- Назначение и состав систем управления самолетом
- Как управляется самолет — органы регулировки параметров движения воздушного судна
- Штурвал
- Педали
- Рычаги
- Приборы
- Создаем крен
- Советы
- Как водить самолет в реальной жизни — перечень экстренных ситуаций
- Показатели управляемости самолета
- Как управлять легким пассажирским самолетом — пошаговое руководство
- Подготовка к взлету
- Полет
- Посадка
- Остальные органы управления
- Управляем рысканием
- Датчики обжатия стоек шасси
- Учимся триммировать
- Даем газку
- Контролируем тангаж
- Поворотная носовая стойка
- Бонус
- Как устроена система шасси и тормозов пассажирского самолета
- Уборка — выпуск шасси
- Выпускаем закрылки
- Где научиться пилотированию
Назначение и состав систем управления самолетом
Совокупность устройств, обеспечивающих управление движением самолета, называют системой управления.
Система управления самолетом может быть неавтоматической, полуавтоматической или автоматической.
Если процесс управления осуществляется непосредственно пилотом, т.е. пилот посредством мускульной силы приводит в действие органы управления, обеспечивающие управление самолетом, то система управления называется неавтоматической (прямое управление самолетом). Неавтоматические системы могут быть механическими и гидромеханическими (рис. 7.1). Механические системы – это первые самолётные системы, на
базе которых созданы все современные комплексные системы основного управления. Балансировка и управление здесь осуществляются непосредственно мускульной силой экипажа в течение всего полёта.
Рис. 7 .1. Неавтоматизированные механическая (а) и гидромеханическая (б) системы основного управления самолетом:
1 – командный рычаг; 2 – тяга проводки управления; 3 – качалка или ро ликовая направляющая; 4 – балансир массы проводки упр авления; 5 – двуплеч ная качалка, компенсирующая температурные изм енения длины гермоотсека ф юзеляжа; 6 – кронш тейн навески руля; 7 – рычаг управления руля; 8 – двуплечий рычаг; 9 – пружинный загружатель командного рычага; 1 0 – механизм тримми рования ( снятия нагрузки); 11 – рулевой привод; 1 – гидравлический золотник; 13 – гидро илиндр
Если процесс управления осуществляется пилотом через механизмы и устройства, обеспечиваю щие и улучшающие качество процесса управления, то система управлен ия называется полуавтом атической.
Если создание и изменение управляющих сил и момен тов осуществляется ком плексом автоматических устройств, а рол ь пилота сводится к контролю за ними, то систе ма управления называется автома тической.
На большинстве современны х скоростных сам олетов применяются полуавтоматические и автоматические системы управления.
Ком плекс бортовых систем и устройств, которые дают возможность пилоту приводить в действие органы управления для изменения режима полета или для балансировки самолета на заданном режиме, называют
Рис. 7.2. Схема действия триммера: 1 – электромеханизм; 2 – триммер
системой основного управления самолетом (руль высоты, руль направления, элероны, переставной стабилизатор).
Устройства, обеспечивающие управление дополнительными элементами управления (закрылки, предкрылки, спойлеры) называют вспомогательным управлением или механизацией крыла.
Особенности конструкции систем управления самолетом
Отклоняя штурвальную колонку на себя или от себя, пилот осуществляет продольное управление, т.е. изменяет угол тангажа (атаки), отклоняя руль высоты или управляемый стабилизатор. Поворачивая штурвал вправо или влево, пилот, отклоняя элероны, осуществляет поперечное управление, накреняя самолет в нужную сторону. Для отклонения руля направления пилот
воздействует на педали.
При длительном полете с отклоненными рулями для снятия усилий с командных рычагов применяются триммеры, которые представляют собой дополнительную рулевую поверхность, устанавливаемую на задней части основного руля (элерона). По коман-
дам пилота триммеры отклоняются на необходимые для снятия усилий углы. Это обеспечивается специальной механической проводкой из кабины экипажа к триммерам или при помощи управляемых из кабины экипажа электромеханизмов (рис. 7.2). Отклоняя триммер в сторону, противоположную отклонению руля, нагрузку, передающуюся на командные рычаги, можно уменьшить до сколько угодно малой величины. Компенси-
рующий момент от трим мера, противодействую щий шарнирному моменту, возникает вследствие большого плеча силы, приложенной к триммеру, хотя сам а сила и невелика.
Широкое распространение п олучила осевая компенсация – смещение оси вращения руля от его перед ней кромки (рис. 7.3). Центр давления аэродинам ической силы руля лежит приблизительно на 1/4 его хорды. Если ось вращения руля приблизить к центру давления, то ум еньшится плечо аэродинамической силы. Уменьшение плеча приводит к уменьшению шарнирного мом ента руля, а следовательно, уменьшает нагрузку на рычаг управления рулем.
Рис. 7.3. Схема осевой компенсации элерона
Совмещение оси вращения с центром давления приведет к исчезновению уси лий, а смещение оси вращения за центр давления приведет к изменени ю направления усилий на рычаге управлен ия на противоположные. Это называется «переко мпенсаци ей».
Иногда на части руля или элерона создают перекомпенсацию, что приводит к появлению противопол ожного аэродинамического мом ента на этой части руле вой поверхности и знач ительному умен ьшению усилий на рычаге управления (рис. 7.4). Такая разновидность осевой компенсации получи ла название рого вой и применяется на нескоростных самолетах из-за того, что этот «рог», выходя в набегающий поток, н арушает обтекание аэр одинамической поверхности.
