Двигатель заглох над горной дорогой. Вы приземляетесь против ветра или в гору?

По общему признанию, проезжая часть с уклоном в 10 градусов является аномалией, и вы никогда не увидите настоящую взлетно-посадочную полосу, построенную на таком уклоне. Не пытайтесь применять эту логику к более мелкой взлетно-посадочной полосе без тщательного анализа.

TLDR: я предпочитаю посадку вверх/вниз по ветру, потому что это дает вам больше времени для маневрирования и требует меньше навыков пилота для управления выкаткой после приземления.

Вот мое мнение о возможных заходах на посадку. Я думаю, что мои оценки производительности в целом консервативны. Я думаю, что летные маневры довольно просты до посадки и выкатывания. Ваш пробег может отличаться. Это не оптимально, но я думаю, что можно приземляться как вверх, так и вниз с разной степенью риска и агрессивно маневрировать практически с любого начального направления. Очевидно, что некоторые заголовки значительно снижают риск одного направления по сравнению с другим. В половине всех случаев вам, возможно, придется делать правые повороты вместо изображенных левых поворотов.

Вот мои предположения:

Все высоты относятся к отметке средней точки проезжей части.

Вес самолета 2000 фунтов.

40 KIAS -- сваливание в посадочной конфигурации

45 KIAS – снижение 1320 фут/мин – закрылки 30 градусов

48 KIAS -- глохнет в чистой конфигурации

50 KIAS -- 780 фут/мин снижение - закрылки от 10 до 20 градусов

55 KIAS -- 725 фут/мин снижение

60 KIAS -- 800 фут/мин снижение

65 KIAS -- 870 фут/мин снижение - лучший угол планирования по воздуху ок. глиссада от 7,5 до 1

70 KIAS -- 970 фут/мин снижение

75 KIAS — 1115 футов/мин на спуске

80 KIAS — 1285 футов/мин на спуске

Ветер дует с юга со скоростью 15 узлов.

Горизонтальная составляющая ветра вверх по склону: ~1500 футов/мин.

Вертикальная составляющая ветра (восходящая) вверх по склону: ~264 фут/мин.

Посадка в гору

Используя свои кошачьи рефлексы и отточенные навыки пилотирования, отслеживайте исходящий полет по курсу 235 в течение 16 секунд, обменивая свои 100 узлов воздушной скорости на немного большую высоту. Я подсчитал, что за это время вы можете выскочить еще примерно на 80 футов от стартовой высоты в центре поля.

Летите с указанной воздушной скоростью 70 узлов, потому что теперь вы должны развернуться (коэффициент перегрузки ~ 1,1 G) со скоростью 6 градусов в секунду до курса 180. Это занимает около 9 секунд; вы находитесь в 1600 футах к югу, 2280 футах к западу и примерно в 950 футах над серединой поля. Прошло 26 секунд.

Летите по курсу 180 в течение почти 40 секунд. Подумайте о том, чтобы сделать радиовызов с указанием местоположения и ситуации. Поддерживайте скорость 70 KIAS для лучшего проникновения по ветру. Вы находитесь на участке по ветру, и прошло более 1 минуты с тех пор, как у вас отказал двигатель. Вы находитесь на высоте 5230 футов к югу, 2280 футов к западу и 495 футов над серединой поля. Прошло около 65 секунд.

Теперь поверните, поддерживая скорость 70 KIAS, со скоростью 6 градусов в секунду на курс «взлетно-посадочная полоса» 360. Потратьте несколько дополнительных секунд, чтобы развернуться и выровняться с проезжей частью. Вы находитесь примерно в 3935 футах к югу (благодаря ветру вверх по склону), выровнены по центральной линии дороги и на высоте 108 футов над центром поля (около 750 футов над уровнем моря из-за уклона). Прошло около 97 секунд.

Снизьте скорость до 65 KIAS и летите по этому курсу около 27 секунд. Подождите до конца, чтобы сбросить закрылки примерно на 10 градусов, чтобы сохранить скорость для набора высоты и посадки по факелу. Высокое положение носа будет вашим другом при приземлении вверх по склону, поэтому не используйте слишком большое отклонение закрылков. Прошло около 114 секунд.

Вы пересекаете наземный участок дороги со скоростью 65 KIAS и высотой более 100 футов над уровнем земли. Прошло около 118 секунд с тех пор, как ваш двигатель вышел из строя. Летите на самолете через энергосберегающую ракету (фактически набирая высоту в конце), пока не окажетесь в нескольких футах над быстро поднимающейся дорогой. Вы приземлитесь сразу за первой третью проезжей части чуть более чем через 2 минуты после того, как у вас отказал двигатель. Ваша скорость снизится, самолет перестанет лететь, и из-за подъема вы остановитесь с тормозами или без них за 10-20 секунд. Притормозите, чтобы не скатиться вниз по склону!

Посадка под гору

Отслеживание исходящего от точки центра поля по курсу 90 градусов в течение 7 секунд, меняя скорость полета на высоту. Маневр занимает около 15 секунд, но на полпути начинается разворот со скоростью 6 градусов в секунду, стабилизация на уровне 70 KIAS и разворот на курсе 360.

Летите по курсу 360 около 4 секунд. Теперь вы находитесь примерно в 2340 футах к северу, 2255 футах к востоку и примерно в 925 футах над точкой центра поля. Прошло 26 секунд.

Поддерживая скорость 70 KIAS, начните 30-секундный поворот со скоростью 6 градусов в секунду на курс 180. Теперь вы находитесь примерно в 2940 футах к северу (снова восходящий ветер), выровнены с проезжей частью и на высоте 550 футов над серединой проезжей части. Ваш рост AGL всего около 65 футов (!), но это нормально. Вы находитесь на конечном заходе на посадку, и вы можете влетать в эффект земли и выходить из него, когда вам нравится лететь к порогу приземляемой части проезжей части, которая находится на круто спускающемся склоне. Прошло около 56 секунд с тех пор, как ваш двигатель вышел из строя.

Прошло чуть менее 60 секунд. В этот момент вам нужно увеличить скорость спуска более чем до 10 градусов (уклон 17%) вниз по склону холма и проезжей части. Вы можете выпустить закрылки под углом 30 градусов и уменьшить воздушную скорость до 45 KIAS и рухнуть на проезжую часть на скорости около 30 узлов, но вам придется сбрасывать 35 узлов воздушной скорости, не слишком сильно раздуваясь, и в итоге оказаться всего на 5 узлах над сваливанием. . Ваш угол атаки будет настолько большим, что вы вообще не сможете увидеть проезжую часть — даже дальний конец из-за спуска. И вы ударите хвостом о землю до того, как основные колеса соприкоснутся.

Вместо этого вам нужно будет увеличить воздушную скорость примерно до 80 KIAS и использовать закрылки примерно на 30 градусов, чтобы не взлететь и не оторваться от земли. Это кажется довольно крутым заходом на посадку, но вы спускаетесь только со скоростью около 250 футов/мин по отношению к земле, которая круто обрывается. Вы находитесь примерно в 2000 футах от приземляемой части взлетно-посадочной полосы. Примерно через 20 секунд вы спускаетесь и находитесь на проезжей части примерно в 100 ярдах от начала приземляемой части. С момента отказа двигателя прошло около 1 минуты 17 секунд.

Вот где все начинает становиться немного отрывочным.

Вы катитесь по проезжей части с указанной скоростью 80 узлов (скорость у земли 65 узлов) – дайте себе 6-8 секунд, чтобы полностью убрать закрылки, пока вы пытаетесь удержать самолет «застрявшим» на земле. На 10-градусном спуске ваши тормоза (косинус 10 градусов) по-прежнему эффективны примерно на 98%, если вы все еще не создаете большую подъемную силу. По консервативным соображениям, вы можете изначально перенести 50% своего веса на колеса. И не забывайте, что ваша масса фактически тянет вас вниз по склону (синус 10 градусов * 2000 фунтов) с силой около 345 фунтов.

Для справки, этот источник : ~:text=Как%20John%20K%20сказал%2C%20it,будьте%20осведомлены%20of%20before%20взлетом ) устанавливает тягу 160-сильного двигателя с фиксированным шагом 172N в диапазоне 500-600 фунтов силы при взлетной мощности.

Вы будете обменивать подъемную силу на более высоких скоростях разворота, что сделает ваши тормоза менее эффективными, на сопротивление на более высоких скоростях, которое будет противодействовать силе спуска.
Это, вероятно, более 30 секунд, когда вы едете по проезжей части, пытаясь управлять своей энергией, пытаясь удержать самолет «застрявшим» на земле и не заблокировать слегка нагруженные тормоза основного колеса, пока вы не остановите его прямо перед концом. полезная часть.

Я пришел к выводу, что посадка вверх/вниз по ветру является лучшим выбором по следующим причинам:

1. Время. По сравнению с приземлением вниз по склону/против ветра у вас есть примерно на 30 секунд больше, чтобы собраться с мыслями, сделать успокаивающие вдохи и, возможно, сделать радиовызов, сообщив о своем местоположении и ситуации на одном из прямых участков вашего «шаблона». Вы покупаете дополнительное время, приземляясь в конце проезжей части, который почти на 350 футов ниже верхнего конца.
2. Расстояние. Вплоть до приземления близость земли не является фактором ни на одной из частей захода на посадку в гору/по ветру. Сравните это с фактическим скольжением по земле в течение 15 секунд в конце финального скоростного спуска.
3. Энергия. Конечно, изменение энергии при подходе в гору происходит гораздо быстрее при приземлении, но поскольку вы летите вверх по склону, есть некоторая свобода действий в отношении времени и агрессивности приземления. И как только вы упадете, вы остановитесь, даже если не будете использовать тормоза. При посадке на спуск и ваша кинетическая энергия, и ваша потенциальная энергия работают против остановки вашего самолета. Относительно слабый ветер вверх по склону мало чем вам поможет, а на самом деле причиняет вам вред, создавая большую подъемную силу и уменьшая нагрузку на колеса при торможении. Скорее всего, у вас уйдут 30 секунд на управление закрылками, тормозами и лифтом, чтобы вы успели затормозить до конца проезжей части.

'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

ОБНОВЛЕНИЕ: Предстоит долгое редактирование, которое подтверждает, что посадка под гору / против ветра является жизнеспособным вариантом.

TLDR: @Robert DiGiovanni имеет очень хорошее замечание об использовании проскальзывания вперед для контроля скорости/энергии на крутых спусках.

Прошло больше месяца, но у меня наконец-то появилась возможность полетать и поэкспериментировать с проскальзыванием вперед. В "паромерном" пульте Cessna 172S было три человека, в том числе очень опытный пилот-инструктор из одного из местных FBO. 3/4 танка с обеих сторон давали нам около 2450 фунтов на аппарели. Мы получили не так много данных, как я надеялся, из-за обилия предосторожностей и других неотложных целей полета, но вот что мы нашли:

60 километров:

Закрылки с углом наклона 30 градусов, установившийся режим, режим планирования на холостом ходу - снижение около 650-700 футов/мин.

Закрылки 20 градусов, полное скольжение руля направления вперед, элероны для поддержания курса - снижение около 1000 футов/мин.

Закрылки 30 градусов, полное скольжение руля направления вперед, элероны для поддержания курса - снижение около 1300 футов/мин.

В остальных случаях это 30-градусные закрылки, полное скольжение руля направления вперед, элероны для поддержания курса.

65 KIAS: ~1600 фут/мин снижение

70 KIAS: ~1800 футов/мин снижение

75 KIAS: 2000+ футов/мин на спуске

80 KIAS: Недостаточно смелости (или глупости?), чтобы лететь так близко к вершине белой дуги при полном скольжении, когда показания воздушной скорости неточны и запаздывают!

Мы часто не могли установить (или точно поддерживать) точные скорости полета, а также, как мы все знаем на каком-то уровне, отклик индикатора воздушной скорости и индикатора вертикальной скорости неточны и значительно отстают (~ 7 секунд для нашего VSI) от фактического. состояние самолета, особенно при полном скольжении руля направления. Я попытался использовать методы анализа (потенциальной и кинетической) энергии, чтобы компенсировать часть отставания, но набор данных был достаточно мал и достаточно зашумлен, поэтому я решил, что лучше оценить отставание по времени и получить показания с соответствующей задержкой с индикатора вертикальной скорости. При этом, несмотря на то, что VSI показывал 0 на земле, я не мог доверять ему на 100%, так что относитесь ко всем этим данным с долей скептицизма.

Другие вещи, которые я узнал: Этот самолет действительно не любит быть в полном (30 градусов) скользящем вперед закрылках. В какой-то момент индикатор воздушной скорости показывал 60 KIAS, а сирена периодически подавала звуковой сигнал (турбулентный воздух над портом?). Во время другого продолжительного скольжения, когда в обоих баках было больше половины, индикатор низкого уровня топлива мигал пару раз для более высокого заднего крыла. Я также был удивлен, увидев, что индикатор вертикальной скорости показывал всего около 500 футов/мин при спуске со скоростью 68-70 узлов во время стандартного поворота. С помощью своего видео с панели я подтвердил, что мы снизились примерно на 800 футов за одну минуту в основном в установившемся повороте. Теоретически это должно быть больше похоже на 900 футов/мин в неподвижном воздухе. Воздух казался гладким, но, возможно, мы были слабыми,

Подводя итог, можно сказать, что было много потенциальных источников ошибок, но данные не преподнесли больших сюрпризов. Это подтвердило, что @Robert DiGiovanni был прав в том, что вы можете контролировать высокие скорости спуска, используя проскальзывания вперед. Посадка вниз по склону / против ветра становится намного более управляемой. Он предлагает корпус с 65 KIAS и закрылками на 30 градусов, который обеспечивает скорость снижения при встречном ветре, что дает вам угол снижения 15,3 градуса.. Если вы можете понять это, используйте это как (15,3 - 10) глиссада 5,3 градуса или меньше, чтобы добраться до порога. Используйте меньшее, чем полное, скольжение руля направления для меньшего угла захода на посадку и возможного «расширения». Если вы можете удержать самолет на земле, это будет эквивалентно приземлению на поверхность дороги примерно на 50 узлов (хотя и при спуске), а не 80 узлам, которые вы получили в моем случае захода на посадку. Я бы все же выбрал другое направление, но вариант под гору/против ветра точно сработает, и в руках достаточно опытного пилота вы оставите самолет без единой царапины.

Что касается того захваченного двигателя, из-за которого вы сюда попали? Это проблема, когда вы возвращаете самолет с горной дороги в мастерскую механика.

Если ветер не слишком сильный, вы должны попытаться приземлиться в гору.

Попутный ветер увеличит необходимую длину взлетно-посадочной полосы.

Когда вы приземляетесь в гору, угол между глиссадой и склоном холма значительно больше, чем при приземлении на горизонтальную взлетно-посадочную полосу. Это означает, что необходимая длина взлетно- посадочной полосы уменьшается.

Оба эффекта работают друг против друга, так что (в зависимости от силы ветра) результирующая необходимая длина взлетно-посадочной полосы будет примерно такой же, как при посадке на горизонтальную взлетно-посадочную полосу без ветра.

Когда вы приземляетесь под уклон, угол между глиссадой и склоном холма значительно меньше, чем при приземлении на горизонтальную взлетно-посадочную полосу. Это означает, что требуемая длина взлетно- посадочной полосы значительно увеличивается.

При дополнительном приземлении против ветра вниз по склону встречный ветер снижает скорость относительно земли и, таким образом, увеличивает угол между глиссадой и склоном холма.

Но ветер, дующий в гору, также создает дополнительную подъемную силу (известную как подъемная сила хребта ), которая еще больше сглаживает вашу глиссаду, и, таким образом, угол между склоном холма и вашей глиссадой уменьшается еще больше, так что сомнительно, что вы даже приземлитесь до того, как достигнете цели. любые препятствия в конце холма.

При слабом и среднем ветре комбинированный эффект подъема вниз по склону и гребня сильнее, чем эффект попутного ветра при посадке вверх (в зависимости от угла наклона и скорости ветра).

Отказ от ответственности Это применимо только в том случае, если вы не можете приземлиться на вершине холма, а ваша точка приземления будет на склоне спуска.

Посадка в гору с попутным ветром обычна на аэродромах с наклонной взлетно-посадочной полосой. Одним из известных примеров является аэродром Вассеркуппе в Германии:

Это видео на Youtube показывает схему полета на аэродроме Вассеркуппе, начиная со спуска против ветра и приземляясь вверх по склону при попутном ветре. Когда пилот запускает двигатель, справа вы видите планер, приземляющийся против ветра.

Приземление под уклон или против ветра может привести к большему износу тормозов, если делать это часто, но это будет намного безопаснее в качестве экстренной процедуры , особенно на незнакомой местности.

10-градусный уклон на дороге будет 17-процентным уклоном, что действительно является очень редкой дорогой. Наклон глиссады 172-го составляет около 1:8, что соответствует 7-градусному наклону (с использованием тригонометрии sin и arcsin), что составляет 12,5% снижения, что делать?

При аварийной посадке лучше садиться против ветра. Авария на скорости 30 узлов гораздо более живучая, чем на скорости 70 узлов. Из-за соображений веса 172 гораздо более хрупкий при столкновении, чем современный автомобиль. Уйти от крушения на скорости 70 узлов крайне маловероятно.

Имейте в виду, что в устойчивом состоянии планирования составляющая гравитации, тянущая вас вперед, синус (угол планирования) x масса, равна вашему сопротивлению и не должна отговаривать вас от приземления под крутым углом.

Гравитация только увеличит расстояние выката, так как самолет замедляется после приземления, но это компенсируется гораздо более низкой скоростью при приземлении.

Поскольку посадочное сопротивление по ветру / вверх по склону и гравитация теперь работают вместе , чтобы быстро замедлить самолет, но необходимо соблюдать осторожность, поскольку скорость относительно земли и, следовательно, время полета над взлетно-посадочной полосой намного меньше. В этом конкретном случае вычисление 1/2 мВ$^2$vs mgh на скорости 65 узлов (33 м/с) будет работать хорошо:

Кинетическая энергия от скорости = 900 кг/2 × (33 м/с)$^2$IAS = 490 000 кг (м/с)$^2$

Потенциальная энергия набора высоты = 900 кг × 10 м/с.$^2$× 100 м = 900 000 кг (м/с)$^2$

даже без учета вклада сопротивления:

Перетаскивание по взлетно-посадочной полосе = 900 кг/2 × 33 (м/с)$^2$скорость подхода - 900кг/2×23(м/с)$^2$посадочная скорость = 252 000 кг(м/с)$^2$

или эффект земли. Как и при всех посадках, слишком высокая скорость захода на посадку будет нести риск пересечения взлетно-посадочной полосы с добавлением попутного ветра 15 узлов.

1000 футов над уровнем земли достаточно, чтобы развернуться на 180 градусов с запасом в 300-500 футов, если вы будете следовать своим процедурам и сначала достигнете максимальной скорости планирования. Помните, что при встречном ветре этот IAS будет немного быстрее, чем Vbg.

Теперь о глиссаде. Решение точно такое же, как и при посадке на высокопроизводительном планере: увеличьте угол снижения за счет уменьшения подъемной силы/сопротивления . Вы бы перешли на закрылки 30 и/или полное скольжение вперед.

Полное скольжение вперед на 172-м по ветру значительно увеличивает глиссаду. Чтобы приземлиться, закруглитесь, уменьшите угол атаки, уменьшив тангаж , и надейтесь, что ваши тормоза сработают (они должны по крайней мере один раз на путевой скорости 30 узлов даже с уклоном). Удивительно, но это один из случаев, когда более старая модель Cessna 170 с хвостовым тягачом справилась бы немного лучше, если бы приземлилась «на колеса» (без риска удара носового колеса).

Другим вариантом может быть использование другого конца тормозного ковша путем замедления и увеличения угла атаки , но в ветреную погоду это гораздо более рискованно.

К счастью, даже самые крутые уклоны дорог (4-8%) имеют уклон менее 5 градусов.

Хотя опытный пилот может предпочесть приземлиться вверх по склону, шансы полностью пропустить заход на посадку по ветру делают его нецелесообразным при таком сильном попутном ветре.

Если бы не было ветра, я бы, вероятно, приземлился в гору, но в описанных вами обстоятельствах я выберу направление против ветра, приземлившись вниз с холма. Это дает самую низкую путевую скорость и, следовательно, самое низкое энергетическое состояние, если дела идут не так хорошо (у вас есть разница в энергии в 30 узлов между двумя направлениями приземления - это много, и во всех отношениях больше, чем аспект подъема / спуска). ).

Глиссада против ветра более крутая, чем глиссада против ветра, встречный ветер сводит на нет некоторые проблемы, связанные с необходимостью достижения более крутого приличного угла, чтобы приземлиться на наклонном склоне, и вы все равно можете заставить 172 спускаться довольно круто. если вам действительно нужно. Если я неправильно оцениваю все это, пытаясь приземлиться против ветра вниз по склону, и не приземлюсь до дальнего конца, я скатываюсь в кусты, выполняя 40 узлов при контакте с землей, вместо 70 узлов, если я промахиваюсь, идя в другую сторону.