Какие существуют альтернативные методы управления самолетом при выходе из строя поверхностей управления полетом?

Однажды я видел телепередачу о рейсе 123 японских авиалиний, в котором лопнул задний гермошпангоут, вывел из строя гидравлику и оторвал вертикальный стабилизатор. Итак, после некоторого времени полета с колебаниями вверх-вниз самолет разбился.

С тех пор я также слышал о двух полетах, в которых самолет потерял контроль над рулевыми поверхностями, но пилоты направили свой искалеченный самолет на посадку, используя только дроссели двигателя:

В принципе, можно ли было использовать такой метод на рейсе 123 Japan Airlines?

В принципе, можно ли было бы управлять таким самолетом, используя взаимодействующих пассажиров, перемещающихся в салоне, например, по указанию пилота, чтобы сместить весовой баланс самолета?

Саймон говорит: «Все бегите к носу самолета!» Ладно, теперь "Всем наклониться ВПРАВО!!!"
Я уверен, что одна из engine throttle onlyпосадок была United 232 . Какой был другой? Я не могу вспомнить это.
@SteveV.: Инцидент с попыткой сбить DHL в Багдаде в 2003 г. , когда грузовой самолет в Ираке был поражен ракетой в крыло. я отредактировал вопрос
Я бы сказал, что без вертикального стабилизатора их шансы близки к нулю из-за потери поперечной устойчивости. Я сильно подозреваю, что потеря хвоста значительно усугубляет неблагоприятное рыскание самолета, что делает управление крайне неинтуитивным (не уверен, что вообще возможно повернуть, поскольку любая попытка свернуть в поворот приведет к тому, что нос будет направлен в противоположном направлении).
Магия. Определенно магия.

Ответы (5)

Насколько я понимаю, пилоты JAL123 действительно использовали манипулирование тягой, пытаясь управлять своим поврежденным самолетом, однако гористая местность Японии сработала против них, так как попытка выяснить, как работает рычаг управления тягой, требует огромного количества воздушное пространство, и, к несчастью для JAL123, на пути этих усилий стояла гора. UAL232 и OO-DLL, с другой стороны, оба произошли над относительно плоской местностью, а это означало, что летные экипажи могли сосредоточиться на работе со своими поврежденными самолетами, чтобы вернуть их на землю как можно более безопасно, не беспокоясь о просвете местности. .

Конечно, отсутствующий вертикальный удар им тоже не помог, так как это означало, что им нужно было проделать гораздо больше работы, чтобы управлять своим самолетом.

Отсутствие хвоста на JAL123 серьезно повлияло бы на устойчивость самолета. Я сомневаюсь, что кто-то сможет приземлиться (или совершить аварийную посадку) на взлетно-посадочную полосу, используя только дроссели на этом самолете, даже если поблизости не было гор.
Следует отметить, что в рамках расследования пилоты пытались сымитировать последние 32 минуты полета JAL123: никто не мог удержать самолет в воздухе все 32 минуты.
На самом деле, время также очень важно: пилоты поняли, что может произойти полная потеря управления, поэтому некоторые начали подготовку к этому уже после инцидента, что давало больше шансов на успех после JAL123.

Управление означает возможность изменять силы, действующие на самолет как в продольном, так и в вертикальном направлении. В идеале любое изменение будет создавать немедленную обратную связь, поэтому пилот может «почувствовать», сколько еще действий необходимо для желаемого изменения. Однако, если изменение сил нарастает медленно, динамическая реакция самолета затруднит достижение замыкания петли обратной связи. Пилот может либо переусердствовать и попасть в колебание, либо он/она будет слишком осторожен, и желаемое изменение никогда не произойдет или произойдет слишком медленно.

Обычные поверхности управления малы, поэтому они могут двигаться быстро, а их силы действуют на длинное плечо рычага, поэтому эффект управления велик. Кроме того, управляющие поверхности изменяют подъемную силу пропорционально их отклонению, поэтому легко предсказать последствия ввода, а обратную связь можно почувствовать немедленно.

