Может ли Боинг 767-200 летать со скоростью 510 узлов на высоте 400 метров?

Скорость второстепенна - то, что определяет физические пределы Боинга 767, это число Маха и динамическое давление.

510 узлов на высоте 400 м в стандартных атмосферных условиях равняется 0,775 Маха. Это вполне в пределах возможностей Боинга 767. Но на высоте 400 м он производит динамическое давление 40 567 Н/м², а это слишком много. Максимальная скорость пикирования$v_D$из 767 - 420 узлов.

Это означает только то, что полет на скорости 510 узлов незаконен, но все же возможен. Если бы самолет нырнул на эти 400 м с достаточной высоты, он вполне мог бы развить эту скорость, но замедлился бы, как только прекратил пикирование.

Есть несколько эффектов, которые могут привести к катастрофическому отказу при слишком быстром полете:

• Когда самолет летит в порыв ветра, результирующий коэффициент перегрузки может привести к чрезмерной нагрузке на конструкцию.
• Когда пилот подает большие управляющие сигналы, он также создает чрезмерную нагрузку на конструкцию.
• Флаттер также может привести к структурным повреждениям.

Максимальное число Маха 767-го составляет 0,91 (на 0,05 выше максимального крейсерского числа Маха, равного 0,86 ), что соответствует 523 узлам на 11 000 м. К счастью, сертификационные требования требуют разницы в 20% между максимальными скоростями и скоростями начала флаттера, поэтому флаттер может быть близок, но все еще находится в десятках миль в час при погружении на скорости 510 узлов. Помните, чтобы испытать трепетание, вам нужно также сначала возбудить движение. Вот хорошее обсуждение этой темы.

Короче говоря, полет на Боинге 767 на 400 м со скоростью 510 узлов не рекомендуется, но вполне возможен и, скорее всего, даже безопасен, если он выполняется в спокойном воздухе и спокойным пилотом. Только ненадолго, потому что двигателей не хватит тяги для поддержания такой скорости. Полет в этом дайве требует мужества, но не особых навыков.

По всей вероятности, крупный реактивный самолет транспортной категории не сможет даже развить скорость в 500 узлов на такой малой высоте. Сопротивление увеличивается пропорционально квадрату воздушной скорости, а трансзвуковая область создает дополнительные проблемы вдобавок к этому.

Боинг 767 должен иметь достаточную тягу, чтобы разогнаться до скорости Vmo на малой высоте, но Vmo для 76-го составляет 360 узлов на MSL, что далеко от 500. Даже если отказ конструкции и силовой установки из-за перенапряжения не был проблемой, это безопасно. сказать, что 76-й будет ограничен по лобовому сопротивлению и не сможет достичь скорости около 500 узлов в горизонтальном полете.

Что касается режимов отказа, существуют структурные проблемы, проблемы с целостностью обшивки, проблемы с силовой установкой и сгибание Маха, и одна или несколько из них могут возникнуть задолго до того, как вы успеете прочитать 500 на индикаторе воздушной скорости.

1. Изгиб планера - достаточно быстрое движение приведет к тому, что различные аэродинамические конструкции самолета будут создавать силы и вращающие моменты, превышающие те, на которые конструкция была рассчитана, что приведет к пластической деформации (и, возможно, к полному отказу, если напряжения достаточно велики)
2. Флаттер поверхности управления - это, вероятно, меньше беспокоит поверхности управления с электронным управлением и гидравлическим приводом, чем свободные поверхности управления, но на достаточно высоких скоростях частицы воздуха будут ударяться о поверхности управления с достаточной силой, чтобы сместить их и вызвать они трепещут (наиболее подвержены этому элероны, и этим вызвано печально известное «жужжание» штурвала). Достаточно усиленный флаттер стал причиной отрыва руля в нескольких авариях со смертельным исходом.
3. Целостность обшивки - известно, что достаточное всасывание над верхней частью крыльев приводит к тому, что материал, заклепки и контрольные панели отделяются и повреждают поверхность. Вероятно, меньше беспокойства по поводу напряженной алюминиевой металлической или композитной обшивки, чем для брезентовой обшивки.
4. Mach Tuck - центр давления смещается назад вдоль хорды крыла при выходе самолета на трансзвуковой режим (точная скорость и характеристики этого смещения различаются в зависимости от самолета) и вызывает моменты тангажа, преодоление которых может стать невозможным. Этот эффект усугубляется в обычном хвостовом оперении образованием стоячих ударных волн и последующим изменением характеристик разделения воздушного потока.
5. Отказ силовой установки - для достижения скорости 500 узлов силовая установка должна создавать огромную тягу, что требует гораздо большего вытеснения воздуха через компрессоры (и турбины) и гораздо более горячего сгорания в камере сгорания. Результирующие скорости вращения и температуры двигателя разрушили бы двигатель для дальнейшего использования, если не вызвали бы прямой структурный отказ. Есть довольно печально известный случай, когда египетский МиГ-25 пролетал над Синайским полуостровом на скорости 3+ Маха (Foxbat был рассчитан на максимальную скорость 2,8); после этого двигатели были поджарены.

Хотя это и не обязательно является режимом отказа, на быстроходных самолетах со стреловидным крылом и большим размахом следует обращать внимание на возможность того, что аэродинамические силы могут скрутить законцовки крыла до такой степени, что функционирование элеронов изменится на противоположное.

Наконец, трудности с управлением на такой высокой скорости в большей степени связаны с тем фактом, что управляющие поверхности (особенно элероны) становятся намного более эффективными на более высоких скоростях (для создания необходимых усилий требуется меньшее перемещение). Обычно это может привести к тому, что самолет будет реагировать граничащим с дерганием и потребует очень легких управляющих воздействий, но история немного сложнее в таком самолете, как 76, из-за роли, которую играет программное обеспечение защиты оболочки и гидравлическая система. исполнительная система.