun 2012 14:29 (опубликовано: Monya Katz)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
FLYGUY.RU — учимся летать!
Закрылки
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?».
Я описал процедуры для короткой полосы и мягкого грунта в отдельных статьях. Здесь же мне хотелось коснуться общих моментов, касающихся выпуска закрылков.
Закрылки служат для временного увеличения подъемной силы крыла, что позволяет безопасно выполнять полет на более низких скоростях, имея достаточный запас до критического угла атаки и скорости сваливания. Побочным эффектом выпуска закрылков является увеличение аэродинамического сопротивления и ухудшение качества самолета. Казалось бы, это уничтожает все преимущества! Но нет, при заходе на посадку ухудшение качества дает дополнительную выгоду: самолет заметно тормозится и снижается по более крутой глиссаде. Грубо говоря, чем хуже качество самолета, тем больше он похож на летящий кирпич. Это совсем не выгодно на круизных режимах, но весьма полезно при посадке на короткую полосу. Самолет с низким качеством снижается более отвесно и способен перелететь высокие препятствия, быстро подойти к земле и плюхнуться в начале полосы. Самолет с высоким качеством при прочих равных условиях сел бы сильно дальше.
Существует эмпирическое «правило 20 градусов», гласящее, что при выпуске закрылков до 20 градусов росту подъемной силы сопутствует умеренное увеличение аэродинамического сопротивления. Затем, при отклонении закрылков на больший угол, увеличение сопротивления быстро опережает получаемый прирост подъемной силы. Это правило полезно запомнить, чтобы всегда принимать осмысленные решения при выборе угла выпуска закрылков. В соответствии с ним, закрылки выпускаются до 20 градусов для гарантии безопасности полета на уменьшенных скоростях, а выпущенные на больший угол (30 или 40 градусов) они уже практически не уменьшают скорость сваливания, но являются эффективными воздушными тормозами и обеспечивают крутую глиссаду при стабильной скорости.
Бытует мнение, что выпуск закрылков создает кабрирующий момент самолету. На этом стоит остановиться подробнее. Вообще-то, сам по себе выпуск закрылков создает пикирующий момент. Это вызвано тем, что выпущенные закрылки удлиняют САХ (или mean aerodynamic chord) крыла за счет сдвига его задней кромки «вниз и назад». В результате центр давления крыла также смещается назад относительно центра тяжести самолета, что создает пикирующий момент.
НО! Одновременно с этим, выпуск закрылков существенно увеличивает скос потока с крыла вниз. На верхнепланах (или бипланах, как в случае с Ан-2), этот поток оказывает существенное влияние на стабилизатор хвостового оперения. Когда стабилизатор, имеющий отрицательный угол атаки, начинает обдуваться еще более интенсивно и под еще большим (отрицательным) углом, это вызывает сильный кабрирующий момент.
Результирующий момент (разность двух этих моментов) оказывается действительно КАБРИРУЮЩИМ. Вот выдержка из «Практической аэродинамики самолета Ан-2» М.Н. Шифрина:
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.
Встреча с землей: как сажают самолеты
Современный реактивный пассажирский лайнер предназначен для полетов на высотах примерно 9−12 тысяч метров. Именно там, в сильно разреженном воздухе, он может двигаться в наиболее экономичном режиме и демонстрировать свои оптимальные скоростные и аэродинамические характеристики. Промежуток от завершения набора высоты до начала снижения называется полетом на крейсерском эшелоне. Первым этапом подготовки к посадке будет снижение с эшелона, или, иными словами, следование по маршруту прибытия. Конечный пункт этого маршрута — так называемая контрольная точка начального этапа захода на посадку. По-английски она называется Initial Approach Fix (IAF).
С точки IAF начинается движение по схеме подхода к аэродрому и захода на посадку, которая разрабатывается отдельно для каждого аэропорта. Заход по схеме предполагает дальнейшее снижение, прохождение траектории, заданной рядом контрольных точек с определенными координатами, часто выполнение разворотов и, наконец, выход на посадочную прямую. В определенной точке посадочной прямой лайнер входит в глиссаду. Глиссада (от фр. glissade — скольжение) представляет собой воображаемую линию, соединяющую точку входа с началом взлетно-посадочной полосы. Проходя по глиссаде, самолет достигает точки MAPt (Missed Approach Point), или точки ухода на второй круг. Эта точка проходится на высоте принятия решений (ВПР), то есть высоте, на которой должен быть начат маневр ухода на второй круг, если до ее достижения командиром воздушного судна (КВС) не был установлен необходимый визуальный контакт с ориентирами для продолжения захода на посадку. До ВПР КВС уже должен оценить положение самолета относительно ВПП и дать команду «Садимся» или «Уходим».
