Можно ли восстановиться после плоского штопора?

F-14 особенный; чтобы остановить плоское вращение, нужно потянуть за палку. Затем вращение может быть восстановлено.

Это отличается от того, что вы узнаете об обычных вращениях, где толкание палки было бы лучшим методом восстановления. В плоском штопоре передняя часть фюзеляжа доминирует над аэродинамическими силами, и мы все знаем, что нет никаких управляющих поверхностей, которые могли бы повлиять на этот поток. Крылья и горизонтальные поверхности полностью разделены, а отклонение руля высоты практически бесполезно. Как указывали ранее, плоское вращение можно остановить, только сместив центр тяжести вперед или развернув парашют . F-14 был исключением.

Спиннинг F-14

Вначале ВМС потеряли несколько F-14 из-за плоского штопора. Затем они изучили явление в Пакс-Ривер , и в конце концов Билл Бирле обнаружил, что руль высоты экранирует воздушный поток от двух вертикальных хвостов F-14, когда ручка управления нажата, но уходит в сторону, когда ручка полностью вытягивается. корма Надо знать, что руль высоты Ф-14 это полноценная летающая поверхность, а диапазон движения от -20° до +70°. При +70° он почти совпадает с воздушным потоком в плоском штопоре, и теперь вертикальные хвосты уже не в кильватерном следе руля высоты. Теперь они могут снижать высокую скорость рыскания, что, в свою очередь, уменьшает высокий момент тангажа вращающегося фюзеляжа. При более низком инерционном моменте подъема руль высоты должен быть возвращен в нейтральное положение, а сопротивления крыла и руля высоты достаточно, чтобы полностью опустить самолет и выйти из штопора.

Устойчивые от природы летающие крылья никогда не входят в плоское вращение; все их режимы вращения довольно крутые из-за отсутствия сильного инерционного момента от продольного распределения масс.

Влияние массового распределения

Думаю, теперь мне нужно объяснить инерционный момент, который вызывает высокий шаг в некоторых самолетах. Ось вращения штопора находится близко к носу самолета, а хвост максимально удален от этой оси. В плоском штопоре ось вращения еще больше назад, ближе к центру тяжести. Все части самолета вращаются с одинаковой скоростью рыскания, и центробежная сила от этого рыскания линейно растет с расстоянием от оси вращения. Эта разница в центробежной силе вдоль продольной координаты самолета тянет самолет в почти горизонтальном положении.

Посмотрите этот фильм о вращающемся XB-70, чтобы понять, как он выглядит. В зависимости от настроек элевона, ось вращения находится где-то между кабиной и носовой частью треугольника крыла. С поврежденной конфигурацией (смотрите без звука, чтобы не отвлекаться) вы получаете типичное плоское вращение с осью вращения, близкой к центру тяжести, поскольку на большинстве поверхностей действует мало всасывающих сил - только сопротивление и носовой вихрь (подробнее об этом ниже). ) оставаться.

Как избежать плоских вращений

Если у вас есть конфигурация, склонная к плоскому вращению, вам нужно изменить форму законцовки фюзеляжа. Вращающаяся законцовка фюзеляжа под большим углом атаки будет создавать вихри сбоку от него, и рыскающий момент этих вихрей будет усиливаться с увеличением рыскания. Вот почему плоское вращение является самостабилизирующимся. Одним из способов подавления этих вихрей является размещение вдоль носа небольших полос-спойлеров (которые фиксируют положение вихря и уменьшают этот эффект самостабилизации), а другим - сделать форму носа более плоской.

К сожалению, сделать это можно только задолго до взлета.

Ответ на ваш вопрос

Относительно сценария «Лучший стрелок»: если F-14 находится под большим углом атаки, а струя воды попадает на него асимметрично, самолет может войти в штопор. Но оттуда еще далеко до полностью развитого плоского штопора, и я ожидаю, что опытный пилот сможет оправиться от этого мгновенного расстройства.

Ключ к выходу из плоского штопора частично заключается в конструкции самолета (акробатические самолеты сконструированы так, чтобы выдерживать более «плоский» штопор, чем обычные самолеты, и быстрее восстанавливаться), частично в нагрузке (в частности, в расположении центра тяжести) и отчасти в том, насколько "плоским" является вращение.
Однако для любого самолета наступит момент, когда у вас просто не будет возможности управления, чтобы восстановиться (если не будет чего-то экстремального, такого как установка бутылок JATO на крыло и запуск их в направлении, противоположном направлению вращения, чтобы остановить вращение).

