Каков максимальный безопасный угол крена Боинга 747?

Угол снижения помогает уменьшить подъемную силу, которую должно обеспечивать крыло, двумя способами. Это приводит самолет в воздух с более высокой плотностью, где возможна большая абсолютная подъемная сила при том же числе Маха. Это занимает некоторое время, но более быстрый эффект достигается, если направить нос самолета вниз. Тогда части сил гравитации можно противодействовать сопротивлением (D на рисунке ниже). Это похоже на планер, только с гораздо меньшей аэродинамической эффективностью и более крутыми углами. Терри уменьшает тягу и открывает скоростные тормоза, чтобы избежать превышения скорости, поэтому он может нырять как можно круче, тем самым снижая требования к подъемной силе.Теперь большую часть подъемной силы крыла L можно использовать для разворота самолета. Если он хочет достичь постоянной скорости снижения, ему все равно нужно создать достаточную подъемную силу, чтобы уравновесить вес, но уменьшенную на косинус глиссады по сравнению с условиями горизонтального полета. При 25° носа вниз это уменьшение на 10%.

Теперь вас беспокоит его угол крена. Обратите внимание, что он хочет создать как можно большую боковую составляющую подъемной силы, которая для всех на борту будет выглядеть как гравитация. При угле крена 60° (я думаю, что его 80° несколько экстремальны) это удваивает нормальное вертикальное ускорение, а с пикированием фактически всего 1,8 g, так что каждый почувствует почти вдвое большую силу нормальной гравитации. При крене 80 ° это не будет стационарный разворот, и не останется достаточной подъемной силы для противодействия силе тяжести, поэтому самолет будет ускоряться вниз во время разворота. Он действительно упадет с неба. Уже на 0,85 Маха я был бы более осторожен, чем Терри, потому что все очень быстро становится безобразным, когда Маха идет дальше.

Срок$m\cdot\frac{v^2}{R}$это центробежная сила, которую может создать горизонтальная составляющая подъемной силы и которая должна быть как можно больше для крутых поворотов (помогает меньший радиус R). Это компонент подъемной силы, который нужен Терри, чтобы тянуть самолет.

Если мы остаемся со стационарными поворотами (без части «падения с неба»), максимальный угол крена определяется максимальной перегрузкой 747. При 400 KEAS это всего 1,5 г, так что даже с 25 ° при положении носом вниз максимальный угол крена составит 53°. Если вы летите немного медленнее, коэффициент перегрузки увеличивается до 2 г (соответствует 63° при снижении 25°) и достигает максимума в 2,5 г при 310 KEAS (68,7° при снижении 25°). Полет со скоростью 0,85 Маха на высоте 30 000 футов обеспечит эквивалентную воздушную скорость 306 узлов в нормальных атмосферных условиях. Точное значение зависит от фактической скорости полета, а максимальный безопасный угол крена находится в диапазоне от 60° до 70°.

Я расширил свой ответ на исходный вопрос , и я надеюсь, что в сочетании с этим я смогу охватить ваши вопросы. Если нет, пожалуйста, продолжайте спрашивать!

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я вижу, теперь вы хотите знать время, чтобы развернуться. Все, что я могу сделать, это рассчитать ее, исходя из предположения, что подъемная сила достаточна , независимо от толчков. На самом деле, я сомневаюсь, что даже корпус 48° доставит вам приятную езду. Все результаты относятся к случаю 30 000 футов, потому что на высоте 36 000 футов эти более высокие углы крена не будут пригодны для чистого полета из-за эффектов сжимаемости.

При 60° самолет летит с 2g, а при 25° носом все еще 1,8g. Скорость поворота составит 3,77°/с, а разворот на 180° будет завершен за 48 с.

При 70° он летит с перегрузкой почти 3g, а при 25° носом вниз с 2,65g, что немного выходит за пределы g. Скорость разворота составит 5,98°/с, а разворот на 180° будет завершен за 30 с (плюс время на разворот до 70°, что теперь становится важным).

Случай 80° становится действительно гипотетическим, потому что даже при 25° положении носа вниз коэффициент перегрузки будет 5,2 g, если летать без бокового скольжения и с достаточной подъемной силой, чтобы предотвратить превышение скорости. Боинг 747 будет близок к тому, чтобы развалиться на части, но, возможно, будущая пилотажная версия сможет безопасно выполнять этот маневр. Это приведет к скорости поворота 12,35 ° и потребуется 14,6 с для поворота на 180 °. Я бы добавил хотя бы 4 секунды к крену до 80°, но разворот можно совершить за 20 с. Гипотетически.

