De Thomas P. Turner

rotiri

Pentru a reveni dintr-o tarabă, instinctul tău este să folosești elere pentru a ridica o aripă căzută. Dar acest lucru ar putea avea ca rezultat ca aeronava să intre într-o lovitură rapidă. Ce rutină ar trebui să practici pentru a evita acest rezultat?

Sunt pe scaunul potrivit care conduc instruirea în zbor. Pe măsură ce pilotul care primește instrucțiuni (PRI) începe o stație de practică, mișc mâinile și picioarele către comenzi. Odată cu apariția tarabei, sunt gata să mijlocesc, dacă este necesar, în toate cele trei axe: lift, cârmă și eleron.

Toți piloții ar trebui să știe de ce sunt gata să împing înainte comanda liftului. Cei mai mulți înțeleg sau măcar pot să se întoarcă la papagal, de ce sunt îngrijorat de cârmă. Dar, din experiența mea, puțini piloți se gândesc la rolul vital pe care îl joacă controlul aleronului în recuperarea standului și evitarea centrifugării și cât de incorectă poate fi la fel de rău ca intrarea în eleron să pășească pe pedala greșită a cârmei.

Pentru a înțelege de ce este așa și pentru a vă asigura că controlați corect toate cele trei axe la viteze mici și unghiuri mari de atac, să revenim la elementele de bază, apoi să ne bazăm pe acest nivel de înțelegere și acțiune.

Unghiul de atac

Știți povestea: unghiul de atac (AOA) este definit ca diferența unghiulară dintre linia corzii aripii și vântul relativ. Pe măsură ce creșteți AOA, fluxul de aer începe să se detașeze de suprafața superioară a aripii și acest flux turbulent reduce ridicarea în timp ce creează rezistență. Măriți AOA dincolo de un unghi - unghiul critic de atac - și de aripi. Un stand poate apărea la orice atitudine de viteză și de pitch. Am înțeles? Dar chiar tu a intelege aceasta?

Majoritatea manualelor includ o diagramă similară cu Figura 1. Un AOA relativ scăzut, să zicem 10 grade, are ca rezultat un flux de aer lin pe toată partea superioară (și inferioară) a aripii, generând ridicarea. Trageți înapoi pe lift pentru a crește AOA la 16 grade sau cam așa și aerul nu poate face virajul strâns peste partea superioară a aripii; la un moment dat fluxul de aer se detașează, reducând zona generatoare de ridicare și crescând rezistența. O anumită ridicare suplimentară este creată de impactul cu partea inferioară a aripii și forța de revenire a impactului respectiv, astfel încât ridicarea totală continuă să crească. Cu toate acestea, la aproximativ 17 grade AOA în majoritatea avioanelor, detașarea fluxului de aer este atât de mare încât ridicarea totală este insuficientă pentru a susține zborul. Aripa se ridică.

Figura 1 | Ridicați la unghiuri de atac în creștere

Problema cu această diagramă și modul în care practicăm de obicei tarabele este că acestea sugerează cu tărie aripa și, prin urmare, nasul avionului, trebuie să fie îndreptat foarte sus pentru a se produce o tarabă. Și totuși aflăm că aripa se poate opri la orice atitudine. Cum este așa?

O definiție mai simplă poate avea mai mult sens: unghiul de atac este diferența dintre direcția în care este îndreptată aeronava și direcția către care merge. Dacă aeronava este la nivel, urcă sau chiar coboară și vă trageți înapoi pe lift, aceasta nu schimbă instantaneu direcția. Inerția îl face să continue în direcția în care se îndrepta și apoi să se încadreze într-o nouă direcție care, dacă puterea sau viteza este suficientă, se va schimba la aproximativ noua atitudine. Pentru a ilustra acest lucru, trageți o aeronavă în jurul aripilor în diagrama standard, ținând cont de unghiul mic de incidență - ușoară „margine de conducere în sus” a aripii așa cum este montată pe fuselaj. Apoi rotiți întreaga diagramă pentru a arăta cum poate fi atinsă AOA critică în timpul apropierii, decolării și deplasării (aterizare împiedicată), în timp ce atitudinea aeronavei pare aproape de normal (Figura 2).

Figura 2 | AOA crescută în manevrele la nivelul nasului

Dacă faceți introducerea ascensorului ușor și treptat, există puține schimbări în AOA în timpul tranziției. Cu toate acestea, trageți agresiv, iar schimbarea AOA este inițial mai mare, deoarece nasul avionului schimbă direcția mai repede decât aeronava poate schimba direcția de zbor. „Încarci” aripa. Acesta este motivul pentru care viteza de blocare crește odată cu creșterea sarcinii G și poate intra într-o stație „accelerată”. Acest lucru se poate întâmpla într-un viraj (în care practicăm de obicei tarabe accelerate), dar poate apărea și în zborul aripilor la urcare și chiar la coborâre: de exemplu, dacă trageți și schimbați direcția, nasul este îndreptat, mai repede decât poate aeronava schimbați direcția de zbor.

