Что происходит после хардовера руля?

Я уверен, что многие из вас знакомы с "хардвером руля", когда руль самолета отклоняется в крайнее положение - до упора влево или до упора вправо. Многие из вас знают, что такое событие, вызванное неисправным блоком управления мощностью, стало причиной гибели самолетов рейса 585 United Airlines и рейса 427 USAir. В инциденте с рейсом 517 авиакомпании Eastwind Airlines и самолетом 427 авиакомпании USAir также произошел инцидент с жесткой перекладиной руля. расследование этого инцидента раскрыло тайны потери двух вышеупомянутых рейсов.

Мой вопрос касается последствий жесткого перекрытия руля направления в полете и того, как это привело к двум авариям. Меня интересует, что происходит с точки зрения аэродинамики после того, как руль переместится в крайнее положение, и последующая последовательность событий. Для меня очевидно, что перекладывание руля должно быть чрезвычайно дестабилизирующим событием. Но хотелось бы более подробного объяснения того, что именно происходит. Какие эффекты он вызывает? Что происходит с пострадавшим самолетом и почему он может разбиться?

Ответы (2)

При полностью отклоненном руле самолет будет лететь со значительным боковым скольжением , а сбрасывая наветренное крыло, его можно будет удерживать на прямолинейном курсе. Обычно это делается намеренно с планерами и легкими самолетами, когда они хотят быстро потерять высоту, потому что большой угол бокового скольжения существенно увеличивает сопротивление. Если ζ угол отклонения руля, скольжение обычно имеет угол бокового скольжения β между - 0,5 ⋅ ζ и - ζ , в зависимости от деталей самолета.

Если перегрузка произойдет на высокой скорости, возникающие аэродинамические силы непременно вызовут перегрузку фюзеляжа и хвостовой части, и самолет развалится на части и разобьется . Никакое мастерство пилота не может этому помешать!

Если самолет переживет аварию, лучшее, на что может надеяться пилот, — это контролируемое столкновение: угол бокового скольжения приведет к отрыву шасси, а упавшее наветренное крыло спровоцирует возникновение контура заземления — если пилот попытается выровнять крылья во время вспышки, результирующее движение рыскания заземлит самолет в другом направлении.

Однажды мне довелось полетать на прототипе Swift S-1 , отличного польского пилотажного планера. Во время одного из маневров моя левая педаль застряла, и я увидел, что уже сбиваю самолет боком в землю. В оставшиеся минуты я попытался расклеить педали, и мне повезло, закончив полет без происшествий приземлением. Впоследствии я обнаружил, что педальный механизм зацепил провод от аккумулятора, и мои маневры снова освободили его. Это была самая близкая посадка, которую я когда-либо совершал с жестким рулем, и я не горю желанием когда-либо пробовать это по-настоящему.

Я рад, что вы пережили близкую встречу. Ты слишком ценен для этого прихода.
Ps, ваш ответ основан на полете без двигателя. Как рулевое управление тягой повлияет на уравнение мореходных качеств?
Согласен, в основном - требуется довольно много работы, чтобы безопасно посадить самолет с жестким перекрестным управлением (экипаж EGF4649 смог сделать это с большим количеством элеронов и тяжелым румпелем во время разворота). Тем не менее, относительно AA587, для которого требовалось переменное отклонение руля направления - простая команда полного отклонения конструктивно хороша на любой скорости ниже V-sub-a.
@RoboKaren: Тяга немного помогла бы в горизонтальном полете за счет момента рыскания асимметричной тяги и снова во время посадки за счет уменьшения скорости снижения. Момент рыскания из-за тяги зависит от расположения двигателя, но, как правило, невелик — помните, размер хвоста рассчитан на компенсацию отказа двигателей с одной стороны.
@UnrecognizedFallingObject: правильно, но в С >> в А в большинстве случаев. Когда во время круиза ударяется о твердый материал, очень вероятно разрушение конструкции. Реакцией самолета будет не просто рыскание, а рыскание, перерегулирование, колебание (надеюсь, затухание), и обычно первое перерегулирование — это то, что вас достает.
Что касается рейса 587 American Airlines, правильнее ли сказать, что руль руля сломался из-за жесткого покрытия или повторного отклонения поверхности руля направления в гораздо большей степени, чем это необходимо? Я имею в виду, что технически это не «заклинивание» руля на определенном отклонении из-за механического отказа, а не действия пилота? Можем ли мы назвать как полное отклонение из-за действий пилота, так и полное отклонение из-за гидравлического отказа как «событие при перегрузке»?
@Ksery: Это было повторное отклонение от ветра , которое сорвало вертикаль с American Airlines 587. Размер вертикали рассчитан на полное отклонение при нулевом боковом скольжении и v А , а не дополнительную нагрузку от бокового скольжения самолета. И заданное отклонение в моей книге не является хардовером.

Перетяжка руля в основном означает, что он заклинил механический упор; подумайте о полтергейсте в вашем самолете, так или иначе использующем полный руль направления (или элерон, или руль высоты).

В случае с рулем направления это действительно вызовет сильное рыскание и крен с последующим боковым скольжением. Чтобы справиться с этим, требуется изрядная помощь управления противодействующими элеронами (и спойлероном, если он есть на вашем самолете); это создает скольжение вперед, которое удерживает самолет на курсе за счет увеличения снижения, для преодоления которого требуется больший шаг и мощность.

Для большинства самолетов это тяжело для экипажа, но выполнимо: экипаж American Eagle 4649 выстрелил по ILS в Бангор в метель с заклинившим рулем направления Embraer 135 вправо, благополучно приземлившись. Однако в случае с Боингом 737 руль направления имеет настолько большой авторитет на малой скорости, что ниже определенной воздушной скорости недостаточно авторитета по крену элеронов / спойлеронов, чтобы преодолеть неблагоприятный крен от перевернутого руля направления. Что еще хуже, проблема с блоком управления 737 не только сильно опрокинула руль, но и вызвала реверс - пилоты нажали на педаль, которая, как они думали, улучшит ситуацию, а проблема с рулем ухудшилась, сбивая их с толку. . Вы могли бы выбраться из него с помощью дифференциальной мощности, при условии, что она была применена достаточно быстро, чтобы противостоять крену, прежде чем вы перевернетесь на законцовке крыла и упадете...

Почему перевернутый руль направления может вызвать крен самолета?
@ Au101 - потому что вход руля заставляет самолет как крениться, так и рыскать (эта связь связана с печально известным раздражающим голландским креном ).
@ Au101: Поскольку вход руля направления заставляет самолет рыскать в одну сторону, что заставляет крыло снаружи от рыскания двигаться быстрее, чем внутреннее крыло, что заставляет внешнее крыло создавать большую подъемную силу, чем внутреннее крыло, которое поднимает наружного крыла относительно внутреннего крыла, что приводит к крену самолета в сторону жесткости руля направления.
Да, дифференциальная тяга спасла этот 747. fss.aero/accident-reports/look.php?report_key=1012
@CamilleGoudeseune: дифференциальная тяга плюс наличие двух рулей вместо одного.
Что происходит после хардовера руля?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v