Даже если основные поверхности управления неэффективны, все же существует несколько способов управления. Перечислю их в порядке скорости реакции:

Лифт можно заменить:

  • Уравновешивание тангажа,
  • Закрылки,
  • Изменение тяги, если двигатели расположены выше или ниже продольной оси инерции,
  • Смещение веса, если топливо можно перемещать между баками или полезную нагрузку можно перемещать в продольном направлении.

Последние два варианта работают очень медленно, и хотя их можно использовать для ограничения скорости снижения, избежать чрезмерного контроля и колебаний будет крайне сложно. Неподготовленный пилот-человек не может справиться с ситуациями, требующими точного управления по тангажу, такими как посадка, когда остаются только такие грубые средства управления.

Руль можно заменить:

  • Отделка руля,
  • Элероны плюс управление по тангажу в случае маневренных самолетов с малым удлинением,
  • Асимметричный спойлер (при наличии),
  • Асимметричная тяга.

Опять же, последний вариант довольно медленный и не может использоваться для точного управления направлением.

Элероны могут быть заменены:

  • Эффект руля плюс двугранный,
  • Асимметричный спойлер (при наличии),
  • Боковая подкачка топлива.

И здесь последний вариант слишком грубый и слишком медленный для маневрирования.

Если в остальном самолет не поврежден и динамика полета хорошо известна, специально запрограммированный автопилот может управлять самолетом даже при использовании последних перечисленных опций, потому что он может гораздо лучше, чем пилот-человек, предсказать, какой эффект окажут его действия. Люди полагаются на петлю обратной связи для управления, и она больше не работает, если время реакции системы намного превышает ее собственные частоты движения.

Обратите внимание на «если»: какова вероятность того, что отказали только все приводы рулей, а в остальном самолет цел? В большинстве случаев отказ органов управления является следствием другого отказа, который изменит динамическую реакцию таким образом, что автопилот окажется неподготовленным. Есть экспериментальные автопилоты, которые можно адаптировать, но пока они используются только военными.

С потерей большей части хвостовой части JAL123 было бы трудно управлять, даже если бы пилоты получили эквивалент полной власти руля направления. Только с тягой бороться с неизбежным движением рукой невозможно.

Обратите внимание, что если у вас полный отказ основных органов управления полетом, это, вероятно, указывает на полный отказ гидравлики самолета, и в этом случае у вас не будет ни триммера, ни закрылков, ни спойлеров, с которыми можно было бы работать. ограничивается перекачкой топлива и управлением дроссельной заслонкой.
@ Шон, за исключением случаев, когда триммер электрический. Это не так уж редко.

Как заявляли другие, можно управлять самолетом, используя только дроссели, при условии, что поверхности управления в значительной степени нейтральны, а самолет находится в стабильном положении (например, не вращается и не глохнет):

  • Чтобы подняться, увеличьте дроссель всех двигателей
  • Для снижения уменьшите дроссель всех двигателей
  • Для поворота уменьшите дроссель двигателей на внутренней стороне поворота

Такой подвиг был бы очень трудным, поскольку летные экипажи не проходят обучение таким методам управления.

На большом авиалайнере смещение веса не принесет большого эффекта , поскольку вес пассажиров составляет лишь очень небольшую часть всего веса.

НАСА уже показало, что технически возможно разработать систему автоматического управления самолетом с помощью дросселей . Система не только обеспечивает стабильные и приемлемые заходы на посадку и посадки, она также была испытана в необычных положениях и на скоростях на 100 узлов выше скоростей захода на посадку.

Что касается того, почему такого рода системы не реализованы на коммерческих авиалайнерах, применимы обычные ответы ...

