Вращение (аэродинамика) - Spin (aerodynamics)

"Штопор" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Штопор (значения).
Вращение - обостренный срыв и авторотация

В динамика полета а вращение особая категория ларек в результате чего Автоматический поворот (неуправляемый крен) вокруг продольной оси летательного аппарата и неглубокая вращающаяся нисходящая траектория, приблизительно с центром на вертикальной оси. Вращения могут быть введены намеренно или непреднамеренно из любого положения полета, если самолет имеет достаточно рыскание находясь в стойле. [1]При нормальном вращении крыло на внутренней стороне поворота останавливается, а внешнее крыло продолжает лететь. Оба крыла могут заглохнуть, но угол атаки каждого крыла и, следовательно, его поднимать и тащить, разные.[2]

Любая ситуация приводит к авторотации самолета в сторону остановившегося крыла из-за его более высокого лобового сопротивления и потери подъемной силы. Вращения характеризуются большим углом атаки, скорость полета ниже стойла хотя бы на одно крыло и пологий спуск. Восстановление и предотвращение сбоя может потребовать определенного и нелогичного набора действий.

Вращение отличается от спиральное погружение в котором ни одно крыло не заглохло, и который характеризуется малым углом атаки и высокой скоростью полета. Прыжок по спирали - это не вращение, потому что ни одно крыло не останавливается. При спиральном пикировании летательный аппарат обычно реагирует на действия пилота на органы управления полетом, и для восстановления после спирального пикирования требуется другой набор действий, чем для восстановления после вращения.[3]

В первые годы полетов штопор часто называли штопором.[4]

Как происходит вращение

Аэродинамическая диаграмма вращения: коэффициенты подъемной силы и сопротивления в зависимости от угла атаки

Многие типы самолетов вращаются, только если пилот одновременно поворачивает и останавливает самолет (намеренно или непреднамеренно).[5] В этих условиях одно крыло сваливается глубже, чем другое. Крыло, которое останавливается первым, падает, увеличивая его угол атаки и углубление стойла.[6] По крайней мере, одно крыло должно быть остановлено, чтобы произошло вращение. Другое крыло поднимается, уменьшая угол атаки, и самолет поворачивается к более глубоко застрявшему крылу. Разница в поднимать между двумя крыльями заставляет самолет катиться, и разница в тащить заставляет самолет продолжать рыскание.

Диаграмма спиновых характеристик[7] Показанное в этом разделе является типичным для самолета с умеренным или высоким удлинением и небольшой стреловидностью или без нее, что приводит к вращению, которое в первую очередь крен с умеренным рысканием. Для крыла со стреловидным удлинением и относительно большим рысканием и инерцией по тангажу диаграмма будет другой и показывает преобладание рыскания.[7]

Один из распространенных сценариев, который может привести к непреднамеренному вращению, - это занос несогласованный поворот в сторону взлетно-посадочной полосы во время посадки. Пилот, который выходит за пределы разворота на конечный этап захода на посадку, может испытать соблазн применить больше руля направления для увеличения скорости поворота. Результат двоякий: носовая часть самолета опускается за горизонт, а угол крена увеличивается за счет крена руля направления. Реагируя на эти непреднамеренные изменения, пилот затем начинает тянуть руль высоты к корме (таким образом увеличивая угол атаки и коэффициент нагрузки), одновременно применяя противоположные элероны для уменьшения угла крена.

В крайнем случае, это может привести к несогласованному развороту с достаточным углом атаки, чтобы самолет заглох. Это называется стойло с перекрестным контролем, и очень опасно, если это происходит на малой высоте, когда у пилота мало времени на восстановление. Чтобы избежать этого сценария, пилоты осознают важность постоянного выполнения скоординированных поворотов. Они могут просто сделать последний поворот раньше и на меньшей глубине, чтобы предотвратить выход за пределы осевой линии ВПП и обеспечить больший запас безопасности. Сертифицированные легкие однодвигательные самолеты должны соответствовать определенным критериям в отношении характеристик сваливания и штопора. Вращения часто вводятся намеренно для тренировок, летных испытаний или высшего пилотажа.

