В целом, чем отличается управление самолетом в перевернутом полете от вертикального?

Перевернутый полет — это полет с углом крена от 90° до 270° (хотя классически он относился конкретно к полету с углом крена 180°, т. е. вверх ногами). Чем вообще управление самолетом в перевернутом полете отличается от управления самолетом в вертикальном (не перевернутом) полете?

Частично вдохновлен чтением о крушении рейса 261 авиакомпании Alaska Airlines , в том числе о том, как пилоты, по-видимому, пытались (хотя и безуспешно) вывести свой самолет из последнего пикирования, перевернув его.

Вы можете ограничить свой вопрос конкретным планером (например, MD-83) или, возможно, общей группой самолетов. Этот вопрос довольно широк, и некоторые самолеты спроектированы так, чтобы хорошо работать в перевернутом положении, в то время как другие не могут дать широкий ответ, который будет сложно определить.
Безусловно, имеет значение, загружен ли самолет отрицательно или положительно. И то, и другое было бы возможно.

Ответы (4)

Как правило, если ЦТ не находится достаточно далеко назад (как это часто бывает с самолетами, предназначенными для высшего пилотажа), потребуется много передней ручки или штурвала, чтобы держать нос достаточно высоко для продолжительного полета в перевернутом положении. При неадекватном входе штурвала вперед или ручки воздушная скорость может увеличиваться очень быстро, поскольку траектория полета изгибается к земле, и высота быстро теряется.

У этой оранжевой радиоуправляемой модели планера даже нет элеронов, и он имеет аэродинамический профиль с плоским дном, но он может летать в перевернутом полете. (Управление по крену затруднено - перевернутый, широкий поперечный угол очень дестабилизирует.) При правильной технике почти любой самолет, вероятно, будет управляемым в продолжительном перевернутом полете. Безопасное попадание туда после вертикального полета и последующее безопасное возвращение к вертикальному полету может быть другим вопросом, особенно если скорость крена низкая.

Очевидно, будут ли двигатели получать достаточно топлива и смазки, чтобы продолжать работать во время продолжительного полета с отрицательной перегрузкой, и что произойдет с органами управления полетом, если они этого не сделают, будет варьироваться от одного самолета к другому.

В MD-88 это не может быть слишком сложно. Дензел Вашингтон сделал это в нетрезвом виде ;-)
Этот ответ можно было бы улучшить, добавив комментарий о неблагоприятном рыскании в соответствии с авиацией . упоминалось в другом ответе

Одним из факторов любого типа полета является скорость полета. Указанные 250 узлов будут торнадо EF 5. Большинство объектов, не прикрепленных к земле, будут летать в любой конфигурации, вертикально, перевернуто, даже на боку. Оригинальный X1, преодолевший звуковой барьер, имел (по сегодняшним меркам) удивительно похожие на планер крылья. Их уменьшение позволило добиться еще более высоких скоростей.

Ограничения и проблемы перевернутого полета в основном связаны с обучением пилотов, расходом топлива, дифферентом и предметами, падающими на потолок. Обратите внимание, что вес, направленный вперед, и руль высоты «вверх» вызовут быстрое опускание в перевернутом положении, что исправляется путем обрезки руля высоты «вниз» (это новое положение вверх).

Самолет, перенастроенный, будет летать, хотя и менее эффективно. Полностью симметричный аэродинамический профиль (обычный для пилотажных самолетов) минимизирует эти различия. Скорость сваливания зависит от самолета в перевернутом полете, но ее можно избежать. Самолет, даже рейс 261, будет иметь рабочий диапазон полета.

К сожалению, в случае рейса 261 они имели дело с заклинившим, а затем полностью отсоединившимся горизонтальным стабилизатором (якобы плохой конструкции и ненадлежащим образом обслуживаемым), и у них просто не было шансов, когда он вырвался на свободу. Если бы самолет был в надлежащем рабочем состоянии, я не сомневаюсь, что эти два опытных пилота, получив разрешение, могли бы легко лететь перевернутым.

