Как поворачивает самолет в воздухе

У этого термина существуют и другие значения, см. Реверс.

Реверс — режим работы авиационного двигателя, при котором вектор тяги двигателя направлен против направления движения летательного аппарата. Технически реверс реализуется: для реактивных двигателей — отклонением части воздушной или реактивной струи вперёд по направлению движения, а для винтовых двигателей — реверсом воздушного винта.

Реверс применяется в основном на пробеге после посадки или для аварийного торможения при прерванном взлёте. Реже — на рулении, для движения самолёта задним ходом без помощи буксировщика. Небольшое число самолётов допускает включение реверса в воздухе. Наиболее широко реверс применяется в коммерческой и транспортной авиации. Характерный шум можно часто услышать при пробеге самолёта по ВПП после посадки.

Реверс применяют совместно с основной (колёсной) тормозной системой самолёта. Его применение позволяет снизить нагрузку на основную тормозную систему самолёта и сократить тормозную дистанцию, особенно при малом коэффициенте сцепления колёс с ВПП, а также в начале пробега, когда остаточная подъёмная сила крыла уменьшает нагрузку на колёса, снижая эффективность тормозов. Вклад реверсивной тяги в общее тормозное усилие может сильно различаться для разных моделей самолётов.

Реверс реализуется путём отклонения части или всей струи, исходящей из двигателя, при помощи разнообразных затворок. В разных двигателях реверсивное устройство реализовано различным способом. Специальные затворки могут перекрывать струю, создаваемую только внешним контуром турбореактивного двигателя (например, на Airbus A320), или струи обоих контуров (например, на Ту-154М).

В зависимости от конструктивных особенностей самолёта реверсом могут быть оснащены как все двигатели, так и их часть. Например, на трёхдвигательном Ту-154 реверсивным устройством оснащены только крайние двигатели, а на Як-40 — только средний.

Способ, в котором для перенаправления воздушного потока используются специальные створки определённого вида, так называемые «ковшовые». Таких створок на двигателях как минимум две (Ту-154М) или более (Boeing 737) и внешне они напоминают ковши. Например в двигателе невысокой степени двухконтурности с перекрытием всего потока, например Д-30КУ-154 (в самолёте Ту-154М). В двигателе высокой степени двухконтурности, например CFM56-5В (в самолёте Airbus А320) с перекрытием холодной части потока и с сохранением прямого течения в горячей части потока (сопла).

Способ, в котором в задней части двигателя и, возможно, сопла двигателя, выполнены специальные профилированные решётки. Когда двигатель работает на прямой тяге, створки перенаправляют проход выходящих газов в решётки. Такая конструкция применяется например в двигателях невысокой степени двухконтурности с перекрытием всего потока, НК-8-2(У) (в самолёте Ту-154) или Pratt & Whitney JT8D (в самолёте Boeing 727). В двигателе высокой степени двухконтурности, например Д-436 (в самолёте Ан-148) с перекрытием холодной части потока и с сохранением прямого течения в горячей части потока (сопла).

На самолёте Ил-76 реверсивное устройство имеют все 4 двигателя, однако на практике реверс внутренних (2-го и 3-го) двигателей стараются не использовать, так как возможно повреждение обшивки фюзеляжа.

Реверс у винтовых самолётов реализуется путём поворота лопастей винта (изменяется угол атаки лопастей с положительного на отрицательный) при неизменном направлении вращения. Таким образом винт начинает создавать обратную тягу. Такой тип реверсивного устройства может применяться как на самолётах с поршневым двигателем, так и на турбовинтовых самолётах, в том числе и одномоторных.

У самолёта Airspeed 2000, имевшего паровой двигатель, реверс винта осуществлялся изменением направления его вращения (вместе с изменением направления вращения самого двигателя).

Реверс зачастую предусматривается на гидросамолётах и амфибиях, так как предоставляет значительное удобство при рулении на воде.

Первое применение реверса тяги на винтовых самолётах можно отнести к 1930-м годам. Так, реверсом были оборудованы пассажирские самолёты Боинг 247 и Дуглас DC-2.

Большое количество самолётов не нуждается в реверсе, или реверс сложно реализовать технически. Так например, в связи с особенностями механизации крыла и чрезвычайно эффективными воздушными тормозами в хвосте BAe 146 не требуется включать реверс при приземлении. Соответственно, все четыре двигателя не работают в режиме реверса. По этой же причине в реверсивном устройстве не нуждается самолёт Як-42. В то же время многие самолёты с форсажными камерами (военного назначения) не имеют реверса, в связи с чем их послепосадочный пробег велик. Данное обстоятельство вынуждает строить ВПП большей длины, в конце ВПП устанавливать аварийные устройства торможения, а на сами самолёты устанавливать высокоэффективные колёсные тормоза и тормозные парашюты. Необходимо отметить, что тормоза и пневматики таких самолётов подвержены большому износу и требуют частой замены, а в случае применения парашютов требуется организация дополнительных служб по техническому обеспечению и обслуживанию ТП.

Некоторые самолёты (как винтовые, так и реактивные, военные и гражданские) допускают возможность включения реверса тяги в воздухе, при этом его использование зависит от конкретного типа воздушного судна. В ряде случаев реверс включается непосредственно перед касанием полосы; в других случаях — на снижении, что позволяет снизить скорость торможением (при подходе по крутой глиссаде) или избежать превышения допустимых скоростей при пикировании (последнее применимо к военным самолётам); для выполнения боевых маневров; для быстрого экстренного снижения.