Шасси, закрылки и экономика
21 сентября 2001 года самолет Ил-86, принадлежавший одной из российских авиакомпаний, произвел посадку в аэропорту Дубаи (ОАЭ), не выпустив шасси. Дело закончилось пожаром в двух двигателях и списанием лайнера — к счастью, никто не пострадал. Не было и речи о технической неисправности, просто шасси. забыли выпустить.
К подоплеке этого авиапроисшествия имеет отношение экономика. Подход к аэродрому и заход на посадку связаны с постепенным уменьшением скорости воздушного судна. Поскольку величина подъемной силы крыла находится в прямой зависимости и от скорости, и от площади крыла, для поддержания подъемной силы, достаточной для удержания машины от сваливания в штопор, требуется площадь крыла увеличить. С этой целью используются элементы механизации — закрылки и предкрылки. Закрылки и предкрылки выполняют ту же роль, что и перья, которые веером распускают птицы, перед тем как опуститься на землю. При достижении скорости начала выпуска механизации КВС дает команду на выпуск закрылков и практически одновременно — на увеличение режима работы двигателей для предотвращения критической потери скорости из-за роста лобового сопротивления. Чем на больший угол отклонены закрылки/предкрылки, тем больший режим необходим двигателям. Поэтому чем ближе к полосе происходит окончательный выпуск механизации (закрылки/предкрылки и шасси), тем меньше будет сожжено топлива.
На отечественных воздушных судах старых типов была принята такая последовательность выпуска механизации. Сначала (за 20−25 км до полосы) выпускалось шасси. Затем за 18−20 км — закрылки на 280. И уже на посадочной прямой закрылки выдвигались полностью, в посадочное положение. Однако в наши дни принята иная методика. В целях экономии летчики стремятся пролететь максимальное расстояние «на чистом крыле», а затем, перед глиссадой, погасить скорость промежуточным выпуском закрылков, потом выпустить шасси, довести угол закрылков до посадочного положения и совершить посадку.
Экипаж злополучного Ил-86 тоже воспользовался новой методикой и выпустил закрылки до шасси. Ничего не знавшая о новых веяниях в пилотировании автоматика Ил-86 тут же включила речевую и световую сигнализацию, которая требовала от экипажа выпустить шасси. Чтобы сигнализация не нервировала пилотов, ее просто отключили, как выключают спросонья надоевший будильник. Теперь напомнить экипажу, что шасси все-таки надо выпустить, было некому. Сегодня, правда, уже появились экземпляры самолетов Ту-154 и Ил-86 с доработанной сигнализацией, которые летают по методике захода на посадку с поздним выпуском механизации.
По фактической погоде
В информационных сводках нередко можно услышать подобную фразу: «В связи с ухудшением метеоусловий в районе аэропорта N экипажи принимают решения о взлете и посадке по фактической погоде». Этот распространенный штамп вызывает у отечественных авиаторов одновременно смех и возмущение. Разумеется, никакого произвола в летном деле нет. Когда самолет проходит точку принятия решения, командир воздушного судна (и только он) окончательно объявляет, станет ли экипаж сажать лайнер или посадка будет прервана уходом на второй круг. Даже при наилучших погодных условиях и отсутствии препятствий на полосе КВС имеет право отменить посадку, если он, как гласят Федеральные авиационные правила, «не уверен в благополучном исходе посадки». «Уход на второй круг сегодня не считается просчетом в работе пилота, а наоборот, приветствуется во всех допускающих сомнения ситуациях. Лучше проявить бдительность и даже пожертвовать каким-то количеством сожженного топлива, чем подвергнуть даже малейшему риску жизнь пассажиров и экипажа», — объяснил нам Игорь Бочаров, начальник штаба летной эксплуатации авиакомпании «S7 Airlines».
С другой стороны, в принятии решений КВС жестко ограничен существующим регламентом процедуры посадки, и в пределах этого регламента (кроме экстренных ситуаций вроде пожара на борту) у экипажа нет никакой свободы принятия решений. Существует жесткая классификация типов захода на посадку. Для каждого из них прописаны отдельные параметры, определяющие возможность или невозможность такой посадки в данных условиях.
Например, для аэропорта «Внуково» инструментальный заход на посадку по неточному типу (по приводным радиостанциям) требует прохождения точки принятия решений на высоте 115 м при горизонтальной видимости 1700 м (определяется метеослужбой). Для совершения посадки до ВПР (в данном случае 115 м) должен быть установлен визуальный контакт с ориентирами. Для автоматической посадки по II категории ИКАО эти значения значительно меньше — они составляют 30 м и 350 м. Категория IIIс допускает полностью автоматическую посадку при нулевой горизонтальной и вертикальной видимости — например, в полном тумане.