Можно было бы ожидать меньшей устойчивости к крену от угла наклона, но большей от того, что фюзеляж и хвостовое оперение (вес) находятся под крылом. Жалко, что не смогли спасти.

Кроме того, устойчивость к крену, стреловидность крыла вносят стабилизирующий эффект как в полете с отрицательной нагрузкой, так и в полете с положительной нагрузкой; только при 0 G этот эффект исчезает. Это можно было бы включить в последний абзац этого ответа.

Еще один аспект, не упомянутый до сих пор, заключается в том, что, поскольку теперь вы эффективно удерживаете «нижнюю половину» ручки управления (относительно направления аэродинамических сил), управление не только по тангажу, но и по крену, которое в некотором смысле инвертируется. Но педали и руль остаются прежними, поэтому, чтобы сделать согласованный поворот, вам нужно двигать ручку в направлении, противоположном педали, на которую вы нажимаете.

Или, другими словами, нужно выворачивать голову за пределы поворота, а не внутрь, при полете в перевернутом положении.

В зависимости от того, как работает ваш мозг во время полета на самолете, для некоторых это может иметь большое значение.

Элероны и руль направления остаются «одной и той же стороной» независимо от их ориентации. В перевернутом положении у меня сначала дрожали колени, но с практикой становится намного лучше. Забудьте о привязке небо/земля, летите на самолете туда, куда хотите. Опыт работы на симуляторе или радиоуправлении поможет укрепить уверенность. Доверьтесь физике (и подрежьте палку по центру).
Поправьте меня, если я ошибаюсь (мыслить направо и налево в разных системах отсчета может быть странно), но я считаю, что управление в некотором смысле перевернуто. Что я имею в виду: если вы хотите повернуть направо в перевернутом положении (скажем, «направо» с точки зрения пилота), вам нужно отталкиваться правой ногой, но двигать стик в сторону левой руки, верно? Выполняя правый разворот в неперевернутом полете, вы толкаете правую ногу и двигаете палку вправо. (Я согласен, что это может показаться совершенно нормальным и естественным, если вы больше думаете о том, что на самом деле делает каждая поверхность управления, но движения ваших рук и ног отличаются.)
Мартин, я тоже немного поломал голову над этим. «та же сторона» означает отклонение руля направления при повороте, что должно быть деликатным при отрицательной нагрузке на крыло. Давайте повернем правую перевернутую перспективу пилотов. Самолет WRT на земле поворачивает налево. Настройка банка меня очень смутила. Мы откатывали голову от поворота (левый джойстик) и прикладывали немного больше усилий к ручке и немного больше мощности, чтобы поддерживать подъемную силу. «Внутри» будет правая педаль руля. Нашим глазам снаружи, внизу, может быть трудно увидеть, что впереди, но ваши данные сработают.

Большинство самолетов имеют асимметричные аэродинамические поверхности, оптимизированные для неперевернутого полета. Помимо прочего, это означает, что характеристики сваливания могут сильно отличаться (предположительно, хуже) для самолета в перевернутом полете. Я не могу найти его сейчас, но я недавно видел видео, где два похожих биплана летят прямо и горизонтально, один летит перевернутым прямо над другим. Верхний внезапно упал, ударив другого, и, кажется, оба разбились. Хотя я не могу доказать, что это так (и я не слышал о результатах официального расследования), мне кажется вероятным, что пилот верхнего самолета не знал о возможности значительного увеличения скорости сваливания. связан с перевернутым полетом.

Хотя вы можете быть правы в том, что повышенная скорость сваливания способствовала упомянутой вами аварии, мне трудно поверить, что пилоты-каскадеры не осознавали этого факта. Примечание: я предполагаю, что они были пилотами-каскадерами, хорошо разбирающимися в своем ремесле — большинство людей не подвергают себя такой опасности, не зная, что они делают (да, я знаю, что там есть идиоты, я предполагаю, что это не так). т среди них).
Я ничего не предполагаю об их квалификации, и по видео нельзя было судить, были ли они опытными пилотами-каскадерами. Какова бы ни была их квалификация, их явно недостаточно, чтобы предотвратить фатальную — и, вероятно, предотвратимую — неудачу.