Так, в турбовинтовом авиалайнере ATR 72 реверс может быть использован в полёте (при снятии пилотом предохранительной пломбы); турбореактивный лайнер «Трайдент» также допускает реверс в воздухе для быстрого снижения с вертикальной скоростью до 3 км/мин (хотя эта возможность редко использовалась на практике); с той же целью мог быть включен реверс двух внутренних двигателей сверхзвукового лайнера «Конкорд» (только на дозвуковой скорости и при высоте ниже 10 км). Военно-транспортный самолёт C-17A также допускает включение реверса всех четырёх двигателей в воздухе для быстрого снижения (до 4600 м/мин). Истребитель Сааб 37 «Вигген» также располагал возможностью реверса в полёте для сокращения посадочной дистанции. Одномоторный турбовинтовой самолёт Pilatus PC-6 также может использовать реверс в воздухе при заходе по крутой глиссаде на короткие посадочные площадки.

Для примера использования реверса тяги в воздухе (непосредственно перед касанием полосы) можно привести выдержку из руководства по лётной эксплуатации самолёта Як-40:

на высоте 6-4 м уменьшить режим работающим боковым двигателям до малого газа и начать выравнивание самолёта, дав команду: Реверс.

•  (англ.) Проверка работы реверсивных устройств Learjet 60.
•  (рус.) «Реверс-ликбез». Фотографии различных моделей реверсивных устройств.
•  (рус.) Ещё раз о реверсе тяги. Чуть подробнее — иллюстрированная статья с фотографиями
•  (англ.) Посадка Ил-86 на мокрую полосу. Облака влаги хорошо иллюстрируют работу реверса. Панорамный вид.
•  (англ.) Посадка A-380 на мокрую полосу. Облака влаги хорошо иллюстрируют работу реверса. Панорамный вид. Реверсивные устройства только на внутренних двигателях.
•  (англ.) Посадка Boeing-747 на мокрую полосу. Облака влаги хорошо иллюстрируют работу реверса с перекрытием внешнего контура. Вид из самолёта.
•  (англ.) Посадка Boeing-737. Иллюстрация работы реверса с перекрытием обоих контуров. Вид из самолёта.
•  (англ.) Полная остановка McDonnell Douglas C-17 с включённым реверсом вызвала попадение мусора в двигатель и его повреждение.
•  (англ.) Статья о технологиях сокращения пробега «Reducing Landing Distance».
•  (англ.) Иллюстрация работы реверса на рулении. Самолёт движется назад.

У этого термина существуют и другие значения, см. Элерон (БПЛА).

Впервые элероны появились на моноплане, построенном новозеландским изобретателем Ричардом Перси в 1902, однако самолёт совершал только очень короткие и неустойчивые полёты. Первый самолёт, который совершил полностью управляемый полёт с использованием элеронов, был самолёт 14 Bis, созданный Альберто Сантос-Дюмоном. Ранее элероны заменяла деформация крыла, разработанная братьями Райт.

Управляющую поверхность, комбинирующую элерон и закрылки, называют флаперон (flaperon). Чтобы элероны работали как выпущенные закрылки, их синхронно опускают вниз. Для продолжения возможности управления креном, к этому отклонению элеронов добавляется обычное для элеронов дифференциальное отклонение.

Для управления креном у самолётов с данной компоновкой может также применяться руль направления, спойлеры, газовые рули, изменяющийся вектор тяги двигателей, дифференциальное отклонение рулей высоты, изменение центра масс самолёта и прочие методы и их комбинации.

Один из побочных эффектов действия элеронов — некоторый момент рыскания в противоположном направлении. Другими словами, при желании повернуть направо и использовании элеронов для создания крена вправо самолёт во время увеличения крена может немного повести по рысканию влево. Эффект связан с появлением разницы в лобовом сопротивлении между правой и левой консолью крыла, обусловленной изменением подъёмной силы при отклонении элеронов. Та консоль крыла, у которой элерон отклонён вниз, обладает большим коэффициентом лобового сопротивления, чем другая консоль крыла. В современных системах управления самолётом данный побочный эффект минимизируют различными способами. Например, для создания крена элероны отклоняют также в противоположном направлении, но на разные углы.

На скоростных самолётах с крылом большого удлинения может проявляться эффект реверса элеронов — из-за маневренной нагрузки, возникающей при отклонении элерона, расположенного близко к законцовке крыла, крыло закручивается и угол атаки на нём изменяется, что может нивелировать эффект от отклонения элерона, а то и вовсе дать обратный. Например, при отклонении элерона вниз (для увеличения подъёмной силы полукрыла) на заднюю кромку крыла действует сила, направленная вверх, крыло закручивается вперёд и угол атаки на нём уменьшается, что снижает подъёмную силу. Таким образом, действие элерона на крыле при реверсе напоминает действие триммера на элероне или руле. В той или иной степени реверс элеронов проявлялся на многих скоростных самолётах (в частности, на Ту-134), а на Ту-22 из-за этого эффекта максимальное число Маха было ограничено до 1,4. Наиболее распространённые методы предотвращения реверса элеронов — использование элеронов-интерцепторов (интерцепторы расположены ближе к центру хорды крыла и при выпуске почти не вызывают его закручивания) либо установка ближе к центроплану дополнительных элеронов, при этом внешние (расположенные близко к законцовкам) элероны, необходимые для эффективного управления на малых скоростях, отключаются при больших скоростях и поперечное управление идёт за счёт внутренних элеронов, не дающих реверса за счёт большой жёсткости крыла в районе центроплана.

• Шульженко М. Н., Конструкция самолётов. Москва, «Машиностроение», 1971