Безопасная жесткость
Любой авиапассажир с опытом полетов отечественными и иностранными авиакомпаниями наверняка успел заметить, что наши пилоты сажают самолеты «мягко», а иностранные — «жестко». Иными словами, во втором случае момент касания полосы ощущается в виде заметного толчка, тогда как в первом — самолет мягко «притирается» к полосе. Различие в стиле посадки объясняется не только традициями летных школ, но и объективными факторами.
Для начала внесем терминологическую ясность. Жесткой посадкой в авиационном обиходе называется посадка с перегрузкой, сильно превышающей нормативную. В результате такой посадки самолет в худшем случае получает повреждение в виде остаточной деформации, а в лучшем — требует специального технического обслуживания, нацеленного на дополнительный контроль состояния самолета. Как объяснил нам ведущий пилот-инструктор департамента летных стандартов авиакомпании «S7 Airlines» Игорь Кулик, сегодня пилот, допустивший настоящую жесткую посадку, отстраняется от полетов и направляется на дополнительную подготовку на тренажерах. Прежде чем снова выйти в рейс, провинившемуся также предстоит зачетно-тренировочный полет с инструктором.
Стиль посадки на современных западных самолетах нельзя называть жестким — речь просто идет о повышенной перегрузке (порядка 1,4−1,5 g) по сравнению с 1,2−1,3 g, характерных для «отечественной» традиции. Если говорить о методике пилотирования, то разница между посадками с относительно меньшей и относительно большей перегрузкой объясняется различием в процедуре выравнивания самолета.
К выравниванию, то есть к подготовке к касанию с землей, пилот приступает сразу после пролета торца полосы. В это время летчик берет штурвал на себя, увеличивая тангаж и переводя воздушное судно в кабрирующее положение. Попросту говоря, самолет «задирает нос», чем достигается увеличение угла атаки, а значит, небольшой рост подъемной силы и падение вертикальной скорости.
Двигатели при этом переводятся в режим «малый газ». Через некоторое время задние стойки шасси касаются полосы. Затем, уменьшая тангаж, пилот опускает на полосу переднюю стойку. В момент касания задействуются интерцепторы (спойлеры, они же воздушные тормоза). Затем, уменьшая тангаж, пилот опускает на полосу переднюю стойку и включает реверсивное устройство, то есть дополнительно тормозит двигателями. Торможение колесами применяется, как правило, во второй половине пробега. Реверс конструктивно представляет из себя щитки, которые ставятся на пути реактивной струи, отклоняя часть газов под углом 45 градусов к курсу движения самолета — почти в обратную сторону. Следует отметить, что на воздушных судах старых отечественных типов использование реверса при пробеге обязательно.
24 августа 2001 года экипаж аэробуса А330, совершавшего рейс из Торонто в Лиссабон, обнаружил утечку топлива в одном из баков. Дело происходило в небе над Атлантикой. Командир корабля Робер Пиш принял решение уйти на запасной аэродром, расположенный на одном из Азорских островов. Однако по пути загорелись и вышли из строя оба двигателя, а до аэродрома оставалось еще около 200 километров. Отвергнув идею посадки на воду, как не дающую практически никаких шансов на спасение, Пиш решил дотянуть до суши в планирующем режиме. И ему это удалось! Посадка получилась жесткой – лопнули почти все пневматики – но катастрофы не произошло. Лишь 11 человек получили небольшие травмы.
Отечественные летчики, особенно эксплуатирующие лайнеры советских типов (Ту-154, Ил-86), часто завершают выравнивание процедурой выдерживания, то есть какое-то время продолжают полет над полосой на высоте около метра, добиваясь мягкого касания. Конечно, посадки с выдерживанием нравятся пассажирам больше, да и многие пилоты, особенно с большим опытом работы в отечественной авиации, считают именно такой стиль признаком высокого мастерства.
Однако сегодняшние мировые тенденции авиаконструирования и пилотирования отдают предпочтение посадке с перегрузкой 1,4−1,5 g. Во-первых, такие посадки безопаснее, так как приземление с выдерживанием содержит в себе угрозу выкатывания за пределы полосы. В этом случае практически неизбежно применение реверса, что создает дополнительный шум и увеличивает расход топлива. Во-вторых, сама конструкция современных пассажирских самолетов предусматривает касание с повышенной перегрузкой, так как от определенного значения физического воздействия на стойки шасси (обжатие) зависит срабатывание автоматики, например задействование спойлеров и колесных тормозов. В воздушных судах старых типов этого не требуется, так как спойлеры включаются там автоматически после включения реверса. А реверс включается экипажем.
