На Air France 447, на какой минимальной высоте можно было начать восстановление после возникновения сваливания?

На какой минимальной высоте мог быть самолет Air France 447 , чтобы восстановить (остановившийся) полет, когда второй пилот сообщил капитану, что он все время останавливался?

Второй пилот не информировал капитана до высоты 2000 футов, что, очевидно, было слишком мало.

GXL888T остановился на высоте 2910 футов при горизонтальном полете; и, несмотря на то, что капитан активно пытался выздороветь, этого не произошло. AAF447 падал с высокой скоростью снижения, поэтому минимальная высота восстановления должна быть намного выше.

Ответы (1)

Для восстановления свалившегося полета нос необходимо направить в воздушный поток, а затем поднять самолет с перегрузкой ниже предельной. Из отчета об аварии:

Запись остановилась в 2 часа 14 минут 28. Последними зарегистрированными значениями были вертикальная скорость -10 912 фут/мин, путевая скорость 107 узлов, тангаж 16,2 градуса по носу вверх.

Исходная ситуация .

Из предыдущего отчета мы можем сделать вывод, что эти значения были типичными для полного сваливания с высоты 36 000 футов до удара, за исключением угла тангажа, который был около нуля на протяжении большей части сваливания. Таким образом, параметры состояния полета были следующими:

  • Вертикальная скорость составляла 10 000 футов/мин = 51 м/с.
  • Горизонтальная скорость составляла 100 узлов = 51 м/с, что дает скорость полета 72 м/с.
  • Двигатели находились на тяге ТО, создавая момент подъема носа, компенсируемый моментом опускания воздушного потока, ударяющего о горизонтальный стабилизатор.
  • Автоматический триммер сохраняется в альтернативном законе, поэтому стабилизатор полностью триммируется LE вниз = 14º.
  • Руль высоты полностью поднят = 30º в верхней части триммера - он почти выровнен с застопорившимся воздушным потоком.

введите описание изображения здесь

Маневр носом вниз .

  • На скорости 72 м/с самолет находится на скорости около ТО, а скорость вращения носа должна быть сравнима со скоростью вращения ТО - чуть медленнее, потому что одна сторона руля высоты застопорилась. Чтобы повернуть нос на 45º (оценочное предположение с моей стороны), требуется примерно 5-10 секунд.
  • Когда нос находится под углом 45º, гравитация ускоряется на 0,7 g, а двигатели — примерно на 0,25 g. При таком ускорении скорость полета увеличивается примерно на 1 g = 9,8 м/с каждую секунду. Если мы возьмем средние значения времени маневра с опусканием носа и ускорения, скорость полета составит 4,9 м/с за 7,5 секунды = 37 м/с. Таким образом, когда нос выровнен, воздушная скорость составляет около 110 м/с, но при этом быстрое ускорение.
  • Во время 5–10-секундного маневра с опусканием носа самолет теряет высоту примерно 1000–2000 футов.

Увеличение скорости

Перед выводом самолета из пикирования истинную воздушную скорость необходимо довести до скорости маневра. В а . Из FCOM A330:

Снижение нагрузки возможно только в следующих случаях:

  • Скорость самолета превышает 250 узлов.
  • Рычаг FLAPS находится в положении 0.
  • В обычном или альтернативном режиме полета.

На скорости выше 250 узлов активируется система снижения нагрузки, чтобы поддерживать максимальный коэффициент нагрузки на уровне 2,5 г. Скорость маневра (или скорость прохождения поворотов на военном языке) вроде установлена ​​на уровне 250 узлов = 128 м/с. При ускорении 1 g требуется 2 секунды, чтобы увеличить скорость со 110 до 128 м/с, в течение которых самолет теряет высоту 500 футов:

Δ час знак равно с я н ( 45 ) ⋅ ( В 0 ⋅ т + 1 2 ⋅ а ⋅ т 2 )

Подтягивающий маневр .

Затем во время маневра подтягивания коэффициент нагрузки должен оставаться ниже предельной нагрузки = 2,5g. 1 г поглощается силой тяжести, а для подтягивания доступно 1,5 г.

м ⋅ Δ н ⋅ грамм знак равно м ⋅ В 2 р ⇒ р знак равно В 2 Δ н ⋅ грамм

С установленными выше значениями мы получаем R = 10 000 / (1,5 * 9,81) = 1 100 м = 3 300 футов. Но это при постоянной воздушной скорости 128 м/с, в действительности воздушная скорость все равно возрастет в начале маневра. и радиус будет больше - скажем, 4000 футов. Вектор скорости самолета был направлен вниз под углом 45º, поэтому используется половина радиуса. Это происходит с того момента, когда AoA приближается к нулю, что необходимо для начала подтягивания, которое снова увеличивает AoA.

Моя оценка высоты, необходимой для успешного выхода из ситуации сваливания, составляет 2000 + 500 + 2000 = 4500 футов, если они в конечном итоге скользят по вершинам волн. Если они точно знают, что делать, идеально рассчитывают время и идеально управляют скоростью полета. Самолет защищен от слишком больших перегрузок, поэтому, как только нос выровняется, летный экипаж может полностью отвести ручку назад и позволить самолету управлять минимальным радиусом подтягивания. Если, например, подтягивание начинается на 1 секунду позже, чем 2 секунды, указанные выше, воздушная скорость увеличивается до 138 м/с, а радиус подтягивания становится равным 1300 м = 4000 футов, плюс самолет теряет дополнительные 300 футов во время 1 дополнительная секунда погружения вниз на полной мощности - эта 1-секундная задержка в начале подтягивания требует еще 1000 футов.

Выходу из полностью развитого сваливания теперь обучают на тренажерах уровня D. Изображение ниже от компании , которая производит летную модель и расширение станции инструктора для любого авиасимулятора для обучения маневрированию. Заявление о раскрытии информации: я имел дело с ними в прошлом.

введите описание изображения здесь

Это такой хороший ответ, я подожду день, прежде чем принять его, но не могу себе представить более тщательного ответа. Спасибо. Я действительно удивляюсь, почему это не было обучено до недавнего времени, хотя это кажется легкой задачей, но я предполагаю, что задним числом 20-20.
Да действительно, задним числом. Но хорошо, что авиационная промышленность учится на прошлых авариях и учится предотвращать их в будущем.
Разве вам не нужно время, когда угол атаки близок к нулю, чтобы скорость полета выросла до чего-то, что будет поддерживать вашу тягу 3G +/-? Похоже, вы смоделировали толчок до нуля AoA, а затем сразу же откат назад. Я пропустил что-то еще? Есть какая-нибудь оценка воздушной скорости, достигнутой во время этого толчка? Без достаточной воздушной скорости эта тяга 3G приведет самолет прямо во вторичный срыв.
@Koyovis Обучение могло начаться только после того, как были разработаны надежные аэродинамические модели после сваливания, которые не использовались для коммерческих авиалайнеров до нескольких лет назад. Раньше любое управление на тренажере после сваливания сопряжено с риском отрицательного обучения из-за неточного поведения самолета после сваливания.
Эти 30 секунд кажутся немного... произвольными.
В отчете GXL888T говорится, что 1000 футов будет недостаточно, чтобы поднять самолет. В этом инциденте угол атаки восстановился на высоте 1600 футов с опущенным носом на 54 градуса. В этот момент пилот ввел полный задний рычаг и тягу на холостом ходу, через 6 секунд самолет столкнулся с водой. Также маловероятно, что самолет способен тянуть и выдерживать максимальную перегрузку в таком состоянии. Поэтому я считаю, что цифра в 1000 футов сильно занижена.
@kevin - это поднимает важную мысль ... кормовая ручка + тяга на холостом ходу не дадут вам ничего похожего на 3G, если у вас уже нет МНОГО воздушной скорости и вы ее не теряете. Так что в какой-то момент тяга должна подняться — очень сильно. Что увеличивает вектор скорости в направлении вниз, куда указывает нос. Таким образом, скорость снижения также увеличивается, пока угол тангажа не приближается к горизонтальному полету. Чем больше ребята это изучают, тем больше я согласен с вашим выводом: сильно недооценен .
@RalphJ Двигатели работали на полную мощность до упора.
@cloud Они обучали предотвращению остановок. Программа испытаний для этого семейства самолетов не включала полное сваливание и сбор данных, которые позволили бы достаточно хорошо имитировать сваливание на симуляторе. Практика сваливания в самолете в настоящее время считается слишком дорогой для самолетов класса авиалайнеров. Тренировка предотвращения сваливания, если она эффективна (теоретически), должна сделать проблему спорной ... за исключением случаев, когда это не так.
@CptReynolds Да, данные симулятора полета были действительны только в ограниченной области угла атаки и бокового скольжения. За пределами этого диапазона использовались экстраполированные данные, но они совершенно нереалистичны и недействительны, как продемонстрировал AA587 . При разработке аэродинамических моделей полного срыва использовались фактические данные об авариях, а также динамические данные аэродинамической трубы: модель аэродинамической трубы измерялась во время вращения. Полноценное сваливание оказывается определяемым конфигурацией самолета: низкое/высокое крыло, Т-образное хвостовое оперение, двигатели под крылом и т.д.
+1 Хорошие расчеты. Когда инженерам Airbus задали тот же вопрос, они даже не рискнули предположить, исходя из имеющихся у них данных.
@Lnafziger Я попытался немного лучше подсчитать время, необходимое для выравнивания носа.
Я еще не проработал ваш расчет подробно, но на первый взгляд я не уверен, является ли ваша скорость указанной воздушной скоростью (для целей минимальной скорости полета она должна быть) или истинной воздушной скоростью (для геометрических расчетов это вам нужно). В любом случае, на большой высоте они сильно различаются. Может быть, вы хотели бы добавить примечание об этом в свой пост?
Скорость сваливания 1g согласно отчету AF447 за день в условиях окружающей среды составила около 0,65 млн лет, что для 36000 футов и ISA+15 составляет около 212 узлов по дюйму или 386 узлов по измерению.
@CptReynolds Это истинная скорость полета для маневров, я добавил к ответу.
@Cloud: насчет "легкого труда". Каждый пилот с первого дня обучен бояться и избегать сваливаний. Вопрос в случае с AF447 не в том, как пилот справился со сваливанием, а в том, почему он решил не верить ни одному из своих приборов (все они работали исправно) и держать полный штурвал на корме при падении с неба, так и не распознав что самолет находился в альтернативном праве; вместе с плохим CRM, который позволил этому продолжаться без уведомления двух других.
На Air France 447, на какой минимальной высоте можно было начать восстановление после возникновения сваливания?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v