Рис. 7. 4. Схема роговой компенсации элерона
Наряду с осевой компенсацией, применяются сервокомпенсат оры (или флетнеры). Принцип их действия подобен действию триммера (рис. 7.5). В то же время ме жду ними имеет ся существенное различие. Если триммер отклоняется только по командам
сткой тяги которых может изме няться с помощью электрического привода, и поэтому они могут работать и как триммер, и как сервокомпенсатор.
На тяжелых самолётах используется переставной стабилизатор, отклоняемый пилото м или автоматически. Применени е стабилизатора для балансировки сам олёта позволяет н а всех режимах полёта использов ать весь диапазон возмо жных углов отклонения р уля высоты для манёвра и парирования возмущений.
7.3. Рычаги управления самоле том
На современных самолетах гражданской авиации управление разделяется на две группы – ручное и ножное.
Ручное управление применяют для управления рулём высоты и элеронами (рис. 7.6). Командными рычагами являются штурвальная колонка и штурвал .
Рис. 7.6. Схема ручного управления элеронами и рулями высоты:
1 – штурвальная колонка; 2 – штурвал; 3 – ось вращения штурвала; 4 – механическая проводка от штурвальной колонки до рулей высоты; 5 – руль высоты; 6 – рычаг управления рулем высоты; 7 – элероны; 8, 11 – проводка управления элеронами; 9, 12 – качалка управления элеронами; 10 – подшипники
Вращ ение штурвала влево (против часовой стрелки) приведет к образованию левого крена. Соответственно поворот штурвала вправо ( по часовой стрелке) вызовет появление правого крена.
Перемещение штурвальной к олонки «от себя» вызовет пики рование самолета. И, наоборот, при перемещении штурвальной ко лонки «на себя» самолет будет кабрировать.
Ножное управление предназначено для управления рул ем направления. «Дача» правой ноги вперед приведет к правому развороту.
Таким образом, конструкция управления предусматривает, чтобы изменение положения самолета в пространстве соответствовало естественным реф лексам человека.
Соседние файлы в папке Конструкция ВС
Как управляется самолет — органы регулировки параметров движения воздушного судна
Все транспортные средства подобного типа делятся на две большие группы — военную и гражданскую. За их штурвалами сидят летчики и пилоты соответственно. Попасть в основную кабину аппарата без подготовки не получится. По закону перемещение столь сложной техники должно проходить под контролем со стороны экспертов.
В роли последних выступают люди, справившиеся с курсом, испытавшие свои силы посредством авиасимулятора и сумевшие оформить летное свидетельство (аналог обыкновенных водительских прав). Предметом самого пристального внимания среди всех «интересующихся» становится второй шаг представленной инструкции. Именно симулятор позволяет почувствовать себя пилотом без лишнего риска для жизни.
Получить подобный максимально реалистичный, но полностью безопасный урок пилотирования самолетом, можно с помощью сотрудников компании «ПолётоМания». Мы предлагаем вам взять на себя роль летчика, пользующегося тренажером-имитатором. Ощущения будут стопроцентно «настоящими» — обучающие кабины идентичны конструкциям ТУ-154, Airbus A320, Л-39, Cessna 172 и Boeing 737.
Штурвал
Ключевое устройство, позволяющее регулировать параметры крена — поворота объекта вокруг продольной оси. Сдвигая его в сторону своего тела или обратно (давая определенную тягу), человек «выставляет» характеристики тангажа, а также администрирует высотные рули и элевоны. Боковые повороты ручки дают команду на активацию классических крыльевых аэродинамических элеронов.
Система напоминает процесс вождения обыкновенного автомобиля, только если бы, например, грузовик, могу перемещаться ввысь и вглубь. Пилот задирает нос воздушного судна или пикирует, заворачивает влево или вправо, пользуясь исключительно штурвалом. Кстати, сигналы устройство передает в механическом, электрическом и гидравлическом режиме.
Педали
В самолетах рычаги, нажимаемые ногами, используются для воздействия на контрольные рули. Человек, применяющий данные элементы управления, направляет транспортное средство в левую или правую сторону, без функционального крена. Соответствующие положения движения также называются рысканием.
Изменение курса осуществляется, в том числе на разбеге и пробеге — расстоянии, которое проходит аппарат в момент старта или при посадке. Коррекция, выполненная с помощью штурвала, носит менее значительный характер — основная работа реализуется именно путем задействования педалей.
Вообще, летчики с обыкновенных лайнеров, редко меняют параметры перемещения воздушных судов в ручном режиме. Такие конструкции комплектуются автопилотами — умными техническими и программными системами, берущими на себя львиную долю операционных задач. На маленьких частных самолетах соответствующей автоматики нет — поэтому перед посадкой за руль человеку придется летать в течение как минимум 25-30 часов с инструктором.
Рычаги
Устройства, предназначенные для управления характеристиками двигателя — высокомощной бортовой силовой установки. Воздействуя на такие элементы, мы варьируем опции тяги. Ее увеличение приводит к ускорению, а уменьшение — к замедлению. Чем быстрее двигается аппарат, тем внушительнее выглядит показатель расхода топливной массы. В летной профессии существует огромное количество стандартов и регламентов, рассказывающих об оптимальных положениях рычажных стержней и опциональных тягловых параметрах. Для каждой ситуации действуют свои нормативы, которым приходится следовать.