Фазы

В самолетах, способных восстанавливаться после штопора, штопор имеет четыре фазы.[8] Некоторым самолетам трудно или невозможно оправиться от штопора, особенно от плоского штопора. На малой высоте восстановление штопора также может оказаться невозможным до столкновения с землей, что делает низко-медленные летательные аппараты особенно уязвимыми для несчастных случаев, связанных с вращением.

  • Въезд - Самолет остановился за счет превышения крыла критический угол атаки, позволяя самолету рыскание, или вызывая рыскание с помощью руль инициированный занос несогласованный полет.[9]
  • Бафтинг - при критическом угле атаки пограничный слой Воздушный поток начинает отделяться от профиля крыла, вызывая потерю подъемной силы и приводя к колебаниям рулевых поверхностей из-за турбулентного воздушного потока.
  • Вылет - самолет больше не может поддерживать устойчивый полет в состоянии остановки и отклоняется от своей первоначальной траектории полета.
  • Вращение после сваливания - самолет начинает вращаться вокруг всех трех осей, угол наклона носовой части может снизиться или, в некоторых случаях, подняться, самолет начинает рыскать, а одно крыло опускается.
  • Начало - когда внутреннее крыло сваливается глубже, чем продвигающееся крыло, доминируют как крен, так и рыскание.
  • Разработано - скорость вращения, воздушная и вертикальная скорость самолета стабилизированы. Одно крыло останавливается глубже, чем другое, когда самолет вращается вниз по штопор дорожка.[10]
  • Восстановление - При соответствующих управляющих сигналах вращение по рысканью замедляется или останавливается, а положение носа самолета снижается, таким образом уменьшая угол атаки крыла и нарушая срыв. Скорость полета быстро увеличивается при опускании носа, и самолет больше не находится в штопоре. Органы управления реагируют обычным образом, и самолет можно вернуть в нормальный полет.
  • Плоское вращение - большинство высокопроизводительных пилотажных самолетов способны к преднамеренному вращению как вертикальному, так и перевернутому. Плоское вращение происходит, когда преобладают как вращение вокруг оси рыскания, так и боковое скольжение, а положение носа поднимается до горизонтального или почти равного уровня, в результате чего самолет принимает Фрисби или же бумеранг -подобное движение. Обычные методы восстановления кручения неэффективны из-за недостаточного управления рулем. В случае входа из-за центра тяжести, расположенного за пределами опубликованных производителем ограничений, вращение может быть невозвратным.

Режимы

Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА ) определил четыре различных режима прядения. Эти четыре режима определяются углом атаки воздушного потока на крыло.[11]

Классификация режима вращения НАСА
Режим отжимаДиапазон углов атаки, град.
Плоский65–90
Умеренно плоскийОт 45 до 65
Умеренно крутойОт 30 до 45
ОтвесныйОт 20 до 30

В 1970-х годах НАСА использовало свой спиновой туннель в Исследовательском центре Лэнгли для исследования характеристик вращения одномоторных самолетов авиации общего назначения. Модель в масштабе 1/11 использовалась с девятью различными конструкциями оперения.[12]

Некоторые конструкции хвоста, которые вызывали неподходящие характеристики вращения, имели два стабильных режима вращения - крутой или умеренно крутой; и другой, который был либо умеренно плоским, либо плоским. Восстановление из двух режимов обычно было менее надежным или невозможным. Чем дальше от кормы располагался центр тяжести, тем более плоский штопор и менее надежный возврат.[13] Для всех испытаний центр тяжести модели находился на уровне 14,5% от среднего аэродинамического значения. аккорд (MAC) или 25,5% от MAC.[14]

Одномоторные самолеты, сертифицированные в нормальной категории, должны демонстрировать способность восстанавливаться после штопора, по крайней мере, одного поворота, в то время как одномоторные самолеты, сертифицированные в категория полезности должен продемонстрировать шестиоборотное вращение, которое нельзя будет восстановить в любой момент во время вращения из-за действий пилота или аэродинамических характеристик.[15] НАСА рекомендует различные конфигурации хвоста и другие стратегии, чтобы исключить более плоский из двух режимов вращения и сделать восстановление из более крутого режима более надежным.[16]

