Как эти Airbus A350 летают строем, не подвергаясь влиянию турбулентности следа?

Вы правы в том, что турбулентность в следе может представлять опасность при полете за другим таким же самолетом.

Из-за перспективы фотографии трудно увидеть фактическое положение тянущегося сзади самолета относительно тех, что находятся перед ним. Пилоты так делают на авиашоу, когда летают строем. Замыкающие самолеты, как правило, немного ниже тех, что впереди. Это обеспечивает хорошую видимость самолета, за которым они следуют. На более высоких скоростях, с которыми летят эти реактивные самолеты, вихревой след не упадет настолько, чтобы столкнуться с самолетом, расположенным достаточно близко позади и ниже.

Посмотрите на эту старую фотографию Thunderbirds. С этой точки зрения легче увидеть, что ведомый самолет также находится ниже траектории полета ведущего самолета.

Да, кажется, что самолеты позади лидера в строю будут затронуты турбулентностью следа. На самом деле, есть несколько факторов, которые делают его менее рискованным.

1. Самолеты строятся на больших высотах. Турбулентность в следе становится более серьезной проблемой на этапах взлета и посадки. Как упоминалось в Википедии :

   Турбулентность в следе особенно опасна в районе позади самолета на этапах взлета или посадки. При взлете и посадке самолеты работают на больших углах атаки. Такое положение полета максимизирует образование сильных вихрей. Вблизи аэропорта может находиться несколько воздушных судов, все из которых летают с малой скоростью и малой высотой, и это создает дополнительный риск турбулентности в следе из-за меньшей высоты, с которой можно восстановиться после любого расстройства.

2. Турбулентность в следе движется так ( источник ):

   

   Как вы можете видеть, в зависимости от погоды и ветра следующие самолеты будут знать, какое у них должно быть наилучшее положение относительно упреждения. Они избегают такой ситуации ( источник ):

   

3. Самолеты в строю летят не на одной высоте, а чуть выше или ниже свинца. Это очень сложно понять, когда смотришь с земли или на нескольких снимках.

То, что я собираюсь сказать, является моим собственным мнением. Я не утверждаю, что это правда, это просто мое понимание турбулентности в следе ... Я очень хочу учиться, поэтому не стесняйтесь поправлять меня, если я ошибаюсь :)

Я предполагаю, что турбулентность в следе - это движение воздуха (воздушного потока), вызванное самолетом, летящим вперед, независимо от того, движется ли воздушный поток вниз, вверх, вбок или по спирали - я понимаю разницу давлений - не углубляясь в движение частиц (молекул воздуха). Я думаю, вы просто должны учитывать четыре вещи:

1. ваше положение позади ведущего самолета: сразу за его фюзеляжем, сразу за одной из его законцовок крыла, за хвостовой частью его крыла, от оси ведущего самолета.

2. Ваше расстояние позади ведущего самолета: в нескольких футах позади (без столкновения с ним) или в милях от него?

3. размер следа увеличивается по мере того, как вы уходите далеко позади самолета, создающего турбулентность в следе, но его сила соответственно уменьшается.

Пункт 3 говорит вам, где НЕЛЬЗЯ размещать ваш самолет позади другого. Особенно в (относительном) месте, где след все еще мощный, и его размер достаточно велик, чтобы повлиять на ваши поверхности управления и огибающую крыла, и отправить ваш самолет в неудобное движение, резкое увеличение или потерю подъемной силы, дифференциальную подъемную силу и т. д.

Таким образом, прямо за другим самолетом вы можете лететь, не подвергаясь (сильному) влиянию турбулентности в следе, потому что размер следа недостаточно велик, чтобы отклонить ваш самолет в сторону, однако вы все равно столкнетесь с небольшой турбулентностью, особенно если вы летите сразу за ним. кончики крыльев. Худшая ситуация, когда вы летите в нескольких сотнях футов позади самолета: большой объем сильного спиралевидного воздушного потока, который вы не можете визуализировать. Предполагается, что за много миль скорость воздушного потока достаточно уменьшилась из-за потери прочности из-за расширения и сопротивления воздуха.

Конечно, турбулентность в следе за Cessna отличается от A380. Слабее и меньше для Cessna, что рассеивается довольно быстро. Это заставляет меня представить пункт четыре:

4. Размер плоскости, создающей след, и размер следующей плоскости. Удивительно, но вы можете поставить A350 сразу за другим A350, но вы не можете поставить Cessna сразу за A350. Это из-за трех вышеперечисленных моментов: на Cessna, вероятно, повлияет малейший поток воздуха, в то время как на A350 не будет сильного влияния из-за размера поверхностей (крыльев/элеронов). ударил следующий A350 достаточно сильно.

Однако это не означает, что рисков нет. Основной риск в таком тесном пласте – это вибрация. Летчиков-испытателей обучают определять их происхождение и бороться с ними.

И еще, у меня нет сравнимого по размеру самолета, поэтому я возьму DC10 или B52: я думаю, что вы не можете поставить такое раннее поколение самолетов сразу за A350 (или 787) из-за технологии Wing. (это связано с вопросом «есть ли у А350 что-то особенное?» ) У старых самолетов гораздо менее гибкие крылья, что делает их действительно чувствительными к жесткому воздушному потоку. Я не физик, но более гибкие крылья лучше распределяют перегрузки по этому крылу, значительно снижая вибрации и усталость.

Вот почему турбулентность в следе более опасна на более низкой скорости: след может увеличиться настолько, что нарушит зону полета следующего за ним самолета даже при самом тесном разделении. Вот почему турбулентность в следе является серьезной проблемой на более низких высотах, где движущийся воздушный поток очень плотный и сильно влияет на поверхности. По логике, широкие следы должны рассеиваться быстрее в плотной атмосфере, но (крошечный) спиралевидный вихрь может длиться несколько минут и по-прежнему очень опасен, особенно для небольших самолетов.
Реактивные истребители на авиашоу и в строю:
а) они летят на высокой скорости => недостаточное расширение, чтобы повлиять на ближайших ведомых;
б) формирование тандема требует выравнивания с ведущим самолетом => хорошее распределение в дифференциальной подъемной силе.
в) в тандемном строю ведомые обычно находятся ниже (реже выше) предшествующего самолета.

Наконец, управляющие поверхности Cessna (и закрылки) более чувствительны, чем те, что установлены на Боинге 777. Никогда не опускайте Cessna ниже и позади Боинга 777 в течение пяти-десяти минут, если вы не знаете, куда сместился путь турбулентности в спутном следе и/или приземлился.

Примечание: я не пилот. Меня просто интересует, как летает самолет. Существует множество документов о турбулентности в следе, вихрях в следе, схемах срыва и т. д. Некоторые из них противоречат друг другу, некоторые дополняют друг друга. На молекулярном уровне магия воздушного потока выглядит прекрасным примером теории хаоса. Но вышеизложенное является кратким изложением того, что я нашел здесь и там. Это не наука, просто мнение.