Например, в момент непосредственного полета, рычаг управления двигателем практически всегда переведен на «малый газ». Таким образом, пилоты экономят объем наличествующего горючего. На боевых истребителях присутствует дополнительная опция — форсажный режим, необходимый для мгновенного ускорения.
Приборы
Вопрос о том, сложно ли управлять самолетом, практически всегда отпадает после мимолетного взгляда на классическую приборную панель. Все интегрированные в единый модуль устройства решают одну, чрезвычайно важную задачу — отражают ключевые параметры текущего полета. Наиболее часто приходится работать с такими аппаратами, как:
На старте обучения щиток администрирования выглядит непонятно, напоминая хаотичный набор всевозможных ручек, индикаторов, сигнальных клавиш и цифро-буквенных таблиц. С течением времени человек знакомится с каждым прибором по отдельности, разбираясь в особенностях его функционирования и учась снимать главные показатели.
Самые опытные мастера способны посадить громадный пассажирский авиалайнер на полосу, руководствуясь только значениями, показанными на приборной панели (без визуального контакта с местностью через лобовое стекло, также называемое «фонарем»).
Создаем крен
За управление креном обычно отвечают элероны (ailerons) – специальные рулевые поверхности, расположенные ближе к законцовкам крыла. Они контролируются поворотом штурвала.
Выведите нос самолета в горизонт и убедитесь, что скорость находится за пределами белой шкалы. Поверните штурвал вправо, дайте самолету слегка наклониться (10 градусов хватит), а затем – отпустите.
Мы можем увидеть, что картинка за окном снова поменялась – теперь мы видим все под углом. Взгляните на авиагоризонт – вы обнаружите, что риски находится горизонтально, а сама линия горизонта наклонилась. Авиагоризонт отражает ту же картину, что мы видим за окном.
Самолет в крене
Заметьте, что самолет сохраняет данный вами крен и без всякого давления на штурвал.
Снизу от авиагоризонта вы увидите указатель курса (direction indicator) – прибор, показывающий направление, в сторону которого смотрит нос самолета. Обратите внимание на то, что наш курс меняется – то есть самолет поворачивает (совершает рыскание).
Поверните штурвал влево и удерживайте до тех пор, пока линия горизонта снова не станет ровной. Крен исчезнет, и самолет будет лететь прямо.
Первичным эффектом элеронов является создание крена, а вторичным – рыскание.
Советы
Справиться с управлением столь сложного транспортного средства без должной подготовки практически невозможно. Для того чтобы увеличить свои шансы, следует:
Как водить самолет в реальной жизни — перечень экстренных ситуаций
Очевидно проблемных случаев, приводящих к катастрофам, в классической авиации по-настоящему много. Наиболее вероятное недоразумение — отказ двигательной силовой установки. Следующая по популярности загвоздка — череда ошибок, допускаемых пилотами в моменты взлетов и посадок. В списке также присутствует пункт о неправильной эксплуатации — нарушении установленных ограничений, присущих тому или иному лайнеру.
Избежать всех перечисленных неприятностей можно только путем систематических тренировок. Лучшая защита от проблем — это уверенность в собственных навыках, знаниях и опыте. Однако излишнюю самоуверенность демонстрировать нельзя — она регулярно оборачивается источником разнообразных кризисов.
Показатели управляемости самолета
Для
надежной, устойчивой работы любой
технической управляемой системы (рис.
7.32) требуется наличие обратных связей,
которые позволяют корректировать
управляющее воздействие на систему по
промежуточному или конечному результату
управления.
Обратная
связь
— это фактически информация о реакции
системы на входной сигнал, на основании
которой вырабатывается управляющее
воздействие.Необходимость
обратной связи вызвана тем, что на
управляемую систему действуют внешние
возмущения (помехи), носящие в общем
случайный характер. Кроме того, имеются
определенные отклонения параметров
управляемой системы и входного
сигнала.Укрупненная
блок-схема управления самолетом
представлена на рис. 7.33.
Летчик
через систему управления воздействует
на самолет для получения определенных
параметров траектории движения в
соответствии с потребной программой
полета. Движение командных рычагов
(ручки или штурвала, педалей) летчик
задает и корректирует в связи с той
информацией о реальных параметрах
траектории движения, которую он получает.
Такой информацией (обратная связьА)
является визуальная информация о
положении самолета в пространстве и
информация, выдаваемая на приборную
доску летчика пилотажно-навигационной
системой (скорость, высота, курс, линия
горизонта и т. д.).Существенную
роль в управлении самолетом играют
перегрузки, ощущаемые летчиком при
движении самолета (обратная связьА),
а также усилия на командных рычагах
управления (обратная связь Б).Понятие
управляемости самолета, таким образом,
связано с его реакцией на действия
летчика, и показатели управляемости
самолета можно представить в следующем
виде:
В
качестве показателей управляемости
при движении в вертикальной плоскости
(продольной управляемости) можно указать,
например, Pn
— градиент
усилий на ручке
(штурвале)
по
перегрузке
и xn
— градиент
хода ручки по перегрузке:
Pn
= dP/dn,
xn
= dx/dn,
Важными
показателями управляемости являются
также максимальные перемещения рычагов
управления и усилия на них для выполнения
предельно допустимых маневров.Обеспечение
при проектировании самолета и системы
управления определенных показателей
управляемости позволяет дать летчику
«чувство управления», когда он по
перемещениям рычагов управления и
усилиям на них может судить об интенсивности
маневра самолета, и создать летчику
приемлемые условия работы для обеспечения
необходимой «плотности хода»
самолета и его способности «ходить
за рычагами» в процессе пилотирования.