На что Терри намекал, когда сказал, что будет крениться до 80°, это не чистые повороты, которые я здесь рассчитываю, а динамическое пикирование, когда самолет ускоряется, потому что остается недостаточно подъемной силы, чтобы удержать его от падения. Чтобы вычислить это, мне потребуется больше аэродинамических данных о Боинге-747 и мне нужно будет использовать по крайней мере алгоритм конечных разностей или много бумаги и карандашей.

Именно столько: если Боинг-747 кренится на 80°, но пилот тянет столько перегрузок, сколько самолет может выдержать (из-за тряски я сомневаюсь, что возможны даже 2,5 перегрузки), подъемная сила будет почти исключительно служить для выполнения крутого разворота. , но для противодействия гравитации останется недостаточно. Поэтому самолет будет скользить боком, а путевая устойчивость повернет нос вниз. Это займет некоторое время (я предполагаю, может быть, 12 секунд, действительно предположение), но самолет наберет скорость с самого начала маневра. Я немного больше боюсь летать со скоростью, превышающей 0,85 Маха, чем Терри, и различные сообщения о том, что Боинг-747 разгоняется до 0,98 Маха.поддерживают его мнение о том, что небольшое превышение скорости допустимо. Мне трудно угадать, сколько времени нужно, чтобы стать некомфортно быстрым, а потом потребуется большая подъемная сила, чтобы выйти из пикирования. С другой стороны, когда самолет пикирует, все, что ему нужно, это крен и выход на прежний курс на 180°. Вывод будет выполняться на гораздо меньшей высоте, и создать там перегрузку не составит труда.

Некоторая информация в дополнение к уже данным отличным ответам:

Во-первых, предположим, что необходимость в аварийном повороте возникла сразу после выравнивания после типичного ступенчатого подъема на высоту 2000 футов, что, вероятно, означало бы, что у вас было всего около 1,3 g защиты от предела бафтинга, хотя в хороших условиях мы часто поднимались, когда у нас было всего 1,2. г. Учитывая закон Мерфи, скажем, мы в 1,2.

Теперь очередь за необходимостью. В течение первых нескольких секунд мы не осмеливаемся превышать 1,2 g, чтобы не попасть в зону возможной неуправляемости. Нам нужно как можно быстрее сбросить по крайней мере пару тысяч футов, чтобы добраться до того места, где мы можем начать требовать больше от крыла. В то же время мы хотим использовать то, что крыло может безопасно обеспечить для поворота нас. Чем круче будет поворот, тем больше будет и тем быстрее мы упадем. Оба хороши на очень короткое время. Мое предположение заключается в том, что мы будем катиться до любой крайности, которая нам удобна, а затем почти сразу же начнут уменьшать крен со скоростью и до степени, продиктованной нашей скоростью и тем, как быстро она увеличивалась.

Сигнал превышения скорости должен срабатывать на скорости около 0,92 Маха, хотя во время тестовых полетов я видел, что он не начинался почти до 0,94 Маха. В какой бы момент оно не сработало, мы хотели бы начать уменьшать крен, и мы хотели бы заменить потерянную силу поворота и устранить превышение скорости, увеличив угол атаки до того уровня, который крыло могло бы безопасно делать в виде бафтинга. К тому времени, когда мы сбросим, ​​скажем, 4000 футов, скорость бафтинга перестанет быть фактором, и мы сможем безопасно тянуть примерно 1,8 г (или больше, если необходимо).

Чтобы получить то, что мы хотим, нужно было бы сыграть с нашим банком и углом атаки. Размышляя над этим сценарием, я руководствуюсь (или, по крайней мере, так думаю) двумя вещами.

Во-первых, это инцидент 12 декабря 1991 года, описанный в этом отчете NTSB (PDF) и в этой статье . В то время я был капитаном в Эвергрине (фактически я управлял этим самым самолетом несколькими неделями ранее и заметил аномалию автопилота, которая впоследствии стала причиной инцидента), и я знал и разговаривал с экипажем (как и все в команде). Компания).

Уместным в этом обсуждении является тот факт, что летный экипаж не заметил, что происходит, пока гироскопы ИНС не упали (старая карусельная система с настоящими гироскопами), что, насколько я помню, произошло, когда самолет достиг крена 90 градусов. Максимальный угол крена до начала подъема составлял 95 градусов. Кроме того, двигатели работали на маршевой мощности до начала подъема. Существуют разногласия по поводу максимальной достигнутой скорости; оценки варьировались от 0,98 до 1,09 Маха (сообщение о 1,25 Маха было ложным). Максимальный угол наклона носа был 35 градусов. Потеря высоты составила около 10 000 футов.

Прочитав предыдущие ответы, я немного менее доволен сценарием 80 градусов, но я не думаю, что это будет означать катастрофу. Платформы INS все еще будут работать. Скорость, я думаю, будет управляемой, учитывая, что мы собираемся использовать тягу на холостом ходу в самом начале, и скоростные тормоза помогут в этом. Разница, однако, между использованием 70 градусов и 80 градусов, вероятно, будет довольно небольшой. Насколько я помню, в pdf-файле, указанном в первой ссылке, говорится о другом 747-м, достигшем 71 градуса.

Во-вторых, у нас было упражнение на тренажере, в котором мы иногда превышали крен 60 градусов, хотя я не могу точно сказать, что когда-либо доходил до 80 градусов. Сценарий должен начинаться с того, что служба вылета сообщает: «У вас на борту бомба, которая взорвется через 5 минут. Разрешено приземлиться на любой взлетно-посадочной полосе». Инструктор по симуляции, конечно, поставил бы вас в максимально сложную, но все же выполнимую ситуацию. Итак, что вы сделали, так это выключили питание, начали выбрасывать все сопротивление, какое только могли (к черту ограничения скорости), и катиться до той степени крена, которая заставит вас выстроиться в очередь. Упражнение всегда начиналось с относительно небольшой высоты, поэтому скорость удара не была проблемой.

Заставляет меня со слезами на глазах думать о веселых временах прошлого.

Каков максимальный безопасный угол крена Боинга 747?

Это может зависеть от того, кто проводит оценку безопасности и какие существуют альтернативы. Могут быть обстоятельства, когда пилот может подумать, что быть первым пилотом, который накренится на Боинг 747 под углом 70 °, будет безопаснее , чем столкнуться с горой или другим самолетом или быть сбитым.

FAA собирает «Статистические данные о самолетах Boeing-747-400, находящихся в коммерческой эксплуатации» . Например:

Я думаю, что FAA отбрасывает данные о любых углах крена, превышающих 40°. Я предполагаю, что авиакомпании и/или пилоты считают углы, превышающие указанные на этом графике, небезопасными (на данном этапе полета?)

Эти данные, кажется, связаны с тачдаунами. Возможно, большие углы безопасно используются на большой высоте.

JA8119, 747 SR-100, после взрывной декомпрессии и потери вертикального стабилизатора, похоже, позже ненадолго пережил крен на 80 ° без разрушения самолета. В отчете об авиационном происшествии есть запись с бортового самописца.

Этот самолет был практически неуправляемым, испытывал фугоидные циклы и голландские качки и вскоре после этого трагически разбился. Однако, возможно, это предполагает, что неповрежденный Боинг 747 может выдержать довольно большой угол крена (предполагая, что RLL в отчете означает угол крена). Как отметил в комментарии Петер Кемпф, на основании этих данных делать выводы о летных характеристиках неповрежденных Боингов 747 может быть небезопасно.

Нормальная работа, угол крена Боинга 747 не превышает 25 градусов.

Более крутые крены делаются в основном только в симуляторе и будут до 45 градусов крена.

Если нужно уменьшить радиус поворота, то уменьшите скорость. В зависимости от веса, высоты и температуры это может быть или не быть возможным. Достижимый угол крена зависит от высоты. На высоте 10 000 футов можно выполнить крен под углом 45 градусов; при 41 000 это было бы неразумно.

10 градусов опущения носа для 747 чрезмерны. 25 градусов опущения носа просто смешны. Особенно во время поворота.

Скорость — ключ к уменьшению радиуса; на Боинге 747 можно заработать столько денег. Это не то же самое, что летать на Cessna. Если необходимо снизить скорость для исходного поста, чтобы добиться минимального радиуса поворота, то будет лучше поворот с набором высоты, чем поворот со спуском.

В Боинге 747 не будет поворотов на 70+ градусов.

Если желание состоит в том, чтобы отвернуться от политической границы с заданного курса, поворот на 360 градусов не будет продуктивным.