Определенно есть случаи, когда пилотам удавалось оправиться от плоского штопора - одним из примеров является история владельца Piper , на которую указал Джей Карр. Иногда самолет может даже восстановиться самостоятельно, например, «бомбардировщик кукурузного поля» , который фактически восстановился после катапультирования пилота.

Я не могу найти статью, но помню, как в начале своего обучения читал историю об инструкторе и ученике, которые случайно попали в вращение, отрабатывая партер. Вращение стало плоским, и они смогли восстановиться, только буквально забравшись вперед на противобликовый щит, чтобы сместить центр тяжести вперед достаточно далеко, чтобы нос опустился, и обычные процедуры восстановления из вращения были эффективными.

Что касается предотвращения плоских вращений, их лучше всего избегать, полностью избегая вращений и применяя быстрые и правильные входные данные для восстановления, если вращение было введено непреднамеренно (вращения имеют тенденцию «сходить на нет» по мере их развития, поэтому раннее восстановление сводит к минимуму риск неудачи). «обычное» вращение становится плоским).
Насколько легко это восстановление, зависит от загрузки самолета (центра тяжести) - как показано в примере «забраться на противобликовый щит» выше.

Я оправился от плоского вращения, тренируясь на Extra300L. Вот видео (вы заметите вторичное сваливание на 0:33, потому что я слишком сильно тянул в пикировании).

Интересно отметить, как человек входит в такой штопор: сначала входишь в обычный штопор, даешь ему развиться до конца, а потом все делаешь не так: прибавляешь на полную мощность, тянешь на больной, нажимаешь "мягкий" руль в сторону вращения.

Происходит очень интересно: штопор начинает ускоряться по мере того, как точка вращения перемещается откуда-то перед носом, назад, пока не окажется внутри самолета, и нос движется в одну сторону (левый борт ЭГ), а хвост в другую (правый борт). ). Он вращается несколько раз в секунду.

Восстановление было довольно стандартным в Extra300L: просто PARE, и вы через секунду (это похоже на час)

Каждый тип самолета имеет свой уникальный способ вращения. Он также может иметь неправильный путь вращения с частичным плоским вращением.

В плоском вращении вы почти не имеете власти над органами управления, но центр тяжести (ЦТ) в переднем положении (все самолеты обычно сконструированы таким образом) преобразует плоское вращение во вращение с пикированием и, таким образом, снова набирает обороты. авторитетом на руле можно быстрее выйти из штопора.

Именно более высокий вес в переднем положении вместе с гравитацией является основной причиной преобразования плоского вращения в ныряющее. Большинство современных легких самолетов рассчитаны на автоматический выход из штопора даже без каких-либо действий со стороны пилота. Выйти из штопора тоже довольно просто, но как это зависит от самолета к самолету. Обычно вы ставите полный руль направления против направления вращения, медленно толкаете стик немного вперед и ждете. Пилотажные самолеты с удовольствием делают штопоры без каких-либо дополнительных рисков по сравнению с обычным полетом.

Настоящей проблемой является большая потеря высоты в ожидании выхода из штопора. Самолет будет иметь большую вертикальную скорость, поэтому опасность исходит от недостаточной высоты в начале штопора. Вращение при приземлении обычно смертельно опасно. При неограниченной высоте каждый самолет математически рано или поздно вышел бы из любого штопора просто из-за трения о воздух, но это теория, поскольку высота всегда довольно ограничена. Еще одна проблема со спинами заключается в том, что вы можете вообще не осознавать, что вращаетесь, и поэтому предпринимать неправильные действия.

Военные самолеты бывают разные. Они построены так, чтобы быть динамически нестабильными для лучшей реактивности. Я мало о них знаю. Тем не менее, с ЦТ в переднем положении они тоже должны преобразовать плоское вращение в вращение в пике. Основная проблема по-прежнему заключается в достаточной высоте. Несколько вращений могут быть всем, что у вас есть, прежде чем вы достигнете земли.

Чтобы намеренно войти в спин, нужна низкая скорость; это состояние сваливания только одного крыла, которое упадет, начав автовращение, которое затем преобразуется во вращение. Всего этого можно легко избежать при достаточной скорости. Даже если двигатели заглохнут, вы всегда сможете скользить к земле с любой скоростью.

Плоский штопор — это штопор, при котором самолет находится в сбалансированном состоянии . Он просто крутится по кругу, как волчок. Он не восстановится, потому что силы, действующие на самолет, уравновешены. Органы управления и мощность двигателя становятся совершенно неэффективными.

Может ли это случиться? Да, в зависимости от конструкции самолета и центра тяжести. Если CG сзади, это более вероятно.

Как избежать? Чтобы крутиться, нужно сначала заглохнуть . Избегание сваливания и надлежащие процедуры выхода из сваливания - это способы.

