Почему не требуется, чтобы квадроциклы оставались управляемыми после внезапного одновременного отказа двух двигателей с одной стороны?

Для всех многодвигательных реактивных самолетов должна быть обеспечена возможность поддержания управления самолетом по курсу в случае внезапного отказа одного двигателя в полете, при этом другой(е) двигатель(и) должен быть защищен брандмауэром, вплоть до сваливания ненамного выше 1 g при посадочной конфигурации. скорость, не отклоняясь более чем на пять градусов от заглохшего двигателя. Для реактивных самолетов с тремя и более двигателями самолет должен, кроме того, оставаться пригодным к полету, если второй двигатель выходит из строя после того, как самолет был отрегулирован для полета с одним выходом, но не требуется учитывать ситуации, связанные с одновременным отказом двух двигателей в полете. та же сторона самолета:

(b) Должна быть обеспечена возможность плавного перехода от одного режима полета к любому другому режиму полета без исключительных навыков пилотирования, бдительности или силы и без опасности превышения коэффициента предельной перегрузки самолета при любых возможных условиях эксплуатации, включая:

(1) внезапный отказ критического двигателя;

(2) Для самолетов с тремя или более двигателями - внезапный отказ второго критического двигателя, когда самолет находится в конфигурации маршрута, захода на посадку или посадки и балансируется с неработающим критическим двигателем; [ 14 CFR 25.143 ; правила в других юрисдикциях аналогичны. Мой акцент, показывающий, что для демонстрации управляемости с двумя неработающими двигателями на самолете с более чем двумя двигателями самолету предоставляется возможность перебалансироваться для полета с одним неработающим двигателем до того, как второй двигатель выйдет из строя.]

Тем не менее, легко представить ситуации, когда два двигателя на одной стороне квадроцикла 1 могут выйти из строя одновременно или почти так, и действительно, за эти годы произошло очень много аварий такого типа (часто в виде результат неконтролируемых разрывов ротора двигателя [которые в определенной степени являются неизбежной частью использования газотурбинных двигателей на самолетах] или отказов пилонов двигателя [пилоны двигателя находятся на тонкой грани между тем, что они слишком слабы, чтобы нести двигатель без быстрого утомления , и не быть достаточно слабым, чтобы позволить двигателю безопасно оторваться при крушении или жесткой посадке, а не разрывать топливные баки крыльев]), часто с дополнительным ущербом в виде побочного повреждения (иногда довольно серьезного) органов управления полетом самолета. и/или конструкция и профиль самого крыла:

  • AF030 (747-100, август 1970 г.): В двигателе №3 произошел неконтролируемый разрыв ротора турбины из-за чрезмерного и ненормального износа в результате неправильной сборки двигателя. Осколки турбины попали в двигатель №4, повредив его и не поддаваясь ремонту; к счастью, он продолжал работать, пока не отключился после благополучной посадки.
  • LO007 (Ил-62, март 1980 г.): В двигателе №2 произошел неконтролируемый разрыв ротора турбины из-за выхода из строя дефектного вала двигателя, усугубленного недостаточным обслуживанием. Осколки диска турбины, выброшенные на большой скорости, попали в двигатель №1 (а также двигатель №3, расположенный на противоположной стороне фюзеляжа ) и уничтожили его, а также вывели из строя важные органы управления полетом, в результате чего самолет вошел в неуправляемое пикирование. и крах; однако, если бы выброшенные фрагменты пошли немного по другой траектории, оставив нетронутыми тяги управления полетом, потеря мощности двигателя была бы самой серьезной проблемой. 2
  • ЛО5055 (Ил-62М, май 1987 г.): Как и в предыдущем случае, на двигателе №2 произошел разрыв ротора турбины из-за поломки вала двигателя (на этот раз из-за выхода из строя подшипника вала, установленного неправильно), что также отключил двигатель №1. В отличие от предыдущего случая, самолет мог поддерживать полет в течение значительного времени, прежде чем повреждение системы управления полетом, усугубленное быстро распространяющимся пожаром, привело к потере управления и крушению; если бы самолету удалось добраться до аэропорта, потеря мощности двигателя могла вызвать значительные трудности в управлении.
  • UA811 (747-100, февраль 1989 г.): в самолете произошла взрывная декомпрессия из-за самовольного открытия и отделения передней грузовой двери в результате того, что дверь (без ведома экипажа или наземного персонала) частично разблокировалась на земле. из-за одного или нескольких коротких замыканий в проводке двери в сочетании со слабым и неэффективным предохранительным механизмом, который не смог предотвратить поворот защелки почти в полностью открытое положение. Обломки салона, части конструкции самолета и девять пассажиров отделились от самолета, значительная часть которых была проглочена двигателями № 3 и № 4, что привело к катастрофе 3 .повреждение обоих двигателей (немедленное уничтожение способности двигателя № 3 создавать тягу и критическое повреждение двигателя № 4 и его возгорание) и принуждение летного экипажа к отключению обоих двигателей; К счастью, летному экипажу удалось благополучно посадить самолет без дополнительных жертв, несмотря на серьезные повреждения конструкции самолета, отсутствие двигателей № 3 и № 4 и асимметричную конфигурацию закрылков в результате повреждения обломками пневматического канала, питающего правый внешние закрылки Крюгера.
  • CI358 (747-200, декабрь 1991 г.): Двигатель № 3 и пилон отделились от самолета из-за усталостного разрушения узлов крепления пилона к крылу средней части лонжерона. Затем отделенная комбинация двигатель / пилон ударила по двигателю № 4, в результате чего он также разделился; летный экипаж потерял управление самолетом при попытке вернуться в аэропорт для аварийной посадки, и он разбился.
  • Транс-Эйр 671, рег. 5N-MAS (707-300C, март 1992 г.): Двигатель № 3 и пилон отделились от самолета из-за отказа во время столкновения с сильной турбулентностью узлов крепления пилона в результате усталостного повреждения, которое осталось незамеченным из-за недостаточного осмотра. требования. Затем отделенная комбинация двигатель / пилон ударила по двигателю № 4, в результате чего он отделился и вызвал утечку топлива, которая привела к возгоранию крыла во время захода на посадку; летному экипажу удалось благополучно приземлиться (хотя самолет вылетел за пределы взлетно-посадочной полосы во время последней части развертывания), но самолет был поврежден огнем и не подлежал ремонту.
  • ТАМПА, обл. HK360 (707-300C, апрель 1992 г.): Как и в предыдущем случае, двигатель № 3 и пилон отделились от самолета (на этот раз вскоре после взлета, во время начального набора высоты) из-за отказа узлов крепления пилона в результате усталостного повреждения. которые остались незамеченными из-за недостаточных требований к проверке. Хотя оторвавшаяся комбинация двигатель/пилон снова задела двигатель №4, последний, к счастью, не отделился от самолета, который благополучно приземлился, позже был отремонтирован и возвращен в строй. 4
  • LY1862 (747-200, октябрь 1992 г.): Как и в случае CI358, двигатель № 3 и пилон отделились от самолета из-за усталостного разрушения узлов крепления пилона к крылу средней части лонжерона, на этот раз частично из-за дефект конструкции плавких вставок, скрепляющих фитинги, из-за которого плавкие вставки подвержены ускоренному усталостному растрескиванию. И снова отделенная комбинация двигатель / пилон ударила по двигателю № 4, также сбив его; кроме того, был оторван большой участок передней кромки правого крыла и повреждены гидросистемы самолета. Управление самолетом было потеряно при попытке аварийного захода на посадку и посадки, что привело к его падению.
  • AF4590(Конкорд, июль 2000 г.): во время взлета левая основная стойка шасси самолета наехала на обломки, сброшенные предыдущим самолетом, в результате чего одна из его шин лопнула; выброшенные обломки шины ударились о самолет, разорвав электропроводку в отсеке шасси и (косвенно) разорвав топливный бак, при этом вытекающее топливо воспламенилось либо в результате дугового разряда оторванной проводки, либо в результате контакта с высокотемпературными компонентами двигателя. Двигатели № 1 и № 2 резко увеличили тягу и потеряли тягу из-за попадания перегретых газов (а также для двигателя № 1 из-за попадания обломков шин), но частично восстановились (двигатель № 1 намного быстрее, чем двигатель № 2). двигатель) до повторного помпажа из-за повторного всасывания перегретого газа; после второго помпажа двигатель №1 снова вернулся к почти нормальной работе, но двигатель № 2 был остановлен из-за пожарной тревоги. Потеря тяги двигателя в сочетании с невозможностью убрать шасси самолета (в результате повреждения обломками шины левой створки шасси) лишила самолет возможности набирать скорость или высоту, а продолжающийся огонь крыла постепенно повреждался. левое крыло, в конечном итоге высвобождая фрагменты конструкции самолета, которые были проглочены двигателем №1, что привело к окончательному помпажу и безвозвратной потере тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился. в сочетании с неспособностью убрать шасси самолета (в результате повреждения обломками шины левой створки шасси) самолет не мог набирать скорость или высоту, а продолжающийся огонь в крыле постепенно повреждал левое крыло, в конечном итоге освобождая фрагменты конструкции самолета, которые попали в двигатель №1, вызвав окончательный помпаж и безвозвратную потерю тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился. в сочетании с неспособностью убрать шасси самолета (в результате повреждения обломками шины левой створки шасси) самолет не мог набирать скорость или высоту, а продолжающийся огонь в крыле постепенно повреждал левое крыло, в конечном итоге освобождая фрагменты конструкции самолета, которые попали в двигатель №1, вызвав окончательный помпаж и безвозвратную потерю тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился. шасси (в результате повреждения обломками шины створок левого основного шасси) оставило самолет неспособным набирать скорость или высоту, а продолжающийся огонь в крыле постепенно повреждал левое крыло, в конечном итоге высвобождая фрагменты конструкции самолета, которые были проглочены. двигателем №1, вызвав окончательный помпаж и безвозвратную потерю тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился. шасси (в результате повреждения обломками шины створок левого основного шасси) оставило самолет неспособным набирать скорость или высоту, а продолжающийся огонь в крыле постепенно повреждал левое крыло, в конечном итоге высвобождая фрагменты конструкции самолета, которые были проглочены. двигателем №1, вызвав окончательный помпаж и безвозвратную потерю тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился. в конечном итоге высвобождая фрагменты конструкции самолета, которые были проглочены двигателем №1, что привело к окончательному помпажу и безвозвратной потере тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился. в конечном итоге высвобождая фрагменты конструкции самолета, которые были проглочены двигателем №1, что привело к окончательному помпажу и безвозвратной потере тяги. Окончательная потеря тяги двигателя №1 в сочетании с прогрессирующим повреждением органов управления полетом левого крыла огнем вызвала быстрый крен и рыскание влево; летный экипаж попытался компенсировать это, уменьшив тягу двигателей № 3 и № 4, но не смог предотвратить потерю управления, и самолет разбился.
  • CU201 (Ил-62М, апрель 2008 г.): У двигателя № 2 произошел неустранимый отказ ротора по неустановленным причинам (что происходит с двигателями Ил-62 № 2?). Выброшенные осколки повредили топливопроводы к двигателю №1, что привело к его остановке и возгоранию; летный экипаж совершил успешную аварийную посадку, но самолет был поврежден и не подлежал ремонту.
  • QF32(A380-800, ноябрь 2010 г.): В двигателе № 2 произошел разрыв ротора турбины из-за теплового повреждения в результате возгорания масла в результате усталостного разрушения маслопровода двигателя, изготовленного ненадлежащим образом. Выброшенные осколки диска турбины повредили первичный и вторичный органы управления самолетом, вызвали возгорание в топливном баке крыла (который погас до безопасной посадки самолета) и разорвали тросы управления двигателем №1, не позволив летному экипажу изменить установка мощности двигателя или его выключение; если бы осколки разлетелись по разным траекториям, они могли бы вместо этого удариться о пилон двигателя № 1 и разорвать главный топливопровод двигателя, в результате чего двигатель загорелся из-за нехватки топлива, или попасть в двигатель № 1, повредив или разрушив его. его способность создавать тягу.
  • Омега 70, рег. N707AR (707-300B, модифицированный как самолет-заправщик, май 2011 г.): двигатель № 2 и пилон отделились от самолета сразу после взлета из-за отказа узлов крепления пилона в результате усталостного повреждения, которое осталось незамеченным из-за предыдущего ошибочная запись в журнале технического обслуживания, которая указывала на то, что фитинги, подверженные усталости, используемые на самолете, были заменены на фитинги, не требующие частого осмотра на предмет усталостного растрескивания. Разделенная комбинация двигатель/пилон ударила по двигателю №1, нанеся повреждения, которые фактически вывели двигатель из строя (хотя он продолжал работать) ., хотя и безрезультатно); летный экипаж отказался от взлета, но самолет вылетел за взлетно-посадочную полосу и был уничтожен, в основном в результате пожара (хотя все три члена летного экипажа смогли благополучно эвакуироваться до того, как огонь перекинулся на кабину).

Учитывая множество сценариев, которые могут привести к одновременному или почти одновременному отказу двух ипсилатеральных двигателей квадроцикла, почему квадроциклы должны демонстрировать управляемость только в том случае, если два ипсилатеральных двигателя выходят из строя по одному (и имеется достаточное время для запуска самолета ? быть перенастроенным для полета с тремя двигателями), вместо того, чтобы оставаться управляемым даже в случае внезапного одновременного отказа двух одновременных двигателей?


1 : Для триджетов асимметрия тяги, вызванная отказом одного бокового двигателя, такая же, как и при одновременном отказе одного бокового двигателя и центрального двигателя (в последнем случае вектор полезной тяги смещен в два раза дальше от осевой линии самолета, как и в первом случае, но величина чистой тяги по указанному вектору в два раза меньше), а гражданские реактивные самолеты с более чем четырьмя двигателями встречаются крайне редко.

2 : Ранние Ил-62 также страдали от ряда инцидентов, когда оба двигателя с одной стороны отключались в результате ложных предупреждений о возгорании двигателя, в результате чего дисбаланс тяги вызывал серьезные трудности с управлением ; более поздние модификации самолета в значительной степени устранили эту проблему, но она повторялась по крайней мере один раз (по неизвестным причинам) на более поздней версии Ил-62М, что привело к катастрофе со смертельным исходом ( SU411 , июль 1982 г.).

3 : Катастрофически для двигателей , то есть не для самолета в целом (что очевидно, учитывая, что самолет благополучно приземлился, а затем был отремонтирован и возвращен в строй, а также что все пассажиры, которые не были высосаны из самолет в начальной декомпрессии уцелел).

4 : информация во втором предложении этой записи отсутствует в отчете NTSB, связанном с этой записью; однако он включен в качестве справочной информации в отчет, связанный с записью для Омега 70 ниже.

Я не могу найти конкретную ссылку, но я предполагаю, что это как и все в авиации: компромисс. Можно задаться вопросом, почему вертикальный стабилизатор не требуется, чтобы справиться с тройным отказом двигателя, или почему запас прочности конструкции составляет 150% от максимальной ожидаемой нагрузки, а не 200% или более.
Риск против вознаграждения. Сравните количество обнаруженных вами отказов двух двигателей на одной стороне с количеством отказов одного двигателя за отчетный период (1970-2011 - 41 год). Затем сравните это с количеством полетов с отказавшим двигателем, которые произошли за эти 41 год. Как и все в авиации, как и в жизни, существует риск , и хотя есть случаи, когда некоторый риск можно уменьшить, но стоимость этого значительно перевешивает стоимость бездействия. Да, неудача может быть фатальной, но она настолько нечаста, что считается «приемлемым риском».
Поиск в Google «quad jet» привел к этому — fusionflight.com/jetquad — также на ум приходят изображения квадрокоптера с реактивным двигателем, прикрепленным сверху, или 4-колесного вездехода-вездехода с прикрепленным реактивным двигателем. где-то-- не большой поклонник этого термина для четырехмоторного самолета--

Ответы (2)

Потеря двух двигателей на одном борту на четырехмоторном самолете учтена в конструкции самолета.

Не знаю, откуда взялось мнение, что четырехмоторный самолет не может справиться с отказом двух двигателей с одной стороны, но это неправда. На самом деле, на каждом из моих капитанских полетов на четырехмоторных самолетах, от поршневых до турбореактивных, таких как Боинг-747, два двигателя, с двумя выходами на одну сторону, являются стандартными и обязательными.

Потеря двух двигателей на одном борту - это полные руки, не из-за недостаточного руля, а из-за потери характеристик, изменений в системах, а также асимметрии топлива и т. Д.

Руль направления на Боинге 747 имеет высоту в несколько этажей; там много поверхности.

Скорость, положение закрылков и параметры взлетно-посадочной полосы меняются при отключении двух двигателей, особенно при поперечном крыле.

Еще одно соображение, связанное с потерей двигателей с одной и той же стороны на больших самолетах, заключается в том, что может потребоваться вход элеронов, а также руль направления, а при больших отклонениях обычно также раскрываются интерцепторы полета, увеличивая сопротивление и снижая характеристики.

Если вопрос касается множественных отказов двигателей во время взлета, можно быстро перейти к вопросу убывающей отдачи, задав вопрос о различных комбинациях отказов. Почему Салли не смог продолжить полет с обоими выключенными двигателями (очевидно, без двигателей) ... безусловно, могут произойти события, препятствующие продолжению полета. Что касается критериев сертификации дизайна, рассмотрение их всех, особенно нереалистичных, не имеет большого смысла.

Формулировка 14 CFR 25.143 предполагает, что хотя отказ двух двигателей с одной стороны считается , отказ двух с одной стороны одновременно не считается ; до отказа второго двигателя предполагается, что самолет уже настроен на полет с одним выключенным двигателем, чего не было бы в случае одновременного отказа обоих двигателей на одной стороне.

Модель риска, используемая для резервирования конструкции самолета, просто не должна учитывать множественные одновременные отказы. Два двигателя с одной стороны, движущиеся на юг одновременно на критической фазе взлета (обычно отказ двигателя между V1 и V2), превышает порог вероятности 1 на миллиард для катастрофических событий, поэтому система руля направления не требуется для обслуживания. это.