Может ли заднее положение центра тяжести привести к тому, что авиалайнер потеряет управление при подаче команды на тангаж? [закрыто]

Современные самолеты курсируют с центром тяжести, близким к самому заднему положению, чтобы минимизировать дифферентное сопротивление, обычно достигаемое за счет топлива в хвостовой части. Это передается вперед до или во время снижения для посадки.

Возможно ли, что неожиданное движение носа вверх может привести к частичному сваливанию, когда аэродинамический центр сместится назад, что усугубит высокое положение носа и вызовет качку? Это мое предположение, которое может объяснить потерю AF447.

Без ASI (обледенение Пито) пилот, не имеющий опыта в этом, может не распознать проблему. Кроме того, в таком положении лифты могут быть неэффективными, а подача топлива будет слишком медленной для восстановления таким образом.

Это было серьезной проблемой с Т-образным хвостовым оперением и привело к авариям с самолетами DC9, Trident, BAC1-11 и Tomahawk; может другие.

Единственными решениями были системы предупреждения о сваливании и толкателя рукояти, кроме потоковой передачи тормозного парашюта экипажем RAF Victor.

explain the loss of AF447- потеря полностью объяснена. Единственная загадка заключается в том, почему команда сделала то, что сделала.
У AF447 не было потери управления лифтом. У него просто были плохие входы лифта (данные ему экипажем). Кроме того, ASI были полностью исправны в течение последних примерно 5 минут на AF447.
до тех пор, пока предположение о AF447 не будет удалено, для меня этот вопрос должен оставаться закрытым.
@Federico: Давайте разберемся с его предположениями в ответах. Закрытие вопроса только потому, что он содержит опровержимые предположения, для меня слишком большая цензура!
@PeterKämpf Это достойный момент. Спекуляции об инцидентах, которые все еще расследуются , здесь явно не по теме , но не вопросы об инцидентах, расследования которых пришли к своим выводам.
@reirab Я бы согласился, если бы это был вопрос об окончательном отчете, а не предположение о параллельной вселенной с альтернативной реальностью.

Ответы (1)

Практически на любой конструкции со стреловидным крылом опасность сваливания законцовок крыла представляет опасность. Большинство легких самолетов спроектированы с прямым крылом и контуром передней кромки таким образом, что внутренняя часть крыла сваливается первой. Это имеет два преимущества для легких судов; во-первых, управление элеронами доступно как можно дольше при входе в сваливание, что позволяет управлять креном и, следовательно, сохранять координацию. Во-вторых, выход воздушного потока через верхнюю часть крыла уменьшит или устранит поток воздуха вниз над горизонтальным стабилизатором, который обычно компенсирует небольшую перегрузку центра тяжести в носовой части. Когда уравновешивающая сила исчезла, нормальной реакцией самолета будет снижение носа, восстановление более низкого угла атаки и увеличение скорости полета вперед, чтобы позволить пилоту быстро восстановиться.

Со стреловидным крылом, как это видно на современных реактивных авиалайнерах, сначала сваливаются законцовки крыла, потому что воздушный поток над стреловидным крылом снижает точку торможения и, следовательно, эффективный угол атаки задних секций крыла, поэтому законцовки крыла в задний превысит критический угол атаки первым.

Когда на стреловидном крыле сначала сваливается законцовка, происходят две вещи. Во-первых, сильно страдает управление элеронами, из-за чего становится труднее оставаться на уровне крыльев и избегать скольжения или даже штопора. Во-вторых, центр подъемной силы незафиксированной части крыла смещается вперед, в результате чего ЦТ оказывается позади него. Задняя ЦТ работает против усилий пилота опустить самолет вниз для восстановления, а при нескоординированном сваливании задняя ЦТ будет удерживать хвост самолета «наружу» от центра штопора, препятствуя или предотвращая попытки компенсировать вращение. с рулем направления, так как вертикальный стабилизатор будет глохнуть из-за экстремального "скольжения".

Это потенциальная проблема для любого авиалайнера, где вес распределяется по большей части фюзеляжа. Любое значительное отклонение от средних значений веса пассажира или багажа может отодвинуть ЦТ слишком далеко назад. Баки с хвостовым дифферентом могут еще больше усугубить ситуацию.

