Возможно ли так сильно свалить самолет, что нос отказывается опускаться из-за отсутствия скорости полета?

То есть, в основном, сваливание от высокого угла атаки до точки, когда весь самолет просто падает с задней частью, направленной прямо вниз?

Потому что, если ветер больше не проходит через крылья, то это включает в себя руль высоты, а руль высоты не может отклонить ветер без скорости движения вперед?

Если ваш самолет аэродинамически стабилен, малейшее отклонение от этого полета вперед-назад приведет к тому, что ваш самолет сначала повернется вперед.
Если вы сбрасываете реактивный истребитель с зависшего вертолета, примерно так и происходит. (Или игрушечный реактивный истребитель из ваших рук)
Если вы сначала опустите заднюю часть реактивного самолета, воздушный поток будет проходить над крыльями, только в противоположном направлении.
Вы действительно имеете в виду «задний конец направлен прямо вниз» или вообще просто направлен вниз? Многие из приведенных ниже ответов относятся к ситуации, когда самолет наклонен вверх, что приводит к недостаточной скорости, чтобы обеспечить достаточные полномочия управления для изменения положения самолета. Это условие не относится к положению с углом наклона 90 градусов (т. е. хвост направлен прямо вниз), но я думаю, что оно соответствует цели вашего вопроса.

Ответы (5)

Да, это называется глубоким сваливанием , и в основном это проблема с самолетами с Т-образным хвостом, особенно с крыльями со сверхкритическим аэродинамическим профилем (например, линейка региональных реактивных самолетов CRJ).

Такие крылья сваливаются с передней кромки, и отрыв потока сваливания быстро и полностью распространяется по всему крылу одновременно, поэтому остаточный момент тангажа носом вниз очень мал. Кроме того, Т-образный хвост оказывается в месте, где он находится в кильватерной струе, идущей от крыла, и заглушается, и теряет способность наклонять нос с положительной подъемной силой, поскольку он сидит там в турбулентном следе от крыла.

Так что самолет просто мчится вниз в невосстановимой, стабилизированной, ну каше, и вот так блин в землю впьется. Испытательный самолет CRJ200 был потерян во время опытно-конструкторских испытаний, когда он попал в глубокое сваливание, и IIRC, парашют восстановления сваливания / штопора в хвосте не раскрылся (или у него не было его в то время, я забыл какой).

Такие самолеты требуют, в дополнение к обычному встряхивателю ручки, толкателя ручки, чтобы перевернуть нос, толкая штурвал за вас, если вы ничего не делаете, пока встряхиватель уходит, до того, как может произойти естественный сваливание, поскольку естественное сваливание может быть необратимым. Как правило, если самолет имеет систему толкателя рукояти, это означает, что он имеет режим глубокого сваливания.

Также затронуты некоторые планеры с Т-образным оперением. Это особенно плохо, потому что планеры обычно летают в условиях, близких к сваливанию. Тем не менее, поскольку они достаточно маневренны, чтобы вращаться (в отличие от реактивных лайнеров), вы обычно можете перейти из глубокого сваливания в штопор и восстановиться оттуда (но при этом вы теряете гораздо больше высоты, чем в случае простого горизонтального выхода из сваливания).
Вы имеете в виду, что ему нужна MCAS?? ;-)
@vsz: Нет, это будет обычный киоск. Глубокий киоск — совсем другое дело.
Почему сверхкритический аэродинамический профиль способствует суперсрывам? В первом случае были обычные аэродинамические поверхности, как и в большинстве других случаев. Как только крыло полностью застопорилось, детали верхнего контура крыла больше не учитываются. В основном виноваты хвостовые двигатели, которые смещают центр тяжести (и, следовательно, крыло) ближе к хвосту и Т-образному хвостовому оперению.
@PeterKämpf: я бы не сказал, что это обычная киоск, если лифты в киоске вообще не работают. Единственный способ в этом конкретном случае - бороться с элеронами в надежде, что одно из ваших крыльев упадет, и вы начнете входить в штопор. Это требует времени, и вы теряете много высоты. Сравните это с обычным сваливанием, из которого вы можете легко восстановиться в типичном планере простым нажатием ручки, не теряя при этом более 50 метров высоты. (и инструкторы называли это глубоким стойлом)
@vsz: Теперь я задаюсь вопросом о нескольких вещах: Какой планер входит в глубокое сваливание, а затем в штопор? Какой реактивный лайнер не может вращаться (учитывая достаточное положение центра тяжести сзади)? Был модифицированный НАСА Schweitzer 1-36, который мог делать глубокие срывы - вы имеете в виду его? И можете ли вы догадаться, почему его пришлось модифицировать для глубоководных исследований?
@PeterKämpf: я не говорил, что он автоматически входит в вращение из глубокого срыва. И я не знаю всего о реактивных лайнерах, но я никогда не видел и не слышал примеров их вращения.
Крылья КА страдают от инициирования срыва LE из-за ламинарного пузыря, который формируется на несколько прямоугольном профиле LE. Когда поток, присоединившийся за пузырем, отрывается в каком-либо одном месте, возникает каскадный эффект, и поток отрывается от ЛВ сразу по всему пролету. Самолет сразу попадает в режим глубокого сваливания.

