Требуются ли самолеты, сертифицированные для реверсирования тяги в полете, для демонстрации управляемости в сценарии асимметричной реверсивной тяги?

Для большинства реактивных лайнеров использование реверсивной тяги в полете запрещено ( и часто физически невозможно ) из-за возможности потери управления в случае срабатывания реверсора в полете (результат значительного увеличения лобового сопротивления - и [для самолетов с крыльевые двигатели], что еще более важно, большое снижение подъемной силы, производимое реверсивным двигателем).

Тем не менее , некоторые самолеты в кормовой части сертифицированы для реверсирования тяги в полете (как правило, для обеспечения более крутых спусков с использованием реверсивной тяги в качестве воздушного тормоза или для сокращения посадочного пробега путем выведения реверсоров за порог, а не для ожидания до тех пор, пока приземление).

Так вот, реактивные двигатели иногда выходят из строя. В результате одно из сертификационных требований к реактивным лайнерам с неосевыми двигателями заключается в том, что они должны оставаться полностью управляемыми даже при выключенном одном неосевом двигателе, а остальные двигатели работают на максимальной тяге. ¹ Однако, поскольку большинство реактивных лайнеров не сертифицированы для использования реверсивной тяги в полете (и большинство из них имеют механические блокировки, которые должны физически предотвращать развертывание реверсоров, если самолет находится в воздухе), они не обязаны демонстрировать управляемость с одним двигателем в полном объеме. обеспечить регресстяги, а другой(-и) при полной прямой тяге (что для большинства реактивных лайнеров вызовет асимметрию тяги примерно в два раза больше, чем асимметрия, возникающая при выключенном одном двигателе, а другой(-е) при полной прямой тяге 2 , ^а также например, для самолетов с установленными на крыле двигателями значительная асимметрия подъемной силы в результате серьезного нарушения воздушного потока , вызванного реверсивным двигателем на соответствующем крыле); действительно, эти самолеты могут быть неуправляемыми с одним двигателем, реверсивным в полете , особенно на более низких скоростях, когда руль направления и элероны самолета менее способны противостоять большой асимметрии тяги.

Однако для самолетов, которые сертифицированы для реверсирования тяги в полете, по-видимому, нет причин исключать реверс тяги из рассмотрения асимметрии тяги в полете, поскольку реверсоры тяги реактивных двигателей, как и сами двигатели, время от времени выходят из строя.

В целом, ситуации с асимметричной тягой, связанные с обратной тягой, можно разделить на две категории:

• Один двигатель работает задним ходом, а его близнец с другой стороны не работает; это могло бы произойти, если бы при переключении двигателей в полете один из двигателей, работающих задним ходом, вышел из строя. Это приведет к значительно меньшей асимметрии тяги, чем если бы двигатель работал на полной прямой тяге, а его двойник не работал; ² , однако, для самолетов с установленными на крыле двигателями это также приведет к значительной асимметрии подъемной силы , отсутствующей в сценариях с асимметричной тягой, не включающей реверсивную тягу, что, как правило, усугубит трудности управления, связанные с асимметрией тяги. (Самолет с хвостовыми двигателями, с другой стороны, должен был бы бороться только с асимметрией тяги, и, как ожидается, в таком сценарии у него не будет особых проблем с управлением.)
• Один двигатель работает задним ходом, а его близнец с другой стороны - вперед ; это могло произойти, если двигатель не смог перейти на реверс тяги по команде, но его близнец успешно реверсировал, или если один реверсор убрался без команды сделать это, или (для самолетов с реверсивными реверсами 3 ) если реверс на ^{реверсивном} двигателе должны были стать физически отстраненными в полете. Это привело бы к асимметрии тяги, значительно большей , чем в случае одного двигателя с полной прямой тягой и его отключенного сдвоенного двигателя; самолету с установленными на крыле двигателями, помимо этого, также придется бороться с большой асимметрией подъемной силы из-за того, что один двигатель работает задним ходом, а другой нет.

Должны ли воздушные суда, сертифицированные для использования в полете реверсивной тяги, в качестве сертификационного требования продемонстрировать, что ими все еще можно управлять даже в сценариях с асимметричной тягой, включающих один или несколько двигателей в реверсивном режиме?

¹ : На самом деле, все гражданские самолеты с неосевыми двигателями, независимо от типа двигателя, должны демонстрировать управляемость при выключенном одном двигателе, а другой(е) закрыты брандмауэром, но этот вопрос касается реактивных самолетов.

² : Для большинства реактивных двигателей тяга, создаваемая при полном реверсе, составляет примерно половину от тяги, создаваемой при полной тяге вперед. Это потому что:

• струя выхлопа двигателя на полной тяге направлена ​​более или менее прямо назад, а струя выхлопа двигателя на заднем ходу направлена ​​под большими углами вверх, вниз и в стороны от прямолинейного движения (струя выхлопа не может идите прямо, потому что двигатель мешает), и
• для большинства ТРДД с большим байпасом (тип, используемый на всех современных дозвуковых реактивных лайнерах) реверсируется только байпасный воздух (воздух, обдуваемый вентилятором вокруг ядра двигателя, на который приходится большая часть тяги двигателя); выхлоп активной зоны (перегретый воздух и продукты сгорания, выходящие из ступеней турбины) как обычно выходит прямо назад, сводя на нет часть (хотя и далеко не всю) обратной тяги, создаваемой перенаправленным перепускным воздухом. (Турбореактивные двигатели и большинство турбовентиляторных двигателей с малой степенью двухконтурности, которые обычно использовались на реактивных лайнерах более раннего поколения, неперенаправить основной выхлоп вперед, поскольку это отвечает за большую часть [или, для турбореактивных двигателей, за всю] тягу этих двигателей, но с конца 1960-х годов не было построено ни одного дозвукового авиалайнера с турбореактивными двигателями, в то время как крупномасштабное производство авиалайнеров с двигателями ТРДД с малой двухконтурностью закончились в первые несколько лет 21 века [и большинство производителей уже отказались от двигателей с малой двухконтурностью в 1980-х и начале 1990-х].)

^{3. Реверсоры} мишенного типа наиболее заметны на большинстве старых реактивных лайнеров с турбовентиляторными двигателями с малой степенью двухконтурности (таких как DC-9 Classic и 737 Original), а также на некоторых более новых конструкциях (таких как DC-9-80 и Fokker 100/70), где большие ковшеобразные створки откидываются за выхлопной трубой двигателя, перенаправляя выхлопные газы вперед. Напротив, реверсоры грейферного типа (тип, который можно увидеть на 727, самых первых 737 Originals [до того, как они были заменены реверсами мишенного типа] и на большинстве реактивных лайнеров Airbus) имеют двери, которые распахиваются по бокам двигателя, чтобы перенаправить байпасный воздух, а иногда и выхлоп из активной зоны вперед, а каскадныйреверсоры (которые можно увидеть на большинстве реактивных лайнеров Boeing с большим байпасом) сдвигают всю заднюю часть капота назад и используют лопатки продуманной конструкции для перенаправления байпасного воздуха вперед через щель, открытую в капоте.