Как раннее вращение увеличивает вероятность удара хвостом при взлете?

При подготовке к полету пилоты будут рассчитывать многие вещи, в том числе и скорость вращения. Это скорость их разбега при разбеге, при которой они начнут тангаж, и, надеюсь, самолет оторвется от земли . Скорость вращения зависит от многих факторов, таких как температура, высота над уровнем моря и вес самолета.

В моем ответе здесь обсуждаются расчеты подъемной силы по отношению к вращению. Этот вопрос касался важности скорости, связанной с весом. Требуется большая скорость, чтобы создать подъемную силу для взлета с большим весом.

При вращении самолета увеличивается угол атаки крыла, что увеличивает коэффициент подъемной силы (если крыло не сваливается). Пилоты будут набирать высоту с определенной скоростью и не останавливаться до тех пор, пока не достигнут положения набора высоты выше, чем это возможно, когда основное шасси все еще находится на земле ( хотя это может зависеть от политики компании ). Они рассчитывают на то, что самолет достигнет достаточной подъемной силы во время вращения, чтобы оторваться от земли, чтобы они прошли этот максимальный шаг в воздухе.

Если пилоты недооценивают свой вес, они будут рассчитывать меньшую скорость, чем это необходимо для обеспечения подъемной силы для взлета. Это означает, что когда они вращаются, самолету еще не хватает воздушной скорости, чтобы создать достаточную подъемную силу для взлета. Таким образом, вместо того, чтобы оторваться от земли до полного тангажа, хвост ударяется о взлетно-посадочную полосу.

Это может показаться легкой ошибкой, но тысячи пилотов делают это каждый день без проблем.

Если вы повернетесь слишком рано (то есть со слишком малой воздушной скоростью), самолету потребуется занять более высокое положение, чем ожидалось, прежде чем он начнет отрываться от взлетно-посадочной полосы.

Это означает, что самолет будет ближе к взлетно-посадочной полосе , чем ожидалось, начиная с позиции, с которой он обычно взлетает.

Таким образом, когда он достигает положения, при котором хвост находится ниже основного шасси (что обычно происходит во время набора высоты), он может быть еще недостаточно далеко от взлетно-посадочной полосы, чтобы оставалось место для достаточного количества хвоста ниже горизонтальной плоскости. через днище колес.

Аэродинамика (законы физики) диктует, что когда крыло создает «подъемную силу», оно обязательно создает и «сопротивление». Нетрудно представить себе, что при движении крыла в воздухе возникает сила. Идя дальше, вертикальная восходящая составляющая этого — подъемная сила, а горизонтальная составляющая назад — сопротивление.

Хотя эти силы активны в момент движения по воздуху вперед, органы управления полетом большого реактивного самолета становятся аэродинамически эффективными на скорости около 60 узлов, минимальная приемлемая летная эффективность органов управления считается достигнутой при минимальной скорости, начинающейся примерно со 110–120 узлов. и выше. (ниже, это все еще рулевое управление и тормоза включены!)

Если пилоты ошибочно используют скорости, основанные на меньшем весе, чем фактический вес, способность самолета поднимать нос, используя обычно ожидаемые силы управления, оказывается под угрозой, поскольку воздушный поток над крыльями не создает требуемой подъемной силы (пока), и эффективность управления рулем высоты также ниже, тем не менее, какая бы подъемная сила ни производилась ,заставить нос подняться. Теперь сценарий таков, что с фронтальной точки зрения воздуху представлена ​​гораздо большая площадь крыла, потому что самолет продолжает катиться на своих колесах, а не начинает подниматься в воздух. Это приводит к тому, что большая часть и без того низкой (из-за низкой скорости) аэродинамической силы остается в направлении компонента сопротивления, что, естественно, препятствует ускорению, тем самым удерживая его ниже правильной скорости вращения еще дольше.

Раннее вращение можно представить себе как крыло, расталкивающее воздух и взбивающее его, а не летящее сквозь него обтекаемым образом с относительно плавным воздушным потоком вокруг.

Теперь угол атаки крыла (~ шаг) должен быть увеличен еще больше, чтобы создать достаточную подъемную силу, чтобы противостоять двойным эффектам недостаточной подъемной силы из-за более низкой скорости, а также более высокого сопротивления. Самолет рискует подняться в воздух с большим углом атаки и конфигурацией с большим лобовым сопротивлением в поисках еще большего тангажа - так что повсюду есть тенденция к большому тангажу и возможность удара хвостом.

В первые дни существования реактивных лайнеров многие вылетали за пределы взлетно-посадочной полосы, попадая в ловушку из-за сочетания этих двух эффектов и ограничений тяги двигателя. Эти аварии сигнализировали о необходимости четких требований правил, расчетов взлета на основе требований к летно-техническим характеристикам.

Расчеты производительности имеют некоторые встроенные запасы, поэтому вероятность удара хвостом, если они рассчитали скорость, скажем, для 202 тонн, а не для 220 тонн, меньше, чем если бы они использовали скорости для 230 тонн вместо 320 тонн.

Уточняйте, что в процедуре и технике взлета нет субъективного элемента. Для достижения требуемых законом взлетных характеристик установка тяги и скорости рассчитываются на основе утвержденных опубликованных данных, и это действительно только при условии, что самолет эксплуатируется, как описано в книге.

Грубые ошибки, такие как использование неправильных весов, могут быть предотвращены только путем проведения проверок и перекрестных проверок на каждом этапе.