Есть еще одна причина различия стиля посадки, скажем, на близких по классу Ту-154 и А 320. Взлетные полосы в СССР зачастую отличались невысокой грузонапряженностью, а потому в советской авиации старались избегать слишком сильного давления на покрытие. На тележках задних стоек Ту-154 по шесть колес — такая конструкция способствовала распределению веса машины на большую площадь при посадке. А вот у А 320 на стойках всего по два колеса, и он изначально рассчитан на посадку с большей перегрузкой на более прочные полосы.
Неприятности у самой земли
И все-таки по-настоящему жесткие посадки, а также прочие неприятности на финальном отрезке полета случаются. Как правило, к авиапроисшествиям приводит не один, а несколько факторов, среди которых и ошибки пилотирования, и отказ техники, и, конечно же, стихия.
Большую опасность представляет так называемый сдвиг ветра, то есть резкое изменение силы ветра с высотой, особенно когда это происходит в пределах 100 м над землей. Предположим, самолет приближается к полосе с приборной скоростью 250 км/ч при нулевом ветре. Но, спустившись чуть ниже, самолет вдруг наталкивается на попутный ветер, имеющий скорость 50 км/ч. Давление набегающего воздуха упадет, и скорость самолета составит 200 км/ч. Подъемная сила также резко снизится, зато вырастет вертикальная скорость. Чтобы компенсировать потерю подъемной силы, экипажу потребуется добавить режим двигателя и увеличить скорость. Однако самолет обладает огромной инертной массой, и мгновенно набрать достаточную скорость он просто не успеет. Если нет запаса по высоте, жесткой посадки избежать не удастся. Если же лайнер натолкнется на резкий порыв встречного ветра, подъемная сила, наоборот, увеличится, и тогда появится опасность позднего приземления и выкатывания за пределы полосы. К выкатываниям также приводит посадка на мокрую и обледеневшую полосу.
Типы захода на посадку делятся на две категории, визуальные и инструментальные.
Условие для визуального захода на посадку, как и при инструментальном заходе, – высота нижней границы облаков и дальность видимости на ВПП. Экипаж следует по схеме захода, ориентируясь по ландшафту и наземным объектам или самостоятельно выбирая траекторию захода в пределах выделенной зоны визуального маневрирования (она задается как половина окружности с центром в торце полосы). Визуальные посадки позволяют сэкономить топливо, выбрав кратчайшую на данный момент траекторию захода.
Вторая категория посадок – инструментальные (Instrumental Landing System, ILS). Они в свою очередь подразделяются на точные и неточные. Точные посадки производятся по курсо-глиссадной, или радиомаячной, системе, с помощью курсовых и глиссадных маяков. Маяки формируют два плоских радиолуча – один горизонтальный, изображающий глиссаду, другой – вертикальный, обозначающий курс на полосу. В зависимости от оборудования самолета курсо-глиссадная система позволяет производить автоматическую посадку (автопилот сам ведет самолет по глиссаде, получая сигнал радиомаяков), директорную посадку (на командном приборе две директорные планки показывают положения глиссады и курса; задача пилота, работая штурвалом, поместить их точно по центру командного прибора) или заход по маякам (перекрещенные стрелки на командном приборе изображают курс и глиссаду, а кружком показано положение самолета относительно требуемого курса; задача – совместить кружок с центром перекрестья). Неточные посадки выполняются при отсутствии курсо-глиссадной системы. Линия приближения к торцу полосы задается радиотехническим средством – например, установленными на определенном удалении от торца дальней и ближней приводными радиостанциями с маркерами (ДПРМ – 4 км, БПРМ – 1 км). Получая сигналы от «приводов», магнитный компас в кабине пилотов показывает, справа или слева от полосы находится самолет. В аэропортах, оснащенных курсо-глиссадной системой, значительная часть посадок совершается по приборам в автоматическом режиме. Международная организация ИКФО утвердила список из трех категорий автоматической посадки, причем категория III имеет три подкатегории – A, B, C. Для каждого типа и категории посадки существуют два определяющих параметра – расстояние горизонтальной видимости и высота вертикальной видимости, она же высота принятия решений. В общем виде принцип таков: чем больше в посадке участвует автоматика и чем меньше задействован «человеческий фактор», тем меньше значения этих параметров.
Другой бич авиации — боковой ветер. Когда при подходе к торцу полосы самолет летит с углом сноса, у пилота часто появляется желание «подвернуть» штурвалом, поставить самолет на точный курс. При довороте возникает крен, и самолет подставляет ветру большую площадь. Лайнер сдувает еще дальше в сторону, и в этом случае единственно правильным решением становится уход на второй круг.