История

На заре авиации спины плохо понимались и часто приводили к летальному исходу. Правильные процедуры восстановления были неизвестны, и инстинкт пилота отодвинуть ручку только усугубил вращение. Из-за этого штопор заработал репутацию непредсказуемой опасности, которая может в любой момент унести жизнь летчика, и от которой нет защиты. В ранней авиации отдельные пилоты изучали вращение, выполняя специальные эксперименты (часто случайно), а аэродинамики исследовали это явление. Линкольн Бичи смог выйти из спинов по желанию, согласно Гарри Бруно в Крылья над Америкой (1944).

В августе 1912 г. лейтенант Уилфред Парк RN стал первым авиатором, оправившимся от случайного штопора, когда его Авро Тип G биплан вошел в штопор на высоте 700 футов над уровнем моря в схеме движения на Larkhill. Парк попытался оправиться от вращения, увеличив обороты двигателя, потянув ручку назад и переключившись на вращение, но безрезультатно. Самолет снизился на 450 футов, и испуганные наблюдатели ожидали катастрофы со смертельным исходом. Несмотря на то, что Парк был выведен из строя центробежными силами, он все же пытался спастись. Пытаясь нейтрализовать силы, прижимающие его к правой стороне кабины, он применил полный правый руль направления, и самолет выровнялся на пятьдесят футов.[17] выше земли. Теперь, когда самолет был под контролем, Парк поднялся, сделал еще один заход и благополучно приземлился.

Несмотря на открытие «техники Паркка», процедуры восстановления вращения не были рутинной частью обучения пилотов вплоть до Первой мировой войны. Первым задокументированным случаем преднамеренного вращения и восстановления является случай Гарри Хоукер.[18] Летом 1914 года Хоукер оправился от намеренного переворота. Brooklands, Англия, за счет централизации контроля. Русский авиатор Константин Арцеулов, независимо обнаружив на передовой, метод восстановления, несколько отличный от техники Парка и Хокера, продемонстрировал его в драматической демонстрации над Кача летная школа аэродрома 24 сентября 1916 года, намеренно управляя своим Nieuport 21 в вращение и дважды оправляясь от него.[19] Позже Арцеулов, в то время инструктор в школе, продолжил обучать этой технике всех своих учеников, быстро распространив ее среди российских авиаторов и не только.[20]

В 1917 г. английский физик Фредерик Линдеманн провели серию экспериментов в B.E.2E [21] Это привело к первому пониманию аэродинамики вращения. В Британии, начиная с 1917 года, процедурам восстановления кручения обычно преподавали летные инструкторы в Школе специальных полетов Госпорта, в то время как во Франции, в Школе акробатики и боевых искусств, американцы, которые вызвались служить в знаменитой эскадрилье Лафайет, к июлю были 1917 г. учится делать то, что французы называли Vrille.[22]

В течение 1920-х и 1930-х годов, до того, как приборы для ночного полета стали широко доступны на небольших самолетах, пилотов часто инструктировали сознательно входить в штопор, чтобы избежать гораздо более опасного. кладбищенская спираль когда они внезапно оказались окутанными облаками, теряя визуальную связь с землей. Практически в любых обстоятельствах облачная платформа заканчивается над уровнем земли, давая пилоту разумный шанс оправиться от вращения перед столкновением.