То, что вы описываете, является хвостовым оползнем, как было отмечено в другом ответе, но есть состояние , при котором крыло останавливается, и нормальный метод восстановления (примените вниз руль высоты и подождите, пока нос опустится и наберет скорость) не может быть использовал.

Это называется «глубокое сваливание» и возникает только при определенных схемах полетных поверхностей. Одним из наиболее известных является Т-образное хвостовое оперение, в котором расстояние между крылом и горизонтальным оперением таково, что турбулентная струя от заглохшего крыла может полностью покрыть стабилизатор и рули высоты, что делает невозможным преодоление сопротивления этими поверхностями. поднимая нос вверх. Это может сделать глубокое сваливание неустранимым на некоторых самолетах с Т-образным хвостовым оперением (F-104 был печально известен этим, и это также влияет на некоторые планеры).

Следует отметить, что глубокое сваливание (обычно называемое «падающим листом») было обычным маневром во времена бипланов с тканевым покрытием; у многих из них было достаточно полномочий руля высоты, чтобы удерживать стойло, и достаточно руля направления, чтобы удерживать стойло «прямо вперед», а не позволять ему вращаться. Их использовали как альтернативу скольжению, чтобы сбросить высоту, не допуская чрезмерного увеличения скорости полета. Большинство конструкций монопланов (с которыми я знаком) не обладают достаточным авторитетом по тангажу, чтобы удерживать глубокое сваливание (частью обеспечения устойчивости самолета к штопору является мягкое сваливание), поэтому этот маневр выпал из общего знакомства.

Отличие управляемого глубокого сваливания от неустранимого заключается в потере авторитета по тангажу из-за захлопывания горизонтального хвостового оперения.

Падающий лист — это не глубокий ларёк en.wikipedia.org/wiki/Stall_(fluid_dynamics)#Deep_stall . Глубокий срыв по определению неустраним. Вы можете управлять многими самолетами с полностью выдвинутой задней ручкой, и эта штука будет трястись, трястись и подпрыгивать кусочками руля направления, чтобы она не скатывалась. Я делаю это в своем время от времени. Внешнее крыло все еще не заглохло, и даже если хвостовое оперение будет заглушено, в крыле все еще остается значительный момент тангажа, который может привести к опрокидыванию носа. Это только глубокое сваливание, когда нет авторитета хвоста и присутствует минимальный момент тангажа или его нет вообще.
Вначале ответ немного вводит в заблуждение, но на самом деле он не говорит, что хвостовой спуск — это глубокое сваливание. Согласен, стойло «падающий лист» — это не глубокое стойло.
@JohnK Должно быть, определение изменилось. Я узнал (давно), что «падающий лист» на самом деле был искусственно поддерживаемым глубоким сваливанием, точно так же, как «детермализатор» на модели свободного полета вызывает глубокое сваливание, но (если R / C DT) самолет восстановится, если декальация 30-45 градусов восстанавливается до нормального значения.
Да, вы «глубоко свалены», но хвост все еще создает прижимную силу, чтобы противодействовать моменту тангажа (помните, что во время сваливания КП перемещается назад, увеличивая момент тангажа, предъявляя больше требований к прижимной силе на хвосте). меньше глохнет при загрузке и разгрузке хвоста. Однако, если отпускание ручки приводит к восстановлению, то это не НАСТОЯЩЕЕ глубокое сваливание, когда хвост не способен создать какой-либо момент тангажа ни вверх, ни вниз, а момент тангажа от самого крыла незначителен.
Характерной чертой глубокого сваливания является вторая точка устойчивости по тангажу при большом угле атаки. Да, это может быть достигнуто с огромным отрицательным отклонением всего горизонтального оперения (управления рулем высоты недостаточно), как это делается в моделях свободного полета. Теперь хвост будет использоваться как скоростной тормоз и потеряет все возможности по тангажу, так что самолет рухнет с неба. Ни один из известных мне пилотируемых планеров не способен на такой спуск.

Да. Перемещение ЦТ все дальше и дальше назад в конечном итоге приведет к тому, что самолет будет стабильно падать назад. Злоупотребление задними ограничениями центра тяжести способствует этому состоянию.

