Почему многодвигательный самолет не должен демонстрировать восстанавливаемость при штопоре?

(На основе этого более раннего вопроса о спин-тестировании авиалайнеров.)

Для самолетов нормальной категории 1 в США (по крайней мере) только одномоторные (или, в случае некоторых планеров, безмоторные) самолеты должны демонстрировать способность восстанавливаться после одновиткового (или, если самолет предназначен для сертификации для преднамеренного штопора, штопора с шестью оборотами. Это означает, что, например, одномоторная Cessna 208 (MTOW 3630 кг) должна быть успешно выведена из штопора, тогда как гораздо меньшая Piper PA-34 (MTOW 2155 кг) освобождается от этого требования исключительно благодаря наличию второго двигателя.

В многодвигательных самолетах нет ничего, что делало бы их изначально устойчивыми к вращению по сравнению с одномоторными самолетами; действительно, во всяком случае, можно было бы ожидать, что штопоры несколько более вероятны (подумайте о «последствиях неудачной или отсутствующей реакции пилота на асимметричный отказ двигателя» 2 ). Если вместо этого количество двигателей используется в качестве показателя размера и предполагаемой аудитории самолета (как предлагается в этом комментарии к вышеупомянутому вопросу), то я не вижу никаких причин, чтобы просто не использовать разделительную линию исходя непосредственно из веса (тем более, что, как отмечалось выше, существует много больших однодвигательных самолетов и малых многодвигательных самолетов). 3

Учитывая все это, почему многодвигательные самолеты (особенно небольшие многодвигательные самолеты, такие как вышеупомянутый ПА-34) не обязаны демонстрировать выход из штопора, как их одномоторные соотечественники?


1 : Вспомогательные и пилотажные самолеты должны демонстрировать восстанавливаемость при вращении, даже если они имеют более одного двигателя.

2 : Специально для многодвигательных тягачей с установленными на крыле двигателями, где при полете на очень малых скоростях простого выключения одного двигателя или выхода его из строя из-за механического отказа может быть достаточно, чтобы немедленно застопорить соответствующее крыло (из-за указанной конструкции крыла). потеря воздуха, ранее обдуваемого на высокой скорости винтом упомянутого двигателя).

3 : Конечно, даже большие многомоторные авиалайнеры могут иногда вращаться, что (непреднамеренно) произошло (например) с первыми 307 и первыми 737 ; 4 , тем не менее, я согласен с тем, что самолет, требующий ATPL и определенного типового рейтинга, не говоря уже о втором пилоте, с гораздо меньшей вероятностью (в силу, надеюсь, хорошего пилотирования) (за исключением серьезных структурных повреждений) попадет в штопор. чем тот, который требует только PPL, а также то, что очень большие самолеты, такие как эти, могут превратиться в облака обломков, если их развернуть .

4 : Для справки, и Stratoliner, и 737 были успешно выведены из штопора, хотя первый почти сразу же распался в полете из-за чрезмерно агрессивного выхода из последующего погружения. 5

5 : Эй, я умею вставлять сноски!

Ответы (3)

Потому что это наложило бы серьезные ограничения на их конструкцию.

Такие факторы, как распределение массы, делают многие двухмоторные и многомоторные самолеты по своей природе устойчивыми к выходу из штопора, несмотря на большой руль направления или большой момент руля направления, который часто присутствует на этих самолетах. Во многих случаях эти самолеты склонны к плоскому штопору. Кроме того, во время выхода из штопора большой самолет может превысить Vne перед выходом из пикирования или может быть перегружен во время выхода. В реальном мире пилоту следует избегать раскручивания типичного двухмоторного или многомоторного самолета, потому что восстановление может оказаться невозможным.

«Ни один многодвигательный самолет не одобрен для штопора, и его характеристики выхода из штопора, как правило, очень плохие». -- с https://www.flightliteracy.com/stalls-in-multiengine-aircraft/

Связанные вопросы по ASE:

Возможно ли восстановление штопора в авиалайнере?

Почему авиалайнеры не тестируются на вращение?

Другие связанные ссылки:

https://www.flightliteracy.com/stalls-in-multiengine-aircraft/

https://www.pprune.org/flight-testing/226351-spinning-airliner.html

https://www.airlinepilotforums.com/hangar-talk/6370-spinning-airliner.html

погуглите "двойник восстановления спина" или ("мульти"), чтобы узнать больше

Несомненно, можно было бы добавить много других соответствующих ссылок, в том числе ссылки, относящиеся к меньшим близнецам.

Самый распространенный ответ, который мне давали, это то, что инерция, развиваемая такой большой внешней массой, не может быть преодолена органами управления полетом. Тем не менее, герцогиня была тщательно протестирована на вращение, и было обнаружено, что ее можно восстановить в установленных вращениях. Я предполагаю, что восстановление будет уникальным для каждой конструкции в зависимости от расположения и массы силовой установки, конструкции руля и вращения левого и правого руля (за исключением конструкций с противоположным вращением).

Добро пожаловать. Обратите внимание, что мы ожидаем от ответов фактов, а не догадок — для этого нужны ссылки или детали, основанные на фактах.

Я могу только догадываться, почему FAA не требует этого, поскольку я не знаю их аргументации. Вот почему я не думаю, что это необходимо:

Основным инструментом, предотвращающим вращение самолета, является руль направления :

Мощность на холостом ходу.
Элероны в нейтральном положении
. Руль направления против штопора, пока вращение не прекратится.
Руль высоты вперед, чтобы выйти из сваливания.

( Что такое техника экстренного восстановления вращения Беггса/Мюллера? )

В однодвигательном самолете необходимо продемонстрировать выход из штопора, потому что в противном случае размер руля направления может оказаться недостаточным для остановки штопора. Его будет достаточно только для обеспечения бокового управления во время взлета и посадки, а также для координации поворотов в полете. Полный руль никогда не будет использоваться, кроме как для восстановления штопора, так что это становится доминирующим фактором.

На многодвигательных самолетах размер руля направления должен компенсировать асимметричную тягу в случае отказа двигателя. Это ограничивает взлетные характеристики за счет В мкг ( Есть ли самолеты, у которых минимум V1 ограничен Vmcg? ). Таким образом, руль направления уже будет иметь достаточно большие размеры, и восстановление вращения больше не будет доминирующим фактором, определяющим требуемый размер руля направления. Я предполагаю, что именно поэтому это не нужно демонстрировать.

Это заставляет меня задуматься о Cessna Skymaster с двумя соосными двигателями. Нужно ли (или нужно ли) демонстрировать восстановление штопора, поскольку отказ двигателя на этом не приводит к асимметричной тяге?
Полный руль никогда не будет использоваться, за исключением перекрестно контролируемых боковых скольжений и восстановления от вращения. Многие пилоты испытывали нехватку руля направления при посадке при сильном боковом ветре. См. различные комментарии о самолетах Zenair с цельноповоротным вертикальным оперением в другом месте на ASE.
@TerranSwett, это интересный пример, я не знаю, был ли он протестирован на восстановление вращения или должен ли он быть ...
Как вы можете видеть из моего ответа, я не думаю, что этот ответ очень точен :(