Почему MCAS использует горизонтальный стабилизатор, а не рули высоты?

Система увеличения маневренных характеристик (MCAS), установленная в двух немного отличающихся друг от друга вариантах на 737 MAX и KC-46 , обеспечивает ввод данных по тангажу в определенных режимах полета с очень большим углом атаки, чтобы помочь легче удержать самолет от сваливания; ¹ в отличие от старой системы stickpusher , еще одной системы, используемой многими самолетами для предотвращения сваливания, ²MCAS обеспечивает эти данные по тангажу за счет перемещения горизонтального стабилизатора самолета (в противном случае это делается только для балансировки самолета, что включает в себя движения стабилизатора гораздо меньшей величины и скорости, чем те, которые производятся активацией MCAS), а не рулей высоты (те вещи, которые используются для управление тангажом практически при любых обстоятельствах, которые не выводят их [рули высоты] из строя).

Однако рули высоты сами по себе вполне способны производить необходимый ввод тангажа носом вниз; об этом свидетельствует тот факт, что во время летных испытаний 737 MAX, когда впервые была обнаружена до сих пор не подозревавшаяся склонность самолета к тангажу (и, таким образом, задолго до того, как MCAS, не разработанная до тех пор, пока эта тенденция не стала очевидной, была когда-либо придуманное), выход из состояния, близкого к сваливанию, по-прежнему легко осуществлялся (хотя и требовал немного больше усилий со стороны пилотов при полете вручную, чем на 737 Original, Classic или NG) с использованием одних рулей высоты; если на то пошло, восстановление даже из полностью развитого срыва- намного дальше точки, в которой становится очевидной тенденция к увеличению тангажа - выполняется с использованием только рулей высоты. Использование рулей высоты вместо горизонтальных стабилизаторов имеет как минимум три очевидных преимущества:

• Использование рулей высоты для автоматического предотвращения сваливания позволяет пилотам обойти неисправную систему уменьшения тангажа ^3а , потянув за штурвал, вместо решительно неинтуитивного метода отпускания штурвала ( вы пытаетесь заставить себя сделать это когда ваш самолет пытается стать камикадзе), срабатывание переключателей автотриммера самолета, проворачивание колес ручного триммера (все это необходимо из-за того, что горизонтальные стабилизаторы больше, чем рули высоты, и, следовательно, способны создавать значительно больший максимальный момент тангажа, чем может противодействовать только элеваторам ⁴ ), и только затем оттягивать коромысло.
• Из-за вышеупомянутого меньшего (но все же вполне достаточного для наших целей ⁵ ) размера рулей высоты по сравнению с горизонтальными стабилизаторами максимальное отклонение по тангажу, которое может быть вызвано неисправной системой снижения тангажа, значительно менее серьезно для руля высоты. исполнительной системы, чем для исполнительной системы горизонтального стабилизатора. ^3б
• Когда рули высоты отпускаются, они возвращаются в исходное положение, в котором они не создают чистого момента тангажа; ⁶ , напротив, горизонтальный стабилизатор не возвращается в прежнее положение (в противном случае он был бы бесполезен для балансировки самолета), а, скорее, должен активно возвращаться в положение, подходящее для нормального полета, оставляя самолет вне -триммер (возможно, достаточно сильный) до тех пор, пока стабилизатор не провернется назад. ⁷

Учитывая все это, почему MCAS использует горизонтальные стабилизаторы для ввода тангажа, а не старые рули высоты?

¹ : Вариант 737 также имеет несколько неоптимальную способность обеспечивать указанные входные данные по тангажу, если лопасти AOA, питающие его, неисправны (вариант KC-46 устраняет этот режим отказа, требуя, чтобы обе лопасти AOA самолета указать угол атаки выше порога одновременно, чтобы активировать MCAS).

² : Хотя и включен по несколько иным причинам; самолеты с толкателями, которые почти всегда являются самолетами с Т-образным хвостовым оперением , как правило, нуждаются в них, потому что в противном случае они могут быстро перейти от начального сваливания к неустранимому глубокому сваливанию , тогда как MCAS, напротив, была разработана для противодействия тенденции к увеличению тангажа, которая делает Во-первых, войти в сваливание немного проще (само сваливание всегда можно восстановить, даже если угол атаки находится далеко за пределами критического).

^{3a, 3b} : Это особенно важно для варианта MCAS 737 MAX из-за вышеупомянутой некомпетентности конструкции, позволяющей одному неисправному датчику вывести систему из строя.

⁴ : Модернизированная версия MCAS-737, используемая для 737 MAX после возвращения в полет, содержит обходной путь для этой проблемы, заключающийся в том, что MCAS не сможет управлять отклонениями стабилизатора, достаточно большими, чтобы их нельзя было противодействовать с помощью рулей высоты самолета, но делает это. вообще не решать вопрос о том, что MCAS использует горизонтальный стабилизатор, а не рули высоты.

⁵ : Единственные части самолета, способные создать момент тангажа, достаточно большой, чтобы насытить рули высоты, — это сами рули высоты (да) и горизонтальные стабилизаторы (которые, если они с самого начала бесконтрольно разбегаются, несколько маловероятны). волшебным образом отреагировать на один из компьютеров самолета, говорящий им поступить иначе), и, если что-то внешнее по отношению к самолету (например, чрезвычайно мощный восходящий поток) создает момент тангажа такой величины, а) кто-то уже облажался плохо, чтобы самолет столкнулся с чем-то, способным сделать это с ним, и б) вы облажались шесть раз с воскресенья, независимо от того, летите ли вы на 737 MAX, МиГ-29 или Нимбус 2000.

⁶ : Возможно, именно поэтому все самолеты, оборудованные толкателями рукояток, используют рули высоты для предотвращения сваливания, а не горизонтальные стабилизаторы, чтобы избежать выхода самолета из дифферента после маневра предотвращения сваливания.

⁷ : В сочетании с вопросами, поднятыми в предыдущем пункте, это имеет дополнительный неприятный побочный эффект, потенциально способный вызвать полностью неустранимое расстройство любыми средствами, за исключением божественного вмешательства, даже со всеми лопастями AOA. полностью функциональным, если стабилизатор и/или его приводной механизм механически заклинило в крайнем крайнем положении по тангажу во время маневра по тангажу по команде MCAS и не может быть возвращено на более нормальный угол после завершения указанного маневра.