7.2.5. Некоторые мероприятия по увеличению
эффективности аэродинамической
компоновки
В
полетной (крейсерской) конфигурации
самолет представляет собой устойчивую
в полете и управляемую сложную техническую
систему, включающую в себя в традиционных
компоновочных решениях крыло,
горизонтальное и вертикальное оперение,
фюзеляж и мотогондолы. Основная задача
проектировщика при формировании
крейсерской конфигурации заключается
в создании самолета, обладающего на
крейсерских (основных) режимах полета
максимально возможным аэродинамическим
качеством
К
= Y/X,
где
Y
= Yкр
± Yг.о
+ Yф
+ Yм.г
± Yинт,
X
= Xкр
+ Xг.о+
Xв.о+
Xф+
Xм.г
± Xинт.
Как
это ни парадоксально, но общее лобовое
сопротивление самолета может быть
меньше суммы сил сопротивления отдельных
его частей (полученных в результате
расчетов или продувки в аэродинамических
трубах), а подъемная сила — больше за
счет удачной взаимной увязки агрегатов,
создания
зализов,
т. е. плавных переходов в местах стыковки
агрегатов и т. д.
Необходимо
рассматривать все возможные пути
обеспечения высокого аэродинамического
совершенства проектируемого
самолета.
Противоречивость
многих требований, предъявляемых к
аэродинамической компоновке ЛА, не
позволяет выработать однозначный
критерий оценки ее совершенства. Тем
не менее достижения теоретической и
экспериментальной аэродинамики, развитие
методов аэродинамического расчета и
обработки результатов эксперимента
дают возможность разрабатывать
рациональные формы ЛА в зависимости от
его назначения и режимов полета.
Для
грузопассажирских
самолетов,
у которых основным (крейсерским) режимом
является длительный горизонтальный
установившийся полет, увеличение
скорости или аэродинамического качества
позволяет увеличить дальность полета
(см. раздел 6.4) и, следовательно,
производительность при сохранении
неизменными других параметров (полетной
массы, параметров силовой установки и
запасов топлива).
Главным
препятствием к увеличению скорости
полета является наступление волнового
кризиса на несущих поверхностях
самолета.
Несущая
поверхность стреловидной формы в плане
позволяет отодвинуть начало волнового
кризиса до
скоростей, соответствующих числам Мкрит
= 0,80,95
(при условии выбора соответствующих
профилей), за счет того, что, в отличие
от прямого крыла, обтекание стреловидного
крыла имеет пространственный
характер.
Стреловидное
крыло
с углом стреловидности χ
по передней кромке (рис. 7.34) можно
рассматривать как составленное из
профилей 1
прямое крыло, передняя кромка которого
расположена под углом скольжения β=π/2-χ
к направлению невозмущенного потока.
При обтекании такого крыла
невозмущенный поток со скоростью V
раскладывается на два потока: текущий
по нормали к передней кромке со скоростью
Vn
= Vcosχ
и текущий вдоль размаха со скоростью
Vτ
= Vsinχ.
Поток со скоростью Vτ,
которая не изменяется вдоль размаха,
не будет влиять на распределение давления
по крылу и вызовет только поверхностное
трение.
Поток со скоростью
Vn,
которая будет изменяться вследствие
торможения и разгона при обтекании
профиля, будет определять и поверхностное
трение, и распределение давления по
сечению крыла, т. е. несущую способность
стреловидного крыла.
Так
как скорость этого потока Vn
всегда меньше скорости набегающего
потока V,
то волновое сопротивление у стреловидного
крыла появится на больших скоростях
набегающего потока V,
чем у прямого.
Однако
несущая способность стреловидного
крыла меньше, чем у прямого, поскольку
в создании подъемной силы у стреловидного
крыла участвует только составляющая
потока Vn,
текущая по нормали к передней
кромке.Кроме того, специфика
пространственного обтекания стреловидного
крыла на больших околозвуковых скоростях
полета, свойственное ему стекание
пограничного слоя вдоль размаха к
концевым сечениям крыла и срыв потока
на концах крыла (концевой
срыв)
приводят к росту лобового сопротивления
(и, как следствие, к снижению аэродинамического
качества), а также оказывают неблагоприятное
влияние на устойчивость и управляемость
самолета со стреловидным крылом.Для
снижения этих неблагоприятных явлений
на стреловидных крыльях применяется
геометрическая и аэродинамическая
крутка.Тонкаяаэродинамическая
перегородка
1
на верхней поверхности крыла (рис.
7.35,а)
или генераторы
вихрей
на передней кромке (выступ,
или «зуб»,
1
на рис. 7.35,б
или «запил»
1
на рис. 7.35,в)
формируют постоянный вихревой шнур 2
на поверхности крыла.
