Какова физика посадки с боковым ветром для больших самолетов?

Когда ветер действует на высокий стабилизатор при приземлении, возникает ли эффект рыскания или ветер толкает самолет по ветру? И какую корректировку руля ожидать?

Давайте предположим, что дует сильный боковой ветер под углом 90° справа, а Боинг-747 движется по сухой незагрязненной взлетно-посадочной полосе для наглядности.

Как только самолет твердо стоит на взлетно-посадочной полосе, ветер действует на весь самолет, при этом боковой ветер толкает его по ветру, и учитывая большую боковую силу позади центра тяжести (особенно из-за хвостового оперения), чем боковая сила впереди центра тяжести. , в то же время существует чистый эффект рыскания, стремящийся повернуть самолет вокруг центра тяжести против ветра.

Возможно, лучше всего думать о смещении педали руля не только как о том, где вы хотите держать руль направления, но и о том, что вы хотите, чтобы носовое шасси делало. Хотя было несколько Боингов 747, у которых не было связи между рулевым управлением передней стойки шасси и педалями руля направления, у большинства она была (по крайней мере, на тех, на которых я летал). Теперь подумайте о том, что вам нужно сделать, чтобы самолет оказался там, где вы хотите, чтобы он был направлен в нужном вам направлении и действительно летел в нужном вам направлении.

То, что вы хотите получить, это продольная ось самолета на осевой линии взлетно-посадочной полосы, нос направлен прямо по осевой линии, и самолет фактически движется прямо по осевой линии. Допустим, вам удалось привести самолет в такое состояние. Чтобы удержать его, при нашем сильном правом боковом ветре 90°, вы должны использовать правый элерон, чтобы не дать ветру попасть под наветренное крыло, так сказать, и немного левого руля направления. Насколько многое будет зависеть от того, есть ли у вас педали руля направления, связанные с рулевым управлением передней опорой, вашей скорости, вашего веса и того, когда вы начали использовать румпель для управления. Я забыл детали связи между управлением передней опорой и педалями руля направления, но она нелинейна, и, насколько я помню, носовая опора может двигаться прямо вперед, даже если вы используете какой-либо руль направления.

На Боинге 747, как только вы сбросите скорость до скорости румпеля, вы будете использовать его, а на сухой, незагрязненной взлетно-посадочной полосе основное и боковое шасси будут удерживать вас от бокового движения, а носовое шасси будет контролировать ваше направление движения, по крайней мере. при самом сильном ветре я работал со скоростью, скажем, 40-45 узлов или около того.

Скорее всего, как только вы твердо окажетесь на взлетно-посадочной полосе после приземления, вы не будете точно на центральной линии и не будете точно указывать на взлетно-посадочную полосу. Ваши первая и вторая иллюстрации касаются того, как добраться туда из далеко не идеального приземления, и, насколько я их понимаю, они верны. Если справа от центральной линии, вы можете позволить дрейф влево. Если слева, у вас не так много свободного места, поэтому вам нужны активные действия, чтобы добраться до центральной линии.

В итоге ветер не "давит" на самолет. Самый точный и последовательный способ думать о ветре состоит в том, что это просто движение всей воздушной массы относительно земли. Пока колеса не коснутся взлетно-посадочной полосы, самолет не «чувствует» ветра. Он летит в воздушной массе совершенно одинаково (по отношению к воздушной массе) независимо от того, насколько быстро воздушная масса движется по земле. Посадка на палубу авианосца — хорошая аналогия, чтобы прояснить это. Если бы было 60 узлов ветра, но лодка едет с ветром в 60 узлов по океану, то матрос, стоящий на палубе, "не чувствовал бы" ветра, а садящийся на палубу самолет вел бы себя, во всех отношениях , точно так же, как при посадке на наземную взлетно-посадочную полосу при спокойном ветре.

Проблема заключается просто в том, в каком направлении указывает самолет, и в последствиях удара о взлетно-посадочную полосу, когда инерция скорости самолета относительно земли указывает направление, отличное от направления, в котором указывают колеса. Это точно та же проблема, что и вы. было бы, если бы вы выполнили прыжок с трамплина и приземлились с лыжами, направленными на 20 градусов в одну сторону от направления, в котором вы двигались. Когда лыжи касаются снега под углом к ​​направлению движения по снегу (или самолет колеса ударятся о взлетно-посадочную полосу, взведенную в одну сторону от выравнивания взлетно-посадочной полосы, на колеса будет возложена боковая нагрузка, которая будет воздействовать на самолет силой, которая может привести к его опрокидыванию или повреждению шасси. самолет (например, B-52),колеса были установлены на роликах, которые позволяли им свободно вращаться слева направо и позволяли самолету безопасно приземляться с смещенным фюзеляжем (но выровненными колесами) с гусеницей самолета.

Таким образом, то, что делает пилот, добавляя руль направления непосредственно перед приземлением, — это просто попытка выровнять фюзеляж с линией пути самолета, чтобы минимизировать боковые нагрузки на шасси. Если он сделает это слишком рано и не переключит управление, чтобы установить и поддерживать небольшой крен, противоположный углу бокового скольжения, руль направления вызовет небольшую скорость разворота (изменение курса), что, если его не исправить, приведет к развороту самолета. а затем дрейфовать по ветру. Вот почему этот ввод руля направления выполняется в последний возможный момент, непосредственно перед приземлением. Если это сделать раньше, крыло против ветра должно быть опущено с помощью элеронов с перекрестным управлением, чтобы предотвратить изменение курса против ветра и дрейф.

Но цель состоит в том, чтобы просто выровнять фюзеляж самолета с линией пути, которая, если заход на посадку выполнен правильно, должна быть выровнена с осевой линией взлетно-посадочной полосы. Как только колеса столкнутся, конечно, трение колес о землю будет удерживать траекторию движения самолета по взлетно-посадочной полосе по прямой линии.