Мой инструктор, который был военным летчиком, рассказал нам, что один пилот F-16 вошел в штопор, когда играл. Он не хотел катапультироваться, так как записи показали бы, что он потерял вполне исправный самолет сам по себе, а не из-за поломок или аварий. Он выбрался из кабины к носу. Это нарушило баланс и опустило нос. Затем он поднялся обратно и поднял самолет.

Я взял студента CFI на обязательную тренировку по штопору на Cessna 152 Aerobat. Он сделал 3 вращения вправо и выздоровел. После того, как он завершил 3 вращения влево, процедура восстановления не сработала, поэтому я сказал ему повторить. Второе восстановление также не удалось, поэтому я взял на себя управление. К этому моменту вращение превратилось в плоское вращение носом к горизонту и гораздо более быстрое, чем обычно, вращение вокруг центра самолета и очень высокую скорость снижения. Я тоже пробовал процедуру восстановления безрезультатно.

Перед полетом студент научил меня технике выхода из штопора, как если бы я был студентом. Хотя я тысячу раз слышал фразу «быстро двигай штурвал вперед», на этот раз я задумался, почему «быстро» так важно. Я вспомнил свои размышления посреди нашего плоского штопора с выдвинутым вперед коромыслом. Затем я вернул коромысло в кормовое положение и снова «резко» бросил его вперед. Когда я это сделал, я заметил небольшое качание в тангаже самолета. Я повторил это, хлопнув штурвалом полностью назад и снова вперед. С каждым разом самолет раскачивалось все сильнее. После того, как это было сделано примерно 6 раз, самолет качнулся (накренился) носом достаточно низко, чтобы восстановить поток воздуха над рулем направления и обеспечить восстановление.

У нас с учеником сильно закружилась голова после того, как мы так долго крутились так быстро. Студент был настолько потрясен этим опытом, что бросил летную подготовку.

Вернувшись в летную школу, я сообщил, что произошло. Механик сказал мне, что иногда может происходить плоский штопор при правильном количестве топлива в баках, где-то наполовину. Он сказал, что при начальном вращении топливо может подбрасываться к концам крыльев, что в сочетании с вращением может создать своего рода гироскопический эффект и заставить самолет совершить плоское вращение. Не уверен, что это правда, но в то время это казалось правдоподобным, потому что у нас было половина баков.

Я не утверждаю, что это правильный способ восстановления после плоского штопора любого самолета, но в то время у меня не было вариантов, и это, кажется, спасло мне жизнь.

Лучшая техника восстановления после плоского штопора будет варьироваться от одного самолета к другому. У меня была радиоуправляемая модель самолета в основном обычной конструкции с высокорасположенным крылом (но с изрядной долей поперечного угла и без элеронов), которую можно было привести в очень плоский штопор. Восстановление было возможно ТОЛЬКО, если я приложил силу; одни руль и руль высоты не справились бы. На самом деле добавление мощности вывело бы самолет из штопора, даже если бы руль направления и руль высоты оставались в центре. Затем я добавил к крылу элероны и обнаружил, что использование элеронов в штопоре также является эффективным методом восстановления. Опять же, этот метод был достаточно эффективным, чтобы обеспечить восстановление, даже если руль направления и руль высоты оставались в центре.

Я летал в Гарварде 7 лет (с 1961 по 1968) в Калгари (CYYC), занимаясь посевом облаков (подавлением града). Предварительно модифицированные MK2 иногда впадали в плоское вращение. Мы не практиковали это, но нам сказали раскачивать нос AT6 вверх, а затем вниз, прилагая полную мощность, и в то же время полностью оттягивать штурвал назад, а затем немедленно толкать штурвал вперед до упора одновременно с возвращая мощность на холостой ход. Надеюсь, это заставит AT6 опустить нос, чтобы набрать скорость. Затем вернуться к горизонтальному полету. Затем они исправили плоское вращение AT6, добавив свинцовые грузы к креплениям двигателя, которые находятся впереди CofG. В MK4 во время производства был встроен передний дополнительный вес, что решило проблему. ДХ

Плоский штопор является наихудшим сценарием ошибки пилота и фатальным для всех типов самолетов, кроме истребителей, и при тяговооруженности не менее 0,72-0,75. Таким образом, даже военный A10 будет потерян, если это произойдет, не говоря уже о любом пассажирском самолете. Однако у современных самолетов ЦТ смещена к носу с массивными двигателями, и у них есть шанс сместить нос вниз, если на ранней стадии плоского штопора. Если развернуться, и самолет идет как падающий лист, или вращаясь стабилизировался, шансов на восстановление нет.