Пограничный
слой «наматывается» на вихревой
жгут и стекает вместе с ним, не накапливаясь
на концевых участках крыла, что снижает
тенденцию к концевому срыву.Концевые
крылышки
разнообразной формы (крылышки
или законцовки Уиткомба,
названные так по имени американского
аэродинамика Р. Уиткомба) (рис. 7.36),
представляющие собой разновидность
концевых аэродинамических шайб,
устанавливаются на концах стреловидных
крыльев и увеличивают эффективное
удлинение
крыла, препятствуя перетеканию потока
и выравниванию давлений на нижней и
верхней поверхности крыла, т. е. увеличивают
его несущую способность. Установленные
под определенным углом к вектору скорости
набегающего потока, они создают тянущую
силу (подобно парусу, позволяющему яхте
двигаться против ветра), т. е. уменьшают
силу лобового сопротивления. Кроме
того, они ослабляют мощный концевой
вихрь, разбивая его на несколько вихрей
меньшей интенсивности и снижая таким
образом индуктивное сопротивление, что
увеличивает аэродинамическое
качество.К повышению
критического числаМ
полета и уменьшению сопротивления
интерференции приводит проектирование
дозвукового самолета с использованием
правила
площадей.
Для трансзвуковых (близких к скорости
звука) скоростей полета это правило
может быть сформулировано следующим
образом: чтобы обеспечить минимальное
сопротивление, эпюра 1
площадей поперечных сечений ΣSi
всех элементов самолета (рис. 7.37)
по длине
самолета должна соответствовать эпюре
эквивалентного тела вращения наименьшего
сопротивления (сигарообразного тела
большого удлинения). Практическая
реализация правила площадей сводится
к тому, что в зонах присоединения к
фюзеляжу крыла, мотогондол, оперения
площадь поперечного сечения фюзеляжа
уменьшается на величину, равную сумме
площадей агрегатов, расположенных в
том же сечении. В результате в зоне
крепления крыла фюзеляж имеет довольно
сильное «поджатие» («осиную
талию»).Для сверхзвукового
самолета наиболее рациональной по
критерию максимального аэродинамического
качестваКa
max
формой крыла в плане является близкое
к треугольному крыло малого удлинения
с большой стреловидностью по передней
кромке (рис. 7.38). Обтекание такого крыла
имеет существенно пространственный
характер и характеризуется интенсивным
перетеканием воздуха с нижней поверхности
на верхнюю через передние кромки. В
вихревых
жгутах
(рис. 7.39), образующихся при этом, давление
по сравнению с атмосферным понижено,
что создает дополнительную подъемную
силу.
Такое
крыло, рациональное для сверхзвуковых
режимов полета, существенно уступает
по Кa
max
в околозвуковом и, особенно, дозвуковом
диапазоне скоростей стреловидному и
прямому крыльям.
При выборе
аэродинамической компоновки сверхзвукового
самолета в зависимости от конкретных
параметров технического задания на
проектирование приходится решать
вопрос, какому из режимов полета,
оговоренных ТЗ (дозвуковому или
сверхзвуковому), отдать предпочтение.
Поэтому
облик сверхзвукового пассажирского
самолета, для которого крейсерский
полет на сверхзвуковой скорости является
определяющим, существенным образом
отличается от облика боевых высокоманевренных
самолетов, которые должны обладать
высокой эффективностью в широком
диапазоне чисел М
и углов атаки.
Использование
сложной профилировки несущих поверхностей,
корневых наплывов крыла, проектирование
самолета с учетом сверхзвукового,
дифференциального
правила площадей,
когда площади поперечных сечений
изменяются по определенному закону не
только по длине, но и по высоте самолета,
переход к интегральным
компоновкам
— эти и другие конструктивно-компоновочные
мероприятия позволяют уменьшить
неблагоприятные изменения аэродинамических
характеристик и характеристик устойчивости
и управляемости при полете на сверхзвуковых
скоростях.Рисунки, отражающие
аэродинамическую компоновку некоторых
таких самолетов, приведены в разделе
20.2.Весьма эффективным
средством получения потребных ЛТХ
самолетов могут оказатьсяэнергетические
методы
непосредственного
воздействия на характер обтекания
(например,
несущих поверхностей) с помощью газовых
струй, дополнительно создаваемых на
обтекаемых поверхностях.Так,
сдувание
(сдув)
или
отсос
пограничного слоя
(рис.
7.40) через щели (или перфорацию) 1
в обшивке интенсифицирует течение в
пограничном слое и позволяет сохранить
ламинарное течение на значительной
части поверхности крыла.
Управление
пограничным слоем
(УПС)
или управление
ламинарным обтеканием
(УЛО)
позволяет существенно снизить
сопротивление трения, затянуть срыв
потока на большие углы атаки, повысить
аэродинамическое качество несущей
поверхности.Соответствующим
выбором положения щелей на поверхности
и количества выдуваемого (или отсасываемого)
воздуха можно обеспечить такое
взаимодействие газовых струй2
с основным потоком 3,
которое приведет к образованию
суперциркуляции
(дополнительной
циркуляции потока), сущность которой
состоит в дополнительном разгоне (или
торможении) потока и, соответственно,
уменьшении (или увеличении) давления
на отдельных участках несущей поверхности
с целью получения приращения подъемной
силы.
