Почему восстановление вращения включает в себя отключение газа?

Применение мощности двигателя действительно может помочь завершить вращение. Но дополнительная тяга сделает превышение скорости при последующем восстановлении вращения гораздо более вероятным. Кроме того, применение асимметричной тяги с неправильной стороны сгладит и стабилизирует вращение. Это основные причины, по которым двигатель должен работать на холостом ходу при выходе из режима вращения.

Помните Боинг 307? Первый пассажирский авиалайнер с гермокабиной и гражданская версия В-17. Он был испытан персоналом KLM 18 марта 1939 года. Он вошел в штопор после сваливания, и руль направления застрял в направлении вращения. Пилот применил асимметричную мощность, чтобы остановить рыскание, и ему это удалось, но при последующем восстановлении скорость самолета превысила скорость, и внешние крылья оторвались. Вот официальный отчет об аварии.

Boeing 307 в полете ( источник фото ). Обратите внимание на маленькую фиксированную вертикальную поверхность, которая после аварии была заменена на гораздо большую.

Симметричная тяга может быть полезна или неблагоприятна для выхода из вращения, в зависимости от обстоятельств. NASA TN D-6575 от декабря 1971 г. говорит, что

нет систематического изучения эффектов приложения мощности во время вращения

известно и

Эффект приложения симметричной мощности во вращении считается незначительным. На протяжении многих лет многими людьми был сделан ряд различных наблюдений, и выводы относительно влияния мощности на вращение варьируются от благоприятных до неблагоприятных. […] Почти во всех случаях результаты не были получены в контролируемых условиях. Поэтому тип штопора, центр тяжести, угол атаки, скорость штопора и линия тяги относительно центра тяжести не определялись.

Таким образом, нельзя дать общую рекомендацию по применению симметричной тяги для выхода из вращения, и только асимметричная тяга показала свою эффективность при правильном применении:

приложение тяги не имело никакого эффекта, если только ось тяги не была смещена от центра тяжести и тем самым создавала момент.

[…]

Для асимметричной мощности для двухдвигательной конфигурации с двигателями, установленными на крыльях, мощность только одного двигателя может создать большой асимметричный рыскающий момент, который будет благоприятным или неблагоприятным для штопора и восстановления, в зависимости от направления момента. Как модельные, так и полномасштабные результаты испытаний многодвигательных самолетов на вращение показали, что мощность подвесного двигателя (например, правого двигателя при левом штопоре) может создать большой рыскающий момент при прокручивании, который может вызвать более плоское и быстрое штопывание. С другой стороны, мощность встроенного двигателя может создать момент, препятствующий вращению, чтобы помочь восстановить вращение. Обычно манипулирование тягой может сбивать с толку и иметь катастрофические последствия, если мощность подается не на тот двигатель. Поэтому, если для облегчения восстановления не требуется асимметричная мощность, обычно рекомендуется, чтобы для многодвигательного самолета:

Следует также отметить, что предельный угол атаки внутреннего двигателя приведет к чрезмерному боковому смещению вектора тяги на воздушном винте или неравномерному потоку в водозаборнике. В обоих случаях такой режим течения, скорее всего, не предусматривался при проектировании и мог привести к потере гребного винта на валу. остановка компрессора в реактивном двигателе при приложении полной тяги.

Хотя я не знаю случаев потери винта во время штопора, во время летных испытаний Dornier 328 сильное боковое скольжение действительно перегрузило левый винт, части которого проделали огромную дыру в фюзеляже.

Несколько вопросов:

Прецессия гироскопа вызывает эффекты шага, которые могут помочь или помешать в зависимости от направления вращения.

P-фактор, который может помочь или помешать в зависимости от направления вращения.

Промывка гребного винта может помочь немного расшатать корень крыла, но вращательная сила исходит от незаглохшего крыла, движущегося вперед, и заглохшего крыла на другом конце, удерживающего назад, поэтому обдув корнями крыла воздухом может не иметь большого эффекта.

Ось вращения находится где-то вокруг внутреннего конца заглохшего крыла, а не в центре фюзеляжа, так что тяга вместо того, чтобы тянуть самолет прямо, просто создает крутящий момент, который помогает не заглохшему крылу во вращении. Добавление мощности может просто ускорить вращение.

Многие самолеты имеют разные характеристики вращения при включении и включении, слева направо, особенно при включенном питании, и лучше просто полностью исключить влияние винта, чтобы можно было использовать последовательную технику.

Когда пилоты входят в штопор и обычные входы не помогают, тогда они начинают экспериментировать с различными управляющими входами и мощностью. Иногда работает, а иногда нет.