Также спорно, может ли такая система быть реализована на типичном транспортном самолете авиакомпании. Военные самолеты практически летают только на тяге ( theaviationist.com/2014/09/15/f-15-lands-with-one-wing ). Авиалайнеры по-прежнему очень зависят от своих крыльев, элеронов, рулей высоты и руля направления для обеспечения устойчивости. Хотя UAL232 предоставляет некоторые неподтвержденные доказательства того, что это возможно , многое будет зависеть от характера ситуации, вызвавшей чрезвычайную ситуацию.
Не откладывайте отчет НАСА так просто. У рассматриваемого F15 двигатели расположены близко друг к другу. Это означает, что его труднее поворачивать, так как моментный рычаг намного короче. F15 также предшествует вектору тяги, поэтому в этом отношении он похож на коммерческие самолеты. Но да, вам нужны два крыла - вопрос был не об этом. Крыло обычно не рассматривается как поверхность управления полетом.
Авиалайнеры попали в беду из-за того, что слишком много пассажиров спешат то в одну, то в другую сторону, чтобы посмотреть, что там происходит. Такие вещи, как извержение вулкана, запуск космического корабля. Редко что-то, что нельзя исправить, но если обычные элементы управления мертвы ... Я думаю, если это сделать преднамеренно, это можно будет использовать в качестве системы управления, но это будет трудно контролировать.
@MSalters Я на самом деле не «откладывал отчет НАСА», а просто говорил, что характер чрезвычайной ситуации будет определять эффективность попыток управления авиалайнером только с помощью тяги. Это может быть одна из тех ситуаций, когда, хотя технически это возможно, преимущества может не быть, учитывая тот факт, что тяговооруженность двух типов самолетов сильно различается , и в результате важность поверхностей управления значительно различается.

Вопрос здесь очень сильно связан с тем, как средства управления должны были перестать работать. Если поверхности находятся в более или менее нейтральном положении, можно было бы управлять самолетом (до некоторой степени) с помощью двигателей, исходя из принципа, что большая тяга увеличивает скорость и создает большую подъемную силу, а меньшая тяга создает приличную скорость. Вы также можете в некоторой степени использовать дифференциальную мощность двигателя для поворота.

В принципе, можно ли было бы управлять таким самолетом, используя взаимодействующих пассажиров, перемещающихся в салоне, например, по указанию пилота, чтобы сместить весовой баланс самолета?

Может быть, это во многом зависит от самолета, но базовая авиационная подготовка скажет да. Во многом поэтому вы должны делать вес и балансировать, когда учитесь летать. Проблема здесь в том, чтобы осторожно перемещать всех вокруг, чтобы не свалить самолет.

Имейте в виду, что с Japan Air 123 оторвавшийся вертикальный стабилизатор был большой проблемой ...

Однако на пассажирском авиалайнере пассажиры составляют довольно небольшой процент от общего веса. Я бы подумал, что они, вероятно, могут иметь некоторую разницу в шаге, но я думаю, что любая разница в крене будет незначительной, поскольку длина плеча будет довольно короткой, особенно по сравнению с длиной плеча, связанной с весом топлива в крыльях. (и двигатели, если они установлены на крыле).
да это правда и я соглашусь. Но здесь было отмечено, что пассажиры ничтожны, когда дело доходит до веса. Так что это может ни на что не повлиять.
Если поверхности управления выходят из строя из-за разрыва гидравлических линий / тросов управления (а не, скажем, из-за заклинивания приводов), как в случае с JAL123 (ну, большинство поверхностей управления на JAL123; руль перестал работать из-за того, что больше не прикреплен к самолету), аэродинамические нагрузки на поверхности должны вернуть их в «более или менее нейтральное положение». (1\2)
За одним исключением: на некоторых самолетах, по крайней мере, при некоторых условиях полета, аэродинамических нагрузок на руль высоты может быть недостаточно, чтобы удержать его от падения под собственным весом, и в этом случае вы в основном облажались .

Электронные системы управления могут быть квадруплексными, так что имеется 4 канала. Все это является частью избыточности, встроенной в самолет.

Также взгляните на эту статью об A380 и резервировании. http://www.roger-wilco.net/would-i-fly-on-an-airbus-a380/

Резервирование A380

Резервирование A380

Что это за коробки с правой стороны фюзеляжа, работающие от зеленой системы?
Какие существуют альтернативные методы управления самолетом при выходе из строя поверхностей управления полетом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v