Поперечный
выдув струи
1
вдоль размаха (рис.. 7.41) на крыльях малого
удлинения 3,
например на верхней поверхности,
формирует устойчивый вихрь 2
вдоль передней кромки, что приводит к
значительному возрастанию разрежения
над крылом.Следует отметить,
что эффективность энергетических
методов резко падает при увеличении
скорости полета.Естественно,
что реализация энергетических методов
повышения аэродинамических характеристик
требует отбора энергии от основных
двигателей или наличия дополнительной
силовой установки для создания газовых
струй, усложняет и утяжеляет конструкцию
несущих поверхностей, затрудняет
техническое обслуживание по поддержанию
работоспособности таких систем.Кроме
того, повышение несущей способности
энергетическими методами заметно
изменяет момент тангажа, что требует
дополнительных мер по обеспечению
продольной балансировки (увеличения
размеров горизонтального оперения или
использования на нем таких же эффективных
энергетических методов управления
циркуляцией).Существенное
влияние на полетную конфигурацию и
общую компоновку самолета оказывает
выбор типа и числа двигателей,
обеспечивающих потребную для полета
тяговооруженность и, как следствие,
основные летно-технические характеристики
самолета.Расположение
двигателей, форма и расположение
воздухозаборников, размещение потребного
запаса топлива влияют на распределение
площадей поперечных сечений и, как
следствие, на аэродинамические
характеристики самолета.Таким
образом, процесс аэродинамической
компоновки неразрывно связан с оценкой
не только летных, но и других (весовых,
технологических, эксплуатационных)
технических характеристик проектируемого
самолета.Поскольку существуют
объективные законы взаимодействия
самолета с потоком воздуха, самолеты,
проектируемые по сходным ТЗ, будут иметь
практически одинаковые компоновочные
признаки (аэродинамическую схему,
геометрические параметры основных
агрегатов и их взаимную увязку).
Самолеты,
спроектированные по различным ТЗ, будут
существенно различаться, что позволяет
классифицировать их по отдельным
компоновочным признакам (рис. 7.42, 7.43,
7.44).
Соседние файлы в папке Фюзеляж_1
Как управлять легким пассажирским самолетом — пошаговое руководство
Ситуация, в рамках которой случайный человек попадает за штурвал авиалайнера, встречается только в кино. Реальная жизнь практически не предлагает таких сценариев развития событий. Внутри любого борта, выполняющего движение по предварительно намеченному маршруту, всегда присутствует как минимум два пилота. Оба обладают невероятной степенью подготовки — они регулярно проходят сложные тесты и пользуются профессиональными тренажерами.
Однако, желание очутиться за рулем «Боинга» или «Цессны», может быть продиктовано банальным интересом. Людям, увлекающимся гражданской авиацией, также приходится проходить академические курсы и готовиться к будущим воздушным путешествиям. Занятия для них проводятся в облегченном порядке, с ускоренными, максимально оптимизированными темпами. Инструктора рассказывают преимущественно об азах пилотирования, давая студентам попробовать свои силы при помощи специализированных авиасимуляторов.
Подготовка к взлету
Ответ на вопрос о том, как пилот управляет самолетом, начинается с разъяснения сути предварительных и предполетных мероприятий:
Эксперту следует оценить состояние каждого элемента конструкции — от шасси и рычага переключения тяги до элевонов и элеронов.
Он должен убедиться в работоспособности каждого датчика — воздушной скорости, пространственного положения, альтиметра, поворота, скольжения, курса, темпа набора высота и пр. О любых нарушениях сообщается диспетчеру, для более детального изучения обстановки.
Основы пилотирования и инструкции по управлению пассажирским самолетом всегда выглядят максимально громоздко. Однако, если выделить из стандартизированных талмудов главное, можно составить быструю и упрощенную инструкцию по старту авиалайнера:
Справиться с такой работой на достойном уровне сможет только человек, прошедший длительный курс академической подготовки.
Полет
Сам процесс управления полетом выглядит намного сложнее. К числу ключевых моментов относятся:
Именно здесь пользователю приходится демонстрировать все знания и навыки, полученные в летной школе. Примечательно, что у каждой машины есть свои особенности, касающиеся непосредственного полета.
Например, крейсерская скорость Cessna с одним двигателем достигается при нагрузке на мотор в районе 75% (2 400 оборотов в минуту соответственно). Каждое правило должно быть выучено наизусть — только так можно избежать критических последствий.
Посадка
«Как научиться пилотировать и управлять самолетом в реальной жизни?» — крайне обширный вопрос, требующий тщательного разбора. Даже крайний этап движения воздушного транспортного средства (речь идет о приземлении) выглядит чрезвычайно трудно:
В общем, пилотирование — это настоящая наука, на изучение которой придется потратить огромное количество времени. Достигнуть первых результатов можно достаточно быстро, по крайней мере, если пользоваться продвинутыми симуляторами.
Остальные органы управления
В любом самолете, помимо центральных систем администрирования, присутствуют вторичные блоки, также играющие огромную роль в процессе пилотирования:
Экспертам, попадающим в кабину, приходится знакомиться со всей электроникой и механикой заранее, задолго до первого старта с полосы. В противном случае они подвергнут опасности как собственную жизнь, так и здоровье других людей (например, инструкторов).
Управляем рысканием
За рыскание отвечает руль направления (rudder), расположенный на хвосте самолета. Самое время познакомиться с ним.
Выровняйте самолет и проверьте скорость. Снизу от указателя скорости расположен другой прибор, координатор разворотов (turn coordinator). Нас интересует черный шарик, плавающей в специальной дужке снизу. Как правило, в обычном полете он находится в центральной области.
Слегка толкните правую педаль и удерживайте ее. Вы увидите, что нос самолета уходит вправо. Помимо этого, будет развиваться правый крен.
Взгляните на шарик – он уйдет влево. Прямо сейчас он нам говорит, что мы летим немного «боком», со скольжением (slip), и чтобы его исправить, нужно «наступить на шарик» – дать педаль со стороны шарика. Выровняйте педали, и вы увидите, как самолет возвращается в нормальное положение.