Подавляющее большинство легких самолетов восстанавливаются сами по себе, если вы просто отпустите все в течение 1-го хода или около того. Даже самолеты, не сертифицированные для штопора, обычно автоматически восстанавливаются, если только они не удерживаются в штопоре в течение длительного периода времени.

Добавление мощности может привести к тому, что вращение некоторых самолетов станет плоским.

Тем не менее, в некоторых случаях добавление мощности может помочь восстановиться при вращении, особенно при плоском вращении.

У меня была радиоуправляемая модель самолета, которая входила в очень хороший плоский штопор, с почти горизонтальным фюзеляжем и довольно значительной скоростью вращения по рысканью. На самом деле, как только я придумал наилучшую технику для входа в плоское вращение (которое включало в себя передачу примерно половины мощности при входе), я мог получать стабильные входы в плоское вращение в точках ЦТ, которые были слишком далеко вперед, чтобы постоянно входить в вращение носом вниз. вращаться.

После того, как самолет установился в плоском вращении, он постоянно восстанавливался, если я давал ему много мощности и держал органы управления в нейтральном положении. С другой стороны, если оставить питание выключенным и полностью опустить руль высоты и полностью остановить руль направления, это никогда не остановит плоское вращение. Удерживание полностью опущенного руля высоты в то же самое время, когда я включил полную мощность, могло привести к тому, что траектория полета снизилась к вертикали или дальше во время восстановления, поэтому я вскоре решил, что это не очень хорошая идея на малой высоте.

По крайней мере, одна авария была вызвана забравшись так высоко, что батарея была практически разряжена, а затем модель попала в плоское вращение. Когда земля начала приближаться, я увеличил дроссельную заслонку, чтобы восстановиться, но в батарее не осталось достаточно энергии, чтобы вообще запустить двигатель, поэтому плоское вращение продолжилось до земли.

Модель оказалась свободной полумасштабной моделью Пайпер-Каба. Если быть точным, это был «Hobby Zone Super Cub S» или «LP» (по сути тот же самый самолет). Здесь не предполагается, что полномасштабный Super Cub или Piper Cub будут вести себя так же.

Модель была настроена с довольно скромными контрольными бросками, и история могла бы быть другой, если бы они были больше, но в любом случае они были достаточно большими, чтобы войти в плоское вращение, которое нельзя было восстановить без добавления мощности. Обычно я использовал некоторую мощность для входа в спин, но можно было войти и без мощности, хотя и не совсем последовательно.

Замена стандартного крыла с поперечным углом и без элеронов на модифицированное крыло без поперечного угла и с элеронами принципиально не изменила характеристики восстановления штопора, по крайней мере, если бы я оставил элероны центрированными. (Примечания о том, как можно использовать элероны для выхода из плоского штопора без добавления мощности, приведены здесь, в соответствующем ответе ASE .)

В отношении комментария: в ЦТ, использованной для демонстрации преднамеренного плоского штопора, самолет был определенно статически стабилен по тангажу, когда балансировался для планирования на уровне крыльев вблизи минимальной скорости снижения, хотя, возможно, и не с большим запасом.

Главный урок: когда дело доходит до вращений, ваш пробег может варьироваться. Никогда не предполагайте, что характеристики штопора будут одинаковыми от одного типа самолета к другому или даже от одного экземпляра конкретного самолета к другому.

Могут быть экстремальные эффекты пропеллера на низкой скорости и высокой мощности, конечно, в зависимости от типа.

Например, очень плоские штопоры, которые вы можете наблюдать у пилотажных самолетов, действительно нуждаются в мощности двигателя. Это гироскопический эффект.

Есть также эффекты крутящего момента, спирального встречного потока и асимметричной нагрузки на лопасти винта (коэффициент P), которые явно усиливаются при включенной мощности.

Все общепринятое мнение и все учебники по высшему пилотажу, которые я читал, говорят, что аварийное восстановление после непреднамеренного штопора начинается с Power Off.

Однако мой самый последний (и всеобъемлющий) учебник по высшему пилотажу советует, что при восстановлении после преднамеренного плоского штопора включение питания ускорит восстановление. Причина в том, что дополнительный поток воздуха над хвостом преодолевает гироскопический эффект поднятого носа.

Я использую метод включения питания из этой книги в своем Pitts S1. До сих пор это работало быстро около 100 раз.

Однако, если бы я обнаружил, что это вращение, которое я не начал преднамеренно, я бы последовал за аварийным восстановлением вращения Беггса-Мюллера. Переключите мощность на холостой ход, отпустите рукоятку управления и включите полный руль направления, противоположный направлению рыскания, как это определено, глядя вниз на верхнюю часть капота двигателя на землю.

Я знаю, что любой спин в Питте остановится этим методом.