Однако крушение Air France 447, по моему любительскому анализу, не было вызвано характеристиками дифферента. В первую очередь это было вызвано обледенением трубки Пито. Это оказало несколько пагубных последствий на ситуационную осведомленность летного экипажа:

  • Несоответствие двух статических систем Пито самолета приводит к тому, что руководитель полета неожиданно отключает автопилот, заставляя летный экипаж бежать по пятам.
  • Это же несоответствие в статических данных Пито также привело к тому, что пилот-директор переключился с «нормального закона» на «альтернативный закон 2», который, среди прочего, отключил ограничители крена и тангажа / угла атаки, поскольку данные, используемые для расчета этих пределов, больше не используются. надежный.
  • Наконец, отсутствие надежных статических данных Пито отражалось на дисплеях приборов кабины. Мы не знаем точно, что они видели, потому что информация о состоянии правой бортовой системы Пито недоступна (не зафиксирована черными ящиками). Тем не менее, мы знаем, что несоответствие данных привело к тому, что практически вся информация, основанная на таких данных, была помечена красной меткой, включая ленты воздушной скорости и высотомера, полетный указатель, вектор скорости и все вторичные индикаторы, включая показания угла атаки, звуковой сигнал сваливания и т. д. , Летный экипаж полностью полагался бы на внешние видимые ориентиры, чтобы определить, что самолет заглох.

Вторичной инструментальной причиной была сама система индикатора сваливания. Вопреки здравому смыслу, предупреждение о сваливании выдавалось, когда самолет опускал нос, и прекращалось, когда самолет поднимал нос. Это произошло из-за того, что бортовой компьютер считал ненадежными расчеты экстремального угла атаки (более 40 градусов). Опускание носа вернуло угол атаки в «надежный» диапазон, но полученные в результате сигналы тревоги были нелогичными для пилотов; подача управляющего сигнала и прослушивание звукового предупреждения обычно является сигналом к ​​отключению этого управляющего сигнала.

Наконец, сами летные экипажи продемонстрировали незнание поведения самолета в исключительных обстоятельствах; потеря ограничителей тангажа / крена и нелогичное поведение звукового сигнала сваливания заставили летный экипаж в отсутствие капитана сделать ряд критических и, в конечном итоге, фатальных чрезмерных исправлений и бездействий.

Не забудьте среднюю часть, где пилот испортил ненадежную процедуру измерения воздушной скорости. Процедура требует поддержания определенного фиксированного шага и поддержания высоты с помощью тяги, но пилот позволил ему набрать высоту, из-за чего он и заглох.
Спасибо за это, Кит С. Я полностью согласен с тем, что вы говорите. Мое личное мнение (чего оно стоит после 60 с лишним лет в авиации) состоит в том, что задняя ЦТ ограничивает контроль в некоторых обстоятельствах. Наконечник сваливания со стреловидными крыльями усугубляет ситуацию.
Finally, the flight crew themselves demonstrated a lack of familiarity with the behavior of the aircraft in exceptional circumstancesХотя все пилоты обучены справляться со сваливанием, я бы сказал, что немногие сталкивались с настоящим сваливанием на авиалайнере. Еще меньше тех, кто испытал сваливание на большой высоте и большой мах в imc. Pf, по-видимому, принял тряску сваливания за тряску при превышении скорости, поскольку он пару раз упомянул «сумасшедшую скорость». Но, очевидно, как сказал @JanHudec, они не следовали процедурам, иначе они никогда бы не остановились.
В основном я говорил о резервных режимах бортового компьютера. Когда большинство ограничителей отключено, самолет принял ввод, который в противном случае он бы отклонил, и стал гораздо более чувствительным к указанному вводу, который удерживал пилота, удерживая его уровень, не обращая внимания на другие элементы ее режима полета.
@KeithS Однако пилоты не держали уровень. И все приборы в кабине экипажа были полностью исправны и правильно показывали последние 4 минуты полета; трубки Пито очистились ото льда. Кроме того, авиалайнеры имеют несколько источников информации о скорости. Хотя указанная GPS скорость не равна воздушной скорости, когда она говорит, что вы движетесь со скоростью 60 узлов , вы обычно можете предположить, что скорость ветра вокруг вас не равна 0,9 Маха, и, следовательно, вы не сверхзвуковой. Более подробная информация доступна в переводе CVR, аннотированном данными FDR .