А вот так выглядит рыскание
Первичным эффектом руля направления является рыскание, а вторичным – крен.
Датчики обжатия стоек шасси
Информация об обжатии стоек шасси, которые я упоминал выше, это очень нужная многим системам информация. Пожалуй, стоит перечислить кое-какие функции, зависящие от этого сигнала:
При появлении сигнала обжатия шасси:
При снятии сигнала обжатия шасси:
Параграф добавлен после прочтения комментариев: Датчики обжатия стоек шасси как правило выполняются многоканальными и располагаются на каждой из стоек. Данные с многочисленных датчиков собираются специальными устройствами, концентраторами данных. На основании полученных данных формируются сигналы об обжатии каждой из стоек и сигнал обжатия всех стоек. В логике работы описанных выше функций используются разные сигналы: для начала автоторможения достаточно сигналов обжатия двух основных стоек, а для включения режима тех. обслуживания надо чтобы были обжаты все три стойки. Но это уже другая история.
Учимся триммировать
К этому моменту мы уже узнали, что изменения конфигурации полета (режима двигателя, закрылков) требуют удержания носа в какой-то одной позиции – и это позиция далеко не всегда соответствует нейтральному положению штурвала. Можно лететь, постоянно оказывая давление на штурвал – но это не очень удобно и безопасно. Постоянная «борьба» с штурвалом приведет к усталости рук и невозможности точно контролировать параметры полета.
К счастью, мы можем перенести положение «нейтральной точки» нашего штурвала так, чтобы он создавал нужное давление сам. Этот процесс называется триммированием (trimming).
Восстановите обычный режим полета (обороты, тангаж, крен, рыскание, закрылки). Отпустите штурвал и посмотрите, что произойдет с самолетом.
Если он опускает нос вниз, выведите самолет в горизонт и попробуйте снять усилия со штурвала путем поворота колеса сверху вниз. Если же задирает нос вверх, крутите в противоположную сторону. Для проверки точности триммирования приотпустите штурвал. Повторяйте процедуру до тех пор, пока самолет не будет удерживать нос горизонтально в нейтральном положении штурвала.
Мы только что выполнили триммирование самолета. Давайте обобщим эффект от триммера: поворот колеса триммера руля высоты меняет усилия на штурвале по оси тангажа.
Даем газку
Взгляните на приборную панель справа от себя. Там вы найдете тахометр, показывающий обороты двигателя. Запомните текущее значение (оно должно быть в районе 2300).
Не касаясь штурвала и педалей, полностью дайте газ.
Вы увидите, что обороты двигателя (и, следовательно, создаваемая им тяга) выросли. Вслед на ними начнет расти скорость, а затем нос самолета сам собой поднимется наверх.
Обратите внимание также на то, что в момент изменения режима самолет слегка рыскает вправо/влево, в зависимости от того, увеличили или уменьшили вы режим.
Первичным эффектом от изменения газа является изменение оборотов и скорости. Вторичным же эффектом является изменение тангажа и рыскания.
Контролируем тангаж
Пройдите начальное обучение и «попросите» инструктора дать вам немного полетать в свободном режиме. В центре приборной панели расположен авиагоризонт (artificial horizon, attitude indicator, AI). Его легко узнать по характерному синему и коричневому цвету, которые обозначают соответственно небо и землю. По центру прибора расположена точка, которая показывает нос вашего самолета, а по бокам – риски, символизирующие крыло.
Слева от него расположен указатель воздушной скорости (airspeed indicator, ASI). Читается примерно так же, как спидометр в наземном транспорте, но скорость измеряет в узлах – морских милях (1.852 км) в час.
Мы учимся летать по правилам визуальных полетов, поэтому сам авиагоризонт нам использовать необязательно. Тем не менее, наш полет это хорошая возможность ознакомиться с принципами его работы.
За изменение тангажа отвечает руль высоты (elevator), расположенный, как правило, на хвосте самолета. Настало время им воспользоваться.
Убедитесь, что стрелка скорости расположена выше белой зоны на указателе скорости. Запомните значение скорости, а затем слегка (слегка!) возьмите штурвал на себя.
Обратите внимание на то, как изменяется картина за окном. Мы стали меньше видеть землю и больше неба. Взгляните на авиагоризонт и сопоставьте картину на нем с картиной за окном.
Проверьте скорость. Вы увидите, что она упала.
Нос направлен вверх
Отпустите штурвал. Самолет начнет сам выводить нос в горизонт. Снова проверьте скорость – она должна вернуться к исходному значению.
Повторите ту же процедуру, но наклонив нос вниз. Теперь землю видно больше, чем небо, а скорость растет. При отпускании штурвала нос возвращается в прежнее положение.
Нос направлен вниз
Вот вам простая аналогия – представьте, что вы катитесь на машине с горки. Что будет происходить с вашей скоростью, если газ и передача останутся неизменными?
Подытожим. Первичный эффект руля высоты это изменение тангажа самолета. Вторичный же это изменение скорости.
Поворотная носовая стойка
Кроме распределения веса самолета, носовая стойка поворачивается влево-вправо, чтобы самолет мог маневрировать при движении на земле.
Поворотом носовой стойки можно управлять двумя способами:
Управление поворотом носовой стойки с помощью педалей осуществляется на разбеге при взлёте и пробеге при посадке, когда скорость самолета достаточно велика. Одновременно, с помощью этих же педалей, летчик управляет отклонением руля направления.
Предел отклонения носовой стойки при управлении от педалей специально ограничен, как правило это 10 градусов. Поворачивать на рулёжные дорожки, когда надо отклонять носовую стойку на углы порядка 50-70 градусов, не получится. На малых скоростях для руления используется ручка управления носовой стойкой.
Эта ручка используется только при рулёжке и автоматически отключается при больших скоростях движения.
Бонус
Пока я готовил этот текст, решил для себя разобраться, почему на некоторых самолётах, например Boeing 757 тележка основных стоек шасси в полете наклонена так, что передние колёса находятся выше задних:
А на Boeing 767 наоборот, передние колеса ниже задних:
И, что самое любопытное, в военно-транспортном C5 Galaxy основные стойки шасси выпускаются в положении поперёк движения самолёта и только потом разворачиваются на 90 градусов в нужное положение.
Как устроена система шасси и тормозов пассажирского самолета
Время на прочтение
Параграф добавлен после прочтения комментариев: Прежде чем продолжить, хочу уточнить, что основной моей специализацией является бортовое радиоэлектронное оборудование, а не отдельные системы самолёта. Соответственно «чайникам» я тоже рассказываю «усеченную» картину мира, достаточную для их работы. Мне кажется, что эти материалы могут быть интересны и более широкому кругу читателей. При этом на полноту освещения рассматриваемой темы не претендую. Так что не стреляйте в пианиста, он играет как умеет. 🙂
Система колёс, на которые опирается самолёт при движении по земле, называется шасси. В современных авиалайнерах используется трёхстоечная система шасси с двумя основными стойками, расположенными под крылом позади центра тяжести и одной передней стойкой, расположенной в носу самолёта. Основные стойки шасси оснащаются тормозами, а передняя стойка делается поворотной, чтобы самолет мог маневрировать при движении по земле.
На больших самолетах типа Аirbus 380 или Boeing 747 в дополнение к основным стойкам делают вспомогательные, чтобы распределить значительный вес гигантского самолета. На всех стойках шасси установлены амортизаторы. Принцип действия и назначение которых похожи на автомобильные, но основная задача — смягчить перегрузки на посадке, чтобы нагрузки на узлы самолёта не превышали допустимых. .
Уборка — выпуск шасси
Кроме тормозов и управления носовой стойкой с шасси связана ещё одна важная функция — уборка/выпуск шасси. Управление уборкой-выпуском шасси в нормальном режиме осуществляется с помощью соответствующей ручки на приборной панели.
Вверх — убрать, вниз — выпустить. Кстати, можно не бояться случайно «сложить» стойки шасси, когда самолёт стоит на земле — в современных авиалайнерах предусмотрена блокировка от таких действий, когда шасси «обжаты» — амортизаторы находятся в сжатом состоянии под действием веса ЛА.
Для улучшения аэродинамических свойств ЛА ниши, в которых размещаются убранные шасси, закрываются створками, поэтому процедура нормальной уборки шасси выглядит примерно так:
Весь процесс занимает 20-40 секунд. Если в процессе что-то идёт не так, то система прерывает процесс, т.к. есть вероятность что-то сломать. Нормальный выпуск шасси происходит в обратном порядке.
Видео с испытаний системы уборки-выпуска шасси
На случай неисправностей в системе уборки-выпуска предусмотрен особый порядок выпуска шасси — аварийный выпуск. Аварийный выпуск активируется кнопкой аварийного выпуска, расположенной под колпачком рядом с ручкой уборки-выпуска шасси. При аварийном выпуске средствами, не зависящими от вычислителя системы уборки-выпуска шасси, снимаются замки убранного положения стоек шасси и створок. Шасси вываливается под собственным весом. Массы каждой из стоек достаточно чтобы выломать створку, даже если та не откроется сама. На замки нижнего положения стойки также встают под действием собственного веса.
Выпускаем закрылки
В зависимости от конструкции самолета, выпуск закрылок может создавать тенденцию как и к поднятию носа, так и к опусканию его. Тем не менее, практически всегда выпуск закрылок приводит к небольшому «взмыванию» самолета из-за увеличения подъемной силы крыла, а также к уменьшению скорости из-за увеличения аэродинамического сопротивления.
При работе с закрылками важно удерживать нос в желаемом положении и следить за изменениями скорости. Закрылками можно пользоваться лишь тогда, когда скорость находится в пределах белой шкалы.
Давайте распробуем их. В полете слегка приберите режим и удерживайте нос самолета горизонтально. Подберите режим таком образом, чтобы скорость держалась в районе 70.
Выпустите закрылки (первая позиция). Самолет немного взмоет. Обратите внимание, как изменится скорость самолета и положение его носа.
Теперь уберите их. Произойдет противоположное, самолет немного «провалится», а скорость начнет расти. Верните самолет в нормальный полет.
Солнечные батареи в южной Англии
Где научиться пилотированию
О том, как управлять самолетом Боинг-737 или, например, ТУ-154, можно узнать, приобретя сертификат на авиасимулятор от «ПолётоМании». На тренировочном занятии вы попробуете свои силы на максимально реалистичных симуляторах. Программные и технические комплексы гарантируют стопроцентную реалистичность ощущений. Гости основного зала попадают в кабины разнообразных воздушных судов, без риска для собственной жизни, но с полной уверенностью в том, что все события происходят «по-настоящему».