Unghiul de bancă singur nu mărește viteza de blocare. Dacă nasul aeronavei este permis să se miște în jos și sarcina G nu crește, viteza de blocare și AOA nu cresc, indiferent de mal. Știind că tragerea comenzilor împotriva direcției de zbor a avionului mărește sarcina G și, în consecință, AOA, face ușor de înțeles de ce împingerea înainte pe stick sau jug - descărcarea aripii - este primul lucru corect de făcut în recuperarea standului.

Unghi și ridicare

O altă diagramă care are o semnificație mai profundă decât mulți piloți sunt învățați este Lift vs. Modificări AOA (Figura 3). Majoritatea instructorilor se concentrează pe AOA critică la punctele de 17-18 grade. Taraba are loc într-adevăr la unghiul critic de atac. Dar reduceți AOA cu doar un grad sub critică și aripa își generează capacitatea maximă. Acesta este un concept vital pentru a înțelege necesitatea controlului eleronelor în apropierea și în standul AOA.

Figura 3 | Elevator vs AOA

Am adăugat AOA de ridicare maximă și o aproximare a AOA pentru viteza VY (cea mai bună rată de urcare) la Figura 3. De asemenea, interesant: ridicarea este generată dincolo de AOA critică - este doar ridicarea este mai mică și tragerea este atât de mare încât aripa nu mai poate sprijini avionul. Este nevoie de o apăsare semnificativă asupra comenzii liftului pentru a readuce aripa în raza de zbor și pentru a vă recupera din acest stand.

Asimetrie

Totul din acest articol presupune până acum că unghiul de atac este același pe ambele aripi, iar avionul este în zbor coordonat. Cei mai pricepuți dintre voi știu motivul pentru care zborul necoordonat este periculos la viteze mici și/sau o sarcină G crescută este că atunci când aeronava alunecă sau derapează, unghiul de atac nu este același pe ambele aripi. O aripă se poate bloca înainte de cealaltă. Să vedem cum se întâmplă acest lucru.

Figura 4 prezintă echilibrul forței în zbor coordonat (stânga), alunecare (centru) și derapaj (dreapta). În zbor coordonat și presupunând un G, aeronava se deplasează în esență în direcția în care este arătat nasul. AOA rămâne constantă și este aceeași pe ambele aripi.

Figura 4 | Forțe în zbor coordonat, alunecător și derapant

Într-o alunecare coada aeronavei este deplasată - sau făcu— Spre exteriorul unui viraj sau către o parte a unei căi de zbor drepte, dacă este echilibrat de intrarea de control. Aripa exterioară călătorește mai repede prin aer decât aripa interioară, dar este forțată și într-un unghi mai mare de atac. Dacă reduceți viteza sau creșteți presiunea inversă (sau ambele), aripa înaltă se va bloca mai întâi. Acest lucru tinde să niveleze aripile și, de asemenea, să reducă unghiul de atac al aripii exterioare. Un stand din alunecare este doar ceva mai periculos decât un stand coordonat.

În schimb, într-o viraj de derapare, coada este direcționată spre interiorul virajului. Aripa interioară are un unghi de atac mai mare. Dacă AOA aripii respective ajunge la critică și se oprește, cealaltă aripă se află la o AOA foarte apropiată de cea pentru o ridicare maximă. Aripa joasă scade și ridicarea maximă a aripii înalte face ca avionul să se rotească. Zborul intenționat al unei aeronave în această stare este baza unei rulări rapide. Pentru majoritatea dintre noi. este o manevră extrem de nedorită.

Cum mențineți coordonarea, astfel încât ambele aripi să se oprească în același timp? Cu cârma, desigur. Dar lipsa coordonării cârmei este doar o cauză a asimetriei AOA între o aripă și cealaltă. Există un alt control care poate agrava grav caracteristicile standului și poate incita o rotire - un pericol care, în opinia mea, nu este predat frecvent.

Eleronele și AOA

Să ne întoarcem la definiția inițială a unghiului de atac: diferența unghiulară dintre linia corzii aripii și vântul relativ. „Linia coardei” este o linie trasată de la marginea anterioară la marginea finală. Curbura aripii de-a lungul acestei linii se numește aripa aripii și acest lucru este important pentru această parte a discuției.

Când deviați un eleron, vă deplasați marginea din spate a acelei porțiuni de aripă în sus și în jos. Acest lucru schimbă înălțimea acelei părți a aripii, deci unghiul liniei sale de coardă. Deoarece vântul relativ nu s-a schimbat (cel puțin încă), unghiul de atac al acelei porțiuni a aripii se schimbă. Când un eleron este deviat în sus, are mai puțină curbă și un AOA mai mic. Deviat în jos, are mai multă curbă și un AOA mai mare. Deoarece aleronele acționează în opoziție - adică atunci când unul urcă, celălalt coboară - mișcarea eleronelor creează o asimetrie în AOA între întinderea fiecărei aripi care include aleronele.

Spuneți că încetiniți aeronava și/sau creșteți presiunea din pupa a liftului. AOA aripilor crește. Acum adăugați o deviere a aleronului - introducând asimetrie între unghiurile de atac ale celor două aripi. Aripa cu eleronul deviat în jos poate ajunge la AOA critică și se poate bloca în timp ce aripa cu eleronul deviat în sus generează încă o ridicare maximă. Atunci când taraba se sparge, aeronava se poate roti spre eleronul „jos”. Acest lucru se poate întâmpla chiar dacă mingea cârmei este centrată - asimetria AOA și rotirea sunt cauzate de aleroane, nu de cârmă.

Iată pericolul real: sunteți la nivelul aripilor și blocați aripa, intenționat sau nu. Dacă o aripă cade, din cauza lipsei coordonării cârmei sau a forțelor de rotire a elicei, răspunsul corect este să împingeți comanda ascensorului pentru a descărca aripa în timp ce nivelați aripile cu cârma opusă. Cu toate acestea, interpretați în mod natural o cădere de aripă ca o cotitură și răspunsul instinctiv este să vă întoarceți spre zborul nivelat - folosind eleroane. De exemplu, aripa stângă este cea care cade. Dacă răspundeți răsucind jugul sau deplasând bastonul spre dreapta, eleronul din dreapta merge în sus și aleronul din stânga coboară. AOA aripii stângi crește, susținând taraba, în timp ce AOA aripii drepte scade, potențial scăzând-o suficient pentru a reveni la generația maximă de ridicare. Avionul se rostogolește spre aripa descendentă.

Figura 5 | Eleronele și AOA

Acesta este motivul pentru care este atât de important să vă condiționați pentru a menține eleronele perfect neutre în timpul recuperării standului. Nu este firesc să faci asta și fiecare instinct este să folosești elere pentru a ridica o aripă căzută. Este nevoie de practică pentru a face acest lucru. Dar împingerea ascensorului pentru a descărca aripa, folosirea cârmei pentru a ține sau a reveni la zborul la nivelul aripilor și a ține rigid eleronele neutre, trebuie să devină noul tău răspuns instinctiv la un stand. S-ar putea să scăpați de a folosi eleronele în standuri uneori, iar efectul diferă de la un tip de avion la altul, dar pericolul este întotdeauna acolo dacă utilizați eleronele în timp ce vă recuperați dintr-un stand.

Este vital nu numai menținerea coordonării cârmei la unghiuri de atac ridicate și în timpul recuperării standului, ci și menținerea eleronelor neutre în sau lângă standuri chiar și în zbor coordonat.

Clarificare

Funcția „Cârmă, eleroane, tarabe și rotiri” din ediția de toamnă a Flight Safety Australia a atras comentariile cititorilor.

Unii cititori au evidențiat pericolele căutării nivelului aripilor într-o stare blocată de oricare dintre cârme sau eleron. Este esențial pentru recuperare ca prima acțiune să fie împingerea coloanei de control înainte pentru a dezinstala aripile. Cârma ar trebui utilizată pentru a preveni nasul avionului (sau mai mult) în direcția aripii blocate și pentru a ajuta la revenirea coordonată la zborul nivel, așa cum sa menționat mai târziu în acest articol.

Următoarele propoziții au atras comentarii speciale:

  • Într-o alunecare, coada aeronavei este deplasată - sau deviată - spre exteriorul unei curbe sau către o parte a unei căi de zbor drepte, dacă este echilibrată de intrarea de control.
  • Spre deosebire, într-un viraj derapant, coada este direcționată spre interiorul virajului.

Cuvintele „afară” și „interior” ar trebui transpuse în propoziții.

CASA a publicat o nouă circulară consultativă pentru evitarea centrifugării și instruirea de recuperare a blocajului. Procedura recomandată pentru recuperarea dintr-un stand cu o cădere de aripă este: