Почему самолет DC-8 может выдерживать +15G от турбулентности, а более новые самолеты могут выдерживать только 20% от этой величины?

Прежде чем делать поспешные выводы, давайте посмотрим на цифры:

Продолжительность составляла около 10 секунд, высота подъема составляла 500 футов. Мы никак не можем получить из этого ускорение 15g.

Это могло быть, например, ускорение 3 g за 2 секунды, что привело к отклонению на 200 футов, за которым последовало движение по инерции в течение 0,2 секунды, после чего пилоты выровнялись с ускорением 2,3 g за 2,6 секунды. В результате отклонение составит 500 футов. Если бы процессы затем повторялись в другом направлении, общее время составило бы примерно 10 секунд, максимальное отклонение 500 футов и максимальное ускорение всего 3 секунды .$g$.

Но факт в том, что мы не знаем, это чистая спекуляция.

Еще одна тема для обсуждения — вертикальное перемещение. Как это было измерено? Скорее всего, это было измерено альтиметром, который измеряет статическое давление в порту. Откуда мы знаем, что статический порт измерял статическое давление? Скорее всего, это было не так, потому что турбулентность, вероятно, имела бы боковой компонент, на что указывают 20-градусные валки влево и вправо. Боковой ветер (боковое скольжение) означает, что статический порт подвергается воздействию воздушного потока и, следовательно, измеряет сочетание динамического и статического давления. Могло быть больше 500 футов, могло быть и меньше. Мы просто не знаем.

Самый надежный способ определения перегрузок – это их измерение на борту и их регистрация (например, в самописце полетных данных). С имеющимися у нас данными просто невозможно узнать, какова была перегрузка.

На мой взгляд, очень маловероятно, что самолет столкнулся бы с перегрузкой 15 g.

Тот факт, что самолет сертифицирован для 2,5 g, не означает, что он не может выдержать больше, что продемонстрировал экипаж рейса 006 China Airlines 19 февраля 1985 года. Им удалось достичь 5 g и навсегда выгнуть крыло на 5 см вверх. . Самолет был отремонтирован и летал еще 20 лет.

Обратите внимание, что 2,5 г относятся к нагрузке при маневрировании, а не только к турбулентности. Спецификация сертификации больших самолетов в отношении турбулентности и порывов ветра несколько раз менялась с момента сертификации DC-8.

В 1964 году была введена формула, описывающая порывистую нагрузку, с которой приходится иметь дело конструкции самолета. Это было добавлено как FAR 25.341 . Впоследствии этот раздел обновлялся в 1990 , 1996 и 2015 годах .

В дополнение к изменениям в конструктивных требованиях к планеру, в настоящее время гораздо лучше изучено происхождение турбулентности горных волн. Это учитывается при выполнении рейса.

Это то, на что они сертифицированы . DC-8 также был сертифицирован на предел 2,5/предел 3,75, но почти все самолеты прочнее этого минимума, а самолеты, разработанные в конце 50-х годов, в эпоху логарифмической линейки, еще прочнее из-за необходимости применять гораздо большие коэффициенты рассеяния. в расчетах, особенно когда вы принимаете во внимание усталостную долговечность. Таким образом, ожидается, что конструкция DC-8 будет намного тяжелее, чем у более современного самолета, спроектированного с использованием анализа методом конечных элементов, выполненного с помощью компьютера.

В конструкции планера у вас есть конкурирующие цели - с одной стороны, каждый фунт сверх необходимого минимума является «балластом»; с другой стороны, вы добавили числа, чтобы учесть вариативность во многих формах. За последние 50 лет компьютерный дизайн использовался для того, чтобы все больше и больше избавляться от набивки, чтобы получить более легкий планер, который по-прежнему безопасен с точки зрения неизбежно произвольного профиля риска.

Другой - усталостная жизнь. Структура, которая подвергается большому изгибу, должна быть прочнее минимума, необходимого для однократного приложения нагрузки, чтобы она могла выдержать много циклов промежуточной нагрузки, прежде чем начнут образовываться трещины. В 50-е годы наука об усталости была далеко не так развита, но было известно, что это проблема, поэтому ее учитывали с гораздо большими структурными запасами, чем сегодня. Хорошим примером является DC-3, который был разработан в начале 30-х годов, когда знания были очень примитивными, и был сделан настолько прочным, что усталостная долговечность планера практически не ограничена.

Кроме того, часть крыла ДЕЙСТВИТЕЛЬНО отломилась, что могло привести к частичной разгрузке остальной части конструкции. Тот факт, что крыло сломалось в этом месте, а не внутри, вероятно, и спасло их.