Сегодня для получения сертификата частного пилота в Соединенных Штатах обучение вращению не требуется; Вдобавок к этому, на большинстве самолетов учебного типа есть табличка «Запрещено преднамеренное вращение». Некоторая модель Cessna 172 аттестованы для спиннинга, хотя на самом деле может быть трудно с ними справиться. Тем не менее, как правило, вращение проводится в рамках «курса восстановления необычного отношения» или как часть поддержки высшего пилотажа (хотя не во всех странах на самом деле требуется подготовка к высшему пилотажу). Однако понимание и способность восстанавливаться после вращения - это, безусловно, навык, которому летчик с неподвижным крылом может научиться в целях безопасности. Это обычно дается как часть обучения в планеры, поскольку планеры часто работают достаточно медленно, чтобы при повороте находиться в условиях, близких к сваливанию. Из-за этого в США от сертификации инструктора по планеру все еще ожидается демонстрация входа в штопор и выхода из него. Кроме того, перед своей первоначальной сертификацией инструкторам по самолетам и планерам необходимо завести журнал, подтверждающий их квалификацию в обучении вращению, которое, согласно Федеральные авиационные правила 61.183 (i), может быть дан другим инструктором.[23] В Канаде спины - обязательное упражнение для получения лицензий частного и коммерческого пилота; Канадские кандидаты на получение разрешения на пилота-любителя (на 1 уровень ниже лицензии частного пилота) должны выполнить сваливание и опускание крыла (самое начало входа в штопор) и должны восстановиться после сваливания и опускания крыла в рамках тренировки.[24][25]

Въезд и восстановление

Некоторые летательные аппараты не могут быть восстановлены после штопора, используя только их собственные управляющие поверхности, и ни при каких обстоятельствах нельзя допускать выхода из штопора. Если воздушное судно не было сертифицировано для восстановления при вращении, следует предположить, что вращения на этом воздушном судне не подлежат восстановлению и являются небезопасными. Важное оборудование для обеспечения безопасности, такое как остановка / восстановление вращения парашюты, которые, как правило, не устанавливаются на серийные самолеты, используются во время испытаний и сертификации самолетов для восстановления вращения и вращения.

Процедуры входа в полет различаются в зависимости от типа и модели воздушного судна, но существуют общие процедуры, применимые к большинству воздушных судов. К ним относятся снижение мощности до холостого хода и одновременное поднятие носа, чтобы вызвать вертикальное сваливание. Затем, когда самолет приближается к сваливанию, используйте полный руль направления в желаемом направлении вращения, удерживая при этом полное давление заднего руля высоты для вертикального вращения. Иногда ввод крена применяется в направлении, противоположном рулю направления (т. Е. Перекрестное управление).

Если производитель самолета предоставляет конкретную процедуру восстановления вращения, необходимо использовать эту процедуру. В противном случае для выхода из вертикального вращения можно использовать следующую общую процедуру: сначала мощность снижается до холостого хода, а элероны нейтрализуются. Затем добавляется полностью противоположный руль направления (то есть против рыскания) и удерживается, чтобы противодействовать вращению, и рычаг руля высоты быстро перемещается вперед, чтобы уменьшить угол атаки ниже критический угол. В зависимости от самолета и типа вращения, действие руля высоты может быть минимальным, прежде чем вращение прекратится, или в других случаях пилоту, возможно, придется переместить рычаг управления рулем высоты в его полное переднее положение, чтобы выполнить восстановление после вращения в вертикальном положении. После остановки вращения руль направления должен быть нейтрализован, и самолет должен вернуться в горизонтальный полет. Эту процедуру иногда называют PARE, за пна холостом ходу, Аилероны нейтральные, рвымя против вращения и удержание, и Eлеватор через нейтраль.

В мнемонический "PARE" просто усиливает проверенные временем стандартные действия НАСА по восстановлению вращения - те же самые действия, впервые предписанные NACA в 1936 году, проверенные НАСА во время интенсивной, рассчитанной на десятилетие программы испытаний на вращение, перекрывающей 1970-е и 80-е годы, и неоднократно рекомендовано FAA и внедрено большинством летчиков-испытателей при сертификационных испытаниях легких самолетов.

Перевернутое прядение и прямое или вертикальное прядение динамически очень схожи и требуют, по существу, того же процесса восстановления, но с использованием противоположного управления элеватором. В вертикальном вращении и крен, и рыскание происходят в одном направлении, но перевернутое вращение состоит из противоположных кренов и рысканья. Крайне важно противодействовать рысканью для восстановления. В поле зрения при типичном вращении (в отличие от плоского вращения) в значительной степени преобладает восприятие крена по рысканью, что может привести к неправильному и опасному выводу о том, что данное перевернутое вращение на самом деле является прямым вращением в обратном направлении рыскания. (что приводит к попытке восстановления, при которой по ошибке применен руль направления Pro-Spin, а затем это усугубляется удержанием неправильного ввода руля высоты).

В некоторых самолетах, которые легко вращаются в вертикальном и перевернутом положении, например, в высокопроизводительных пилотажных самолетах типа Pitts и Christen Eagle, на восстановление также может влиять альтернативный метод восстановления после вращения, а именно: отключение питания, снятие рычага с рычага управления / штурвала полная противоположность вращению (или, проще говоря, «нажмите на педаль руля, которую труднее нажимать») и удерживайте (также известная как техника Мюллера / Беггса). Преимущество техники Мюллера / Беггса заключается в том, что не требуется знать, прямое или перевернутое вращение, в течение времени, которое может быть очень напряженным и дезориентирующим. Несмотря на то, что этот метод действительно работает в определенной подгруппе одобренных к вращению самолетов, процедура NASA Standard / PARE также может быть эффективной при условии, что необходимо следить за тем, чтобы вращение не просто переходило с положительного на отрицательное (или наоборот) и что следует избегать слишком быстрого применения управления рулем высоты, так как это может вызвать аэродинамическое перекрытие руля направления, что сделает управление неэффективным и просто ускорит вращение. Обратное, однако, может быть совсем неверным - существует много случаев, когда Беггсу / Мюллеру не удается вывести самолет из вращения, но стандарт NASA / PARE прекращает вращение. Перед запуском любого самолета пилот должен проконсультироваться с руководством по летной эксплуатации, чтобы установить, есть ли у конкретного типа самолета какие-либо особые методы восстановления после вращения, которые отличаются от стандартной практики.

Пилот может вызвать плоское вращение после того, как вращение установлено, применяя полный элерон, противоположный направлению вращения, - отсюда и требование нейтрализовать элероны в технике восстановления нормального вращения. Приложение элеронов создает дифференциальное индуцированное сопротивление, которое поднимает нос в сторону горизонтального тангажа. По мере того, как нос поднимается вверх, хвост перемещается дальше от центра вращения, увеличивая боковой воздушный поток над оперением. Увеличение бокового обтекания вертикального стабилизатора / руля направления приводит к критическому углу атаки, что приводит к срыву. Нормальный ввод для восстановления противоположного руля направления дополнительно увеличивает угол атаки, углубляя срыв хвоста, и поэтому ввод руля направления неэффективен для замедления / остановки вращения. Восстановление инициируется поддержанием руля высоты и руля направления с продольным вращением и использованием полного элерона во вращении. Дифференциальное сопротивление теперь опускает нос, возвращая самолет к нормальному вращению, из которого для выхода из маневра используется техника PARE. **

Хотя методы входа схожи, современные военные истребители часто имеют тенденцию требовать еще одного варианта методов восстановления вращения. Хотя мощность обычно снижается до тяги на холостом ходу, а управление по тангажу нейтрализуется, противоположный руль направления почти не используется. Неблагоприятный рысканье, создаваемое поверхностями качения (элероны, дифференциальные горизонтальные хвосты и т. Д.) Такого самолета, часто более эффективно предотвращает вращение при вращении, чем рули направления, которые обычно закрываются крылом и фюзеляжем из-за геометрического расположения. истребителей. Следовательно, в предпочтительной методике восстановления пилот использует полный контроль крена в направлении вращения (т.е., правое вращение требует ввода правого джойстика), обычно его называют «вставка в вращение». Точно так же это приложение управления перевернуто для перевернутых вращений.

Центр гравитации

На характеристики самолета в отношении раскручивания существенно влияет положение центр гравитации. В общем, чем дальше от центра тяжести, тем менее легко самолет будет вращаться и тем легче он сможет восстановиться после вращения. И наоборот, чем дальше от центра тяжести к корме, тем легче самолет будет вращаться и тем труднее восстановится после вращения. В любом самолете передний и задний пределы центра тяжести тщательно определены. В некоторых самолетах, допущенных к преднамеренному вращению, заднее ограничение, при котором могут быть предприняты попытки вращения, не так далеко, как заднее ограничение для обычных полетов. Не следует предпринимать попытки преднамеренного вращения случайно, и самая важная предполетная мера предосторожности - определить, находится ли центр тяжести самолета в пределах диапазона, разрешенного для преднамеренного вращения. По этой причине пилоты должны сначала определить, какую «тенденцию» имеет самолет, прежде чем он свалится. Если при сваливании наблюдается тенденция к понижению тангажа (тяжелый нос), то самолет, скорее всего, восстановится самостоятельно. Однако, если имеется тенденция к крену (тяжелому хвосту) при сваливании, самолет, скорее всего, перейдет в режим "плоского вращения", когда восстановление сваливания будет задержано или может быть не восстановлено вообще.

Один из методов, рекомендуемых перед тренировкой во вращении, - это определение тенденции к сваливанию самолета с помощью "теста тангажа". Для этого медленно уменьшите мощность до холостого хода и посмотрите, в какую сторону наклоняется нос. Если он кренится, самолет можно будет восстановить. Если нос вздымается, то стойло будет трудно восстановить или вообще невозможно. «Тест по тангажу» должен проводиться непосредственно перед выполнением маневра вращения.

Невосстановимые спины

В DH 108 - ракетообразные предметы на законцовках крыла являются контейнерами для противовращательных парашютов.

Если центр гравитации если самолет находится за пределами кормовой части, разрешенной для вращения, любое вращение может оказаться невосстановимым, за исключением использования какого-либо специального устройства для восстановления вращения, такого как парашют для восстановления вращения, специально установленный в хвостовой части самолета;[26] или путем сброса специально установленного балласта в хвостовой части самолета.

Немного Вторая Мировая Война общеизвестно, что самолеты были склонны к вращению при ошибочной загрузке; например, Bell P-39 Airacobra. P-39 имел уникальную конструкцию с двигателем за сиденьем пилота и большой пушкой спереди. Без боеприпасов или противовеса в носовом отсеке центр тяжести P-39 находился слишком далеко от кормы, чтобы оправиться от штопора. Советские летчики провели многочисленные испытания Р-39 и смогли продемонстрировать его опасные характеристики вращения.

Современные истребители не застрахованы от явления безвозвратного штопора. Еще один пример невосстановимого спина произошел в 1963 г. Чак Йегер под контролем NF-104A Ракетно-реактивный гибрид: во время своей четвертой попытки установить рекорд высоты Йегер не справился с управлением и вошел в штопор, затем катапультировался и выжил. С другой стороны, Кукурузный бомбардировщик Это был случай, когда катапультирование пилота сместило центр тяжести настолько, чтобы позволить теперь уже пустому самолету самостоятельно восстановиться после вращения и приземлиться.

В специально сконструированном пилотажном самолете вращения могут быть намеренно сглажены посредством приложения мощности и элеронов в пределах нормального вращения. Скорость вращения впечатляет и может превышать 400 градусов в секунду в положении, при котором нос даже может быть над горизонтом. Такие маневры должны выполняться с центром тяжести в нормальном диапазоне и с соответствующей подготовкой, и следует учитывать экстремальные гироскопические силы, создаваемые гребным винтом и действующие на коленчатый вал. Электрический ток Мировой рекорд Гиннеса для количества последовательных перевернутых плоских вращений 98, установленного Спенсером Судерманом 20 марта 2016 года, пилотируя экспериментальный вариант Pitts S-1, обозначенный как Sunbird S-1x. Судерман стартовал с высоты 24 500 футов и восстановился на высоте 2000 футов.[27]

Дизайн самолета

В целях безопасности все сертифицированные, одномоторные самолет, в том числе сