Как можно количественно оценить эффективность руля направления в зависимости от угла крена?

В настоящее время я просматриваю только забавную динамику самолета, основанную на сценариях OEI (один двигатель не работает). После прочтения о том, что требуется «меньшее усилие на педали при более высоких углах крена», я задумался о том, насколько разными могут быть приложенные усилия на руль направления в двух разных тестовых случаях:

  1. Потеря левого двигателя --> нужен руль направления, чтобы двигаться вправо
  2. Потеря правого двигателя --> нужен руль направления, чтобы двигаться влево

Для всех намерений и целей давайте предположим, что оба случая 1) и 2) относятся к самолету, который находится под одним и тем же углом крена (концовка правого крыла выше, чем законцовка левого крыла). В конечном счете, в каком случае, 1) или 2), отклонение руля должно быть больше? Следовательно, в каком случае потребуется большее усилие на педали?

Ответы (1)

Обычно в случае только правого двигателя (отказ левого двигателя) требуется большее воздействие на руль направления для коррекции асимметричной тяги, чем в случае только левого двигателя, потому что P-фактор воздушного винта приводит к большей эффективности руля направления при полете на левом двигателе (линия чистой тяги левого двигателя). двигатель, смещенный вправо от диска гребного винта, находится ближе к рулю направления, поэтому у руля меньше работы, и дальше от руля с правой стороны, поэтому у него больше работы).

Если у двигателя нет гребных винтов, вращающихся в противоположных направлениях, в этом случае эффекты P-фактора симметричны, поэтому требования к рулю направления одинаковы в ситуации с выключенным двигателем.

Кроме того, в близнеце с двигателями, установленными на крыле, как правило, для достижения скоординированного полета вы слегка наклоняетесь к рабочему двигателю (обычно 5-градусный крен на работающий двигатель является эмпирическим правилом, используемым для тренировок с несколькими двигателями).

Причина, по которой вы кренитесь, заключается в том, что тяга от работающего двигателя, суммированная с поперечной тягой от приложения руля направления, вызывает результирующую линию тяги, которая наклонена в сторону неработающего двигателя, и вы летите немного боком с крыльями на одном уровне. Вираж на работающем двигателе вводит компонент бокового скольжения в противоположном направлении, к работающему двигателю, перестраивая результирующую линию тяги обратно (более или менее) прямо вперед.

В результате самолет летит немного виражом, но прямо по воздуху, то есть без бокового скольжения, даже несмотря на то, что крыло работающего двигателя немного опущено. Скользящий шар будет указывать на центр земли, но это положение шара в пузырьке будет направлено к нижнему крылу (шар должен быть примерно на половину ширины шара смещен от центра по направлению к работающему двигателю).

По сути, боковое скольжение нейтрализует боковую тягу, вызванную смещением руля, или, наоборот, воздействие руля противодействует тенденции бокового скольжения из-за небольшого крена.

Вы можете кренить больше, и это потребует еще меньшего руля, но теперь вы будете скользить боком к работающему двигателю, и если вы находитесь в легком близнеце в жаркий день с большим количеством мусора на борту, вы не будете карабкайтесь, пока не исправите ситуацию.

Таким образом, при прочих равных условиях требуется большее перемещение руля направления при отказе «критического» двигателя, обычно левого, если оба двигателя вращаются в одном направлении, по часовой стрелке сзади. Если двигатели вращаются в противоположных направлениях, как на Lockheed P-38 или близнецах Piper, у которых была такая функция, критического двигателя нет, а смещения и силы одинаковы для обоих двигателей, хотя вы все равно должны немного наклоняться в сторону. живой двигатель для поддержания истинно скоординированного полета.

На реактивных самолетах с двигателями, установленными на фюзеляже, этот крен в сторону работающего двигателя не требуется, и его не учат, я полагаю, потому что требуемый крен составляет всего один или два градуса, этого недостаточно, чтобы беспокоиться об этом.

Boeing учит использовать небольшой крен в сторону работающего двигателя. Думаю, Airbus тоже. Вот цитата из «Руководства по обучению летного экипажа Боинга 777»: «Когда руль направления отрегулирован для выравнивания штурвала, самолет сохраняет курс. Небольшой крен в сторону работающего двигателя может быть заметен на индикаторе крена. Индикатор пробуксовки немного смещен в сторону работающего двигателя».
А, спасибо! Я задавался этим вопросом. Я тренировался на CRJ, и я ожидаю, что двигатели, установленные в хвосте, сделали это менее важным, даже несмотря на то, что вы все еще получаете довольно сильное рыскание, когда один двигатель на максимальной тяге. Вероятно, требуемый угол крена составляет всего 2 градуса, этого недостаточно.