Почему у современных самолетов нет шасси, которое может поворачиваться, чтобы компенсировать боковой ветер?

Я знаю один самолет, который может делать именно то, о чем вы говорите, B-52:

Этот самолет имеет управляемое двухколесное шасси, которое позволяет экипажу направлять шасси вдоль взлетно-посадочной полосы, в то время как фюзеляж «отклоняется» на угол до 20° от осевой линии взлетно-посадочной полосы. Насколько я знаю, снаряжение подчинено ILS; вы набираете OBI на курс, и шестерня будет указывать этот путь, даже если самолет указывает другой курс.

Причина, по которой это было сделано, в первую очередь связана с конструкцией остальной части самолета. Это очень «плотная» конструкция, втискивающая большой вес в очень маленькую упаковку, требующая массивных крыльев и хвоста только для того, чтобы держать эту штуку под контролем на высоте. Эти поверхности затем становятся огромными парусами на более низких высотах, а с высоким расположением крыла в форме угла на относительно низком фюзеляже не так много места для ошибки. Пилоты B-52 часто говорят, что нужно лететь на 2 секунды впереди самолета, настолько медленно он реагирует на действия пилота. Таким образом, классические приемы «раскрутки», включающие жесткий руль направления с контр-элероном, просто не будут работать с BUFF. Вы должны приземляться с рывком и корректироваться после приземления, а также на сухой взлетно-посадочной полосе, что также не является хорошей идеей для самолета такого размера.

Современные авиалайнеры, при их размерах, в целом намного легче маневрировать, чем BUFF. Действительно большие, такие как 747, на самом деле также имеют управляемое основное шасси, но, насколько мне известно, основным шасси 747 можно активно управлять только на земле, и потому что они противодействуют переднему шасси (помогает поворачивать хвост на поворотах; представьте себе вождение что-то примерно в 4 раза длиннее, чем 18-колесный автомобиль), они фактически будут направлены дальше от линии взлетно-посадочной полосы при декрабе.

Четырех- и шестиколесные главные передачи, используемые на более крупных авиалайнерах (777, 787, A380), на самом деле имеют небольшой встроенный кастер; если вы посмотрите YouTube о посадках с боковым ветром ( их несколько ) , вы увидите, что два задних колеса каждой передачи сначала касаются и фактически поворачивают весь «грузовик» в соответствии с фактическим направлением движения самолета. Затем, когда самолет садится на шасси, а линии фюзеляжа возвращаются к взлетно-посадочной полосе, они выпрямляются. Самолетам с одно- и двухколесной главной передачей это не так нужно (и такая система не так эффективна, так как первая точка контакта шины находится непосредственно на уровне стойки шасси, а не за ней).

Мой опыт проектирования шасси связан с реактивными транспортными самолетами, отличными от B-52 или 747, но, основываясь на общих принципах дисциплины, здесь есть несколько комментариев, связанных с вопросами, поднятыми на плакатах.

• Необычная компоновка шасси B-52 — по существу, четыре основных шасси почти на одной линии на фюзеляже и отсутствие носового шасси — лучше подходит для системы вращения зубчатых колес, чем типичный авиалайнер с трехопорным шасси. Конструкторы всегда должны иметь дело с режимами отказов, и если отказ приведет к вращению только одной тележки главной передачи трехопорной компоновки, или один из них выйдет из строя с перегрузкой, результирующий дисбаланс может быть катастрофическим: большой момент рыскания сразу после приземление; несимметричные тормозные силы; отсутствие торможения одного грузовика при выходе из строя его шин; возможно, резонансная вибрация стойки вывела ее за пределы расчетного предела. Список можно продолжить.

• Полезная нагрузка будет уменьшена как минимум на несколько пассажиров. Никому из «управления» это не подойдет, для системы, в которой нет реальной продемонстрированной необходимости (см., Например, комментарий автора «за [12 лет] мне никогда не приходилось отклоняться или уходить на второй круг из-за бокового ветра») . По моему личному опыту посещения инженерных совещаний, если кто-то хочет добавить, скажем, 50-фунтовый предмет к 500 000-фунтовому самолету TOW, возникает сопротивление. Учтите, что управляемая главная передача и связанные с ней системы могут легко весить в десять раз больше, и она становится полностью не заводится. Большой провал в рентабельности самолета плюс введение режимов отказа, которые могут привести к потере корпуса, и все это для решения проблемы, которая скорее вызывает раздражение, чем реальную проблему.

• Небольшое отступление: предварительное вращение шин главной передачи относится к той же категории «не произойдет» по тем же причинам (я был человеком в моей компании, ответственным за отправку вежливых ответов людям, которые связались с нами с предложением). Большой вес/сложность и больше режимов отказа, чем могут себе представить неспециалисты, для чего-то, что на самом деле не является проблемой: весь этот дым от шин на самом деле не имеет большого значения с точки зрения износа протектора ... по крайней мере недостаточно, чтобы сделать предварительную ротацию почти стоящей.

• Относительно комментария плаката о управляемой главной передаче на 747, помогающей с поворотами во время руления: связанная с этим причина, по которой «внутренние» (корпусные) тележки главной передачи на 747 управляемы, заключается в том, чтобы уменьшить напряжение в этих шинах, вызванное чем-то, называемым «скрабом». ". Угол наклона — это разница между тем, как направлен самолет, и тем, как направлена ​​конкретная шина. То есть в любой конкретный момент времени шина, как правило, не будет находиться на том же эффективном радиусе поворота, что и самолет. В результате шина «скручивается», увеличивая нагрузку на уже сильно нагруженную шину (они могут быть не металлическими, но шины так же точно рассчитаны на нагрузки, как и любой другой элемент конструкции самолета). Таким образом, даже если бы самолет мог совершить крутой поворот без управления основным шасси, это привело бы к недопустимой нагрузке на шину.

Я думаю, что один аспект, который можно учитывать при каждом добавлении усовершенствования, — это риск неисправности. В этом случае, каков риск того, что поворот произойдет, когда вы этого не хотите. Я подозреваю, что обычная процедура краба может быть не такой уж плохой, если учесть дополнительные затраты и сложность вертлюга, а также риск того, что механизм вертится без команды или вертится не соизмеримо с необходимой величиной.

В 50- х годах компания Goodyear производила систему редуктора с боковым ветром для самолетов авиации общего назначения. Это была заводская опция для некоторых хвостовых тягачей Cessna и самолетов с трехопорным шасси Beech Bonanza. Ось подпружинена, чтобы оставаться в люльке до тех пор, пока самолет не коснется краба, после чего он выскакивает в направлении импульса самолета. Плохую репутацию ему создали довольно слабые и привередливые тормоза, а также то, что пилоты нервничали по поводу приземления в крабе.

Боинг 737, по-видимому, имеет более современную версию в стойках основного шасси, поскольку их можно наблюдать за рулением в крабе самолетов, следующих за ними.