В чем преимущество комбинации педалей руля направления и тормоза в самолете?

Все самолеты, которые я когда-либо видел, имеют функции руля направления и торможения, объединенные в один набор из двух педалей. Для управления рулем вы нажимаете на нижнюю часть педалей, чтобы они скользили вперед и назад по гусеницам, а для управления тормозами вы нажимаете на верхнюю часть педалей, чтобы они вращались к полу. Левая педаль управляет тормозом левого колеса, а правая педаль управляет правым тормозом, поэтому вы можете использовать дифференциальное торможение для поворота самолета. При управлении рулем направление движения двух педалей блокируется (т. е. нажатие на правую педаль приводит к перемещению правого руля, левая педаль перемещается назад, а правая педаль движется вперед).

Из-за двух разных движений (вращение для тормозов и скольжение для руля) нет проблем с нажатием на тормоза, когда вы хотите управлять рулем, или наоборот. Типичное раннее обучение состоит в том, чтобы управлять рулем, используя пальцы ног на нижних частях педалей, поэтому ставить всю ногу на педаль только для приведения в действие тормозного механизма.

Вот несколько конструктивных ограничений:

• В отличие от автомобиля, иногда необходимо задействовать левый тормоз независимо от правого тормоза. (См. Что такое дифференциальное торможение? для получения более подробной информации и изображений.)
• Необходимо управлять рулем направления, и вы должны иметь возможность перемещать его в любом направлении.
• Пилот должен иметь возможность вносить небольшие и быстрые корректировки в обоих направлениях.
• Пилот должен иметь возможность использовать оба одновременно.
• Пилот должен иметь возможность использовать и то, и другое, одновременно контролируя тангаж и крен.

Исходя из этого, довольно легко увидеть, что кнопка, рычаг или тумблер где-то не удовлетворяют всем этим требованиям, особенно если для этого нужно использовать руки (которые уже заняты коромыслом).

На самолете есть три оси движения, которыми пилот может управлять напрямую, и в текущих конструкциях органы управления полетом перемещают самолет в том же направлении, в котором они перемещаются:

• Крен управляется поворотом штурвала влево и вправо, который опускает крыло в том направлении, в котором вы его поворачиваете.
• Шаг регулируется путем толкания коромысла вперед или оттягивания его назад, заставляя нос подниматься или опускаться.
• Рыскание контролируется нажатием педалей в том направлении, в котором вы хотите, чтобы нос повернулся.
• Поскольку ваши ноги уже находятся на педалях руля, и вам также нужны две педали тормоза (укажите одну сверху), они обычно просто помещают тормоза на верхнюю часть педалей руля, чтобы их можно было использовать одновременно. ¹

¹ В некоторых старых самолетах также есть ручные тормоза, которые требуют использования вашей руки. От него в значительной степени отказались в пользу тормозов с носком (или пяткой), поскольку он не допускал дифференциального торможения.

Это по дизайну.

У самолета есть три оси для движения, в отличие от автомобиля, поэтому пилот должен иметь больше возможностей для управления . Поскольку у приматов две ноги и две руки, конструкторы самолетов используют ножные педали для управления рулями.

Поскольку Ньютон сформулировал первый закон движения до того, как были построены самолеты, нам нужно было придумать способ останавливать самолеты, и поэтому были изобретены тормоза. Но в отличие от автомобилей, где для торможения используется ступня или ступни, педали руля уже занимали эту область. И поэтому конструкторы самолетов добавили тормоза поверх педалей руля направления.

Как и все остальное, это также развивалось со временем.

Направление руля направления в самолетах, начиная с «золотого века» полета между двумя мировыми войнами и в 21 веке, управлялось пилотом с помощью пары педалей, в то время как в эпоху до 1919 года управление рулем направления чаще всего осуществлялось. управляется с помощью прочного «руля направления» с центральным шарниром, на концах которого обычно есть педали и / или приспособления, похожие на стремена, чтобы ноги пилота могли оставаться близко к концам задней поверхности руля.

Я не согласен с утверждением, что их объединение приводит к какой-либо путанице. Педаль руля/тормоз в сборе очень проста для понимания и освоения. Ошибки, которые вы совершаете в студенческие годы, минимальны и в любом случае не случаются после небольшого обучения.

Еще одна причина, по которой педали руля находятся на полу, заключается в том, что при скоординированном повороте вам, возможно, придется добавить небольшой руль направления вместе с креном самолета. Поскольку руки привыкли к крену, педали руля направления управляются ногами. Эта ситуация применима только во время полета.

Во время полета тормоза не действуют, так как включаются основные стойки шасси.

Во время руления , когда вы нажимаете на педаль руля направления (не нажимая на тормоза), на небольших самолетах поворачивается носовое колесо.

Еще один фактор... это приводит к более естественному использованию элемента управления. Поскольку многие самолеты управляются по земле с помощью дифференциального торможения, пилот будет использовать тот же контроль и тот же основной мыслительный процесс для рыскания на земле, что и в воздухе. В воздухе левый руль направления по рысканию влево. На земле нажмите на верхнюю часть левой педали руля направления, чтобы повернуть налево. Это на одну деталь меньше, которую должен помнить пилот. У них уже есть много деталей, поэтому любое снижение нагрузки на пилота — это большой бонус.

Ранние самолеты, особенно ранние авиалайнеры, такие как Ford Trimotor и DC2, использовали тормозной стержень для дифференциального торможения (называемый «стержень Джонсона» ... он был около 0,75 метра в длину, так что, вероятно, было задействовано некоторое принятие желаемого за действительное), что требовалось изрядное количество навыков, чтобы овладеть ими, а также изрядная сила рук. Гидравлические тормоза на педалях руля направления были огромным улучшением.