Во-вторых, плохая конструкция горизонтального стабилизатора, в частности, отсутствие достаточной площади «флюгера», сделает самолет более восприимчивым к неустранимому «глубокому сваливанию». На моделях это проверяют, удерживая самолет горизонтально относительно земли и отпуская его без движения вперед. Относительный ветер, составляющий 90 градусов по отношению к крылу и хвосту, означает, что они оба свалены, но тангажный момент от DRAG на горизонтальном стабилизаторе, задней части фюзеляжа и задней кромке крыла должен опрокинуть нос вниз и вывести самолет из равновесия. .

Крылья большего удлинения и/или более короткий фюзеляж требуют большей площади хвостового оперения для того же крутящего момента по тангажу, И большее отношение веса к площади поверхности (большая плоскость) также требует большего отношения площади хвостового оперения к крылу.

Расположение всех важных горизонтальных стабилизаторов также может повлиять на его характеристики. Если он находится в «тени» крыла, как в случае с Т-образным хвостовым оперением, очень большой угол атаки может ограничить его способность создавать крутящий момент при уменьшении тангажа. Нисходящий поток от крыла также может повлиять на «низкий» Hstab. Удлинение фюзеляжа - это средство не только для устранения эффектов воздушного потока в крыле, но и для увеличения плеча рычага крутящего момента по тангажу самолета, что позволяет сделать Hstab того же размера более эффективным.

Угол наклона тяги также является ключевым фактором, способствующим уменьшению крутящего момента. У многих самолетов линия тяги наклонена вниз на несколько градусов, что помогает контролировать тенденцию к увеличению тангажа при ускорении самолета.

Выбор звука и проверенного дизайна важен, а также удержание компьютерной графики в определенных пределах.

В качестве комментария по поводу злоупотребления C of G, в дельтапланеризме пилоты нередко неправильно оценивают и летят со слишком большой воздушной скоростью, с неизбежным результатом увеличения на целых 15-20 футов. Вспышка дельтаплана, по сути, отталкивает вашу ЦТ полностью назад. Если это произойдет, очень важно удерживать факел, чтобы хвост скользил вниз устойчиво – вам будет тяжело приземляться, но обычно это нормально. Если вы запаникуете и отпустите его, параплан немедленно пойдет носом вниз, чтобы попытаться выйти из сваливания, что обычно занимает около 100 футов или около того. На расстоянии 15-20 футов от палубы это не очень хорошо.

Нет, невозможно, чтобы нос «отказался опускаться» с «задним концом, направленным прямо вниз».

Если самолет идет вниз хвостом вперед, то поток воздуха ЕСТЬ над крыльями. На короткое время он может быть в неправильном направлении, но центр тяжести и расположение крыльев вскоре направят его в правильном направлении. Когда нос снова направлен вниз, крылья все еще могут заглохнуть, но над крыльями будет проходить поток воздуха, и сваливание можно будет восстановить с помощью правильных управляющих воздействий.

У меня есть друг, который испытал настоящий естественный свал на CRJ200, когда поток был остановлен экструдированным герметиком на одной передней кромке, и крыло остановилось до точки срабатывания нормального толкателя во время испытаний. Что их спасло, я думаю, что только одна сторона отпустила, и она скатилась с лезвия ножа и упала таким образом примерно как дротик на газоне, так что вертикальный плавник снова направил нос вниз, и он смог чтобы катить его прямо и оправиться от пикирования. Вызвано выпуском кондиционера до того, как герметик для зазоров LE полностью затвердеет. Это все, что потребовалось.

Если самолет с традиционной компоновкой попадает в хвостовой салазок, маловероятно, что он сможет долго сохранять такое положение. Хвост имеет небольшую массу по сравнению с остальной частью самолета и значительный момент между хвостовыми поверхностями и центром масс самолета. По мере накопления отрицательной воздушной скорости (сначала падающий хвостом) аэродинамические силы, действующие на хвост, заставят его перевернуться. Угловой момент будет продолжать вращение до тех пор, пока не будет достаточно противостоящей аэродинамической силы, чтобы остановить его. В то время как глубокое сваливание может быть неустранимым, скольжение хвостового оперения должно быть устранимым, учитывая прочный планер, достаточную высоту и правильное время управления.

Гипотетически:

Для самолета обычной компоновки, если он был выпущен при нулевой воздушной скорости и горизонтальном положении, большая площадь поверхности хвоста, а также большая площадь поверхности крыла позади его центра тяжести создадут силу, которая повернет его нос. вниз. Что отличает этот сценарий от глубокого сваливания, так это то, что состояние нестабильно и сильно заставляет планер двигаться в сторону нормально ориентированного воздушного потока.