Почему у В-29 такой большой левый крутящий момент при взлете?

В этой книге «Создание атомной бомбы » Ричарда Родса (стр. 705) я прочитал:

[Пол Тиббетс] ослабил тормоза [ Enola Gay ] в 02:45, четыре инжекторных двигателя Wright Cyclone загрохотали. «У B-29 большой крутящий момент на взлете, — отмечает он. «Он хочет свернуть с взлетно-посадочной полосы налево. Средний пилот серийного производства компенсирует крутящий момент, подтормаживая правые колеса. Это тяжелая поездка, вы теряете десять миль в час и задерживаете взлет». Ничего такого грубого для Тиббетса. «Пилотов 509-й группы учили компенсировать крутящий момент, опережая левые двигатели и выдвигая дроссели вперед правых двигателей. На скорости восемьдесят миль в час вы получаете полный контроль над рулем направления, включаете правый двигатель на полную мощность, и через мгновение вы уже в воздухе».

Я не особо разбираюсь в вопросах авиации, но считаю, что крутящий момент возникает из-за того, что четыре винта В-29 вращаются в одном направлении. Это правильно? Если так:

  1. Почему эта проблема возникла только во время взлета?
  2. Почему все пропеллеры вращались одинаково? Верно ли это для всех винтовых самолетов с более чем одним двигателем? Почему?
  3. Если техника 509-й группы была так хороша (и, видимо, не особенно сложна), почему только они ее использовали?
Хотя эта конкретная техника на самом деле не была уникальной для 509-го (согласно ответу @JonStory), одним из ответов на вопрос, почему, гипотетически, 509-й может принять какую-то технику, не используемую другими экипажами B-29, может быть то, что 509-й эксплуатировались B-29 Silverplate / Saddletree (с ядерным зарядом), которые были довольно сильно модифицированы для доставки ядерных зарядов, тогда как большинство экипажей B-29 летали на самолетах, не способных нести ядерное оружие.

Ответы (3)

  1. Оно возникало не ТОЛЬКО при взлете, а наиболее заметно тогда по нескольким причинам

    • Двигатели работают на максимальной мощности, что обеспечивает максимальный крутящий момент.
    • У вас есть очень веская причина двигаться строго по прямой (по взлетно-посадочной полосе).
    • Вы едете на довольно низкой скорости, поэтому ваш вертикальный стабилизатор менее эффективен — на более высоких скоростях хвост более эффективно противодействует крутящему моменту (для этого B-29 это происходит на скорости 80 миль в час, как уже упоминалось). Как только вы превысите 80 миль в час, вы можете просто немного повернуть правый руль направления, чтобы противодействовать этому… B-29 двигался со скоростью ниже 80 миль в час только при взлете и посадке, поэтому во время полета это не было проблемой, а во время посадки дроссели. находились на холостом ходу или на очень низкой мощности.
  2. Это не относится ко всем самолетам с более чем одним двигателем сейчас (хотя это верно для некоторых), но это все еще происходит и было широко распространено во время Второй мировой войны - они не хотели дополнительной сложности линии снабжения двух разных наборов. в остальном идентичных двигателей, когда это можно было решить с полной загрузкой правой ноги. Обратите также внимание, что у B-29 было 4 двигателя, у большинства современных многовинтовых только два, и они расположены ближе к фюзеляжу, что снижает эффект.

  3. Я думаю, вы неправильно интерпретируете источник: он не говорит, что эта техника была уникальной для 509-го, просто они учились этой технике. Сам факт, по его словам, их этому научили, а не «придумали», предполагает, что это было известно где-то еще. 509-й упоминается здесь только потому, что это группа, частью которой был Тиббетс, это не имеет отношения.

На самом деле P-фактор — это нечто иное, вступающее в силу при вращении и наборе высоты из-за того, что лопасти винта ударяются о воздушный поток под углом. На разбеге вы смотрите только на крутящий момент и, возможно, проскальзывание винта.
Спасибо за объяснения. По пункту 3 источник также говорит, что «среднестатистический серийный пилот» сделал это другим, менее эффективным способом.
falstro - хорошее замечание, исправлено. @DaG, средний пилот массового производства не то же самое, что пилот бомбардировщика. Я подозреваю, что в военное время эта техника просто не перешла к невоенным пилотам. Как уже упоминалось, B-29 был особенно «плохим» по крутящему моменту, так как был очень мощным. Например, DC-3 пострадал не так сильно: они просто обычно направлялись немного вправо по взлетно-посадочной полосе и использовали управление рулем направления/элероном или нажатием на клеванты, чтобы держать его управляемым до тех пор, пока руль направления не стал работать должным образом.
@DaG Это означает, что один из инструкторов 509-го знал об использовании тяги дифференциала для контроля рыскания на низких скоростях и передал его своим ученикам.
Спасибо, Джон, понятно. Я думал, что Тиббетс имел в виду, что он тренировал свою группу особым образом.
Вполне вероятно, что разные подразделения независимо друг от друга пришли бы к одной и той же технике, это просто здравый смысл.
@JonStory «Средний пилот массового производства» я читаю как средний пилот B-29 , который всегда был пилотом бомбардировщика. Я читал, что «средних людей учат этому на летной подготовке, но хорошие пилоты знают, как использовать дифференциальную тягу. В 509-м были только хорошие пилоты, поэтому мы использовали дифференциальную тягу».
Очень незначительный момент: размещение двигателей близко к фюзеляжу не влияет на крутящий момент из-за вращения двигателя. Это, однако, имеет большое значение для поведения двигателя.
Медная шляпа, это что-то вроде реликвии, когда я (ошибочно) упомянул p-фактор относительно самолета, все еще находящегося на взлетно-посадочной полосе, который теперь удален.
Дополнительное примечание ко второму вопросу: примером современного многороторного самолета с винтами, вращающимися в противоположных направлениях, является Airbus A400M - для достижения этого в двух двигателях используется разная конфигурация редуктора. Напротив, двигатели C-130 Allison T56 и C-130J не такие древние, как RR AE 2100, все винты вращаются в одном направлении. Недостатком реверсивной передачи является, конечно же, дополнительный вес двух двигателей (27 кг в случае TP400). Источник: easa.europa.eu/system/files/dfu/…

Недавно у меня была возможность поговорить с нынешним вторым пилотом CAF B-29 "Fifi". Он заявил, что пилот или второй пилот, как правило, выдвигали бы дроссели для взлета, держа руку на рычагах в «скрученном» положении, так что любой данный рычаг был бы дальше вперед, чем все его соседи справа, т. е. вершины рычага. рычаги образовывали диагональную линию от переднего левого до заднего правого. Таким образом, дифференциальная тяга используется для компенсации тенденции левого поворота. Он заявил, что в этот момент вы не будете использовать полный газ, потому что тогда у вас не останется ничего, с чем можно было бы работать — это означает, что иногда может потребоваться коррекция влево, так как всегда может потребоваться дальнейшая коррекция вправо . достигается за счет сокращенияправые дроссели. Он заявил, что как только руль направления станет эффективным, пилот, управляющий самолетом, вызовет бортинженера «установить взлетную мощность», после чего все дроссели будут переведены в одно и то же положение.

Этот пилот несколько скептически отнесся к идее, что для пилота любой группы, летающей на B-29, будет обычной практикой использовать тормоза, чтобы удерживать самолет прямо во время разбега при взлете. Он сказал, что сегодня в CAF это будет считаться плохой техникой из-за риска заноса шины и образования плоского пятна.

Общее описание пилотом техники, которую он использовал, и конкретное указание на то, что некоторое «пространство» было оставлено для внесения поправок как влево, так и вправо, предполагает, что склонность B-29 к левому повороту при взлете была невозможна. т слишком экстремально. Однако, поскольку у самолета не было управляемого носового колеса, требовалась какая-то другая форма компенсации.


Переходя от конкретных комментариев этого пилота к некоторым общим замечаниям о тенденциях к левому повороту при взлете в трехопорном самолете, который находится в горизонтальном положении до тех пор, пока самолет не повернется для отрыва...

  1. В общем, крутящий момент двигателя создает тенденцию к крену (крен) влево, но самолет не может сильно крениться (крениться), когда колеса находятся на земле. Однако тенденция к качению увеличивает вес левой шины и, следовательно, трение качения левого колеса.

  2. В самолете с трехопорным шасси, который находится в горизонтальном положении до тех пор, пока он не повернется для отрыва, P-фактор не создает тенденции к повороту на участке разбега, предшествующем вращению. В общем, P-фактор создает тенденцию к рысканию, но P-фактор существует только тогда, когда самолет находится под положительным углом атаки, то есть когда самолет находится в положении с большим тангажем носа по отношению к направлению полета. дорожка. Это не тот случай, когда самолет находится в горизонтальном положении, когда все колеса на земле.

  3. Гироскопическая прецессия не создает тенденции к развороту на участке разбега, предшествующем вращению. В общем, гироскопическая прецессия создает тенденцию к рысканию всякий раз, когда самолет совершает тангаж , т. е. всякий раз, когда скорость вращения по тангажу не равна нулю. Когда винты вращаются по часовой стрелке, гироскопическая прецессия создает крутящий момент влево, когда нос наклоняется вверх, и создает крутящий момент вправо, когда нос наклоняется вниз. Таким образом, гироскопическая прецессия заставит самолет с пропеллерами, вращающимися по часовой стрелке, отклоняться влево, когда он вращается для взлета, но не до или после этой точки.

  4. На участке разбега, предшествующем вращению, спиральный (геликоидальный) слипстрим (винтовая струя)оказывает усилие на вертикальное оперение. Когда пропеллеры вращаются по часовой стрелке, верхняя часть этой спирали движется вправо, что оказывает направленное вправо усилие на вертикальное оперение, отклоняя нос влево. Эта сила будет больше при более низкой воздушной скорости, чем при высокой воздушной скорости, поскольку, когда воздушная скорость низкая, пропеллерный поток или встречный поток будут иметь тенденцию доминировать над свободным относительным ветром, создаваемым движением самолета через воздушную массу. Несмотря на то, что вертикальное оперение B-29 не располагалось непосредственно за каким-либо из двигателей, воздушный поток над килем определенно имел некоторую степень направления слева направо, что, несомненно, способствовало склонности самолета к повороту влево при взлете. -выключенный.

Прекрасная книга Харви С. Плурда "The Compleat Taildragger Pilot" (1991) содержит пару графиков, показывающих индивидуальное и комбинированное влияние всех различных факторов, влияющих на тенденцию к левостороннему рысканию во время разбега при взлете винтового самолета с вращением по часовой стрелке. поворот гребных винтов как для корпуса хвостового колеса, так и для корпуса трехколесного редуктора, от начала разбега до момента отрыва. В разные моменты разбега доминируют разные факторы.


Теперь, чтобы обратиться к еще одному аспекту исходного вопроса:

В подавляющем большинстве двухмоторных или многомоторных винтовых самолетов все винты вращаются одинаково. Как было отмечено в другом ответе, это упрощает производство и поставку запасных частей. Из известных двух- или многодвигательных самолетов американского производства, построенных в большом количестве во время Второй мировой войны, только P-38 Lightning имел пропеллеры, вращающиеся в противоположных направлениях.


Обратите внимание: ссылки, встроенные в этот ответ, ведут к разделам отличного веб-сайта Джона С. Денкера «See How It Flies» .

Примечание. Все ссылки на «по часовой стрелке» в этом ответе даны с точки зрения человека, стоящего позади самолета и смотрящего вперед, как это принято в авиации, предположительно потому, что это также относится к тому, что видит пилот, когда смотрит вперед через лобовое стекло на винт одномоторного самолета "тракторной" схемы.

Связанные ответы ASE -

Как влияет рыскание на Р-фактор?

Крутящий момент способствует некоторой склонности к повороту, так как нагрузка на левое колесо больше, чем на правое (учитывая вращение винта по часовой стрелке). Большая нагрузка означает большее сопротивление качению.
Если виноват реквизит, то, возможно, стоит отметить, что, помимо более мощных двигателей, у серебряников был другой реквизит.

Что-то в заявлении Тиббетса не звучит правдоподобно.

Я разговаривал с десятками пилотов B-29, и ни один из них не упомянул о необходимости делать что-то из этого во время взлета: нажимать на тормоза или сначала включать левый двигатель. Нажимать на тормоз кажется особенно ужасной идеей. Экипажи летали на перегруженных самолетах, которым требовался каждый дюйм взлетно-посадочной полосы, чтобы подняться в воздух. Последнее, что они хотели бы сделать, это замедлить самолет на 10 миль в час во время разбега.

Кроме того, до того, как его назначили в 509-й полк, Тиббетс участвовал в обучении экипажей B-29 в Небраске. Поскольку большинство, если не все тренировочные полеты выполнялись бы на более легких B-29, тенденция должна была быть еще большей. Изучал ли Тиббетс технику там? Он там преподавал? (Пилоты, с которыми я разговаривал, проходили обучение в Небраске, когда там был Тиббетс.)

Возможно, это была проблема, которая была уникальна для самолетов Silverplate, эксплуатируемых 509-м, потому что у них были более мощные двигатели, чем у обычных B-29.

Я свяжусь с некоторыми людьми, которые летали/летали на B-29, включая одного пилота, который летал как на обычных самолетах, так и на самолетах Silverplate в 1945 году.

Правильно, на малой скорости (с небольшой подъемной силой крыла) колеса также должны влиять на то, куда движется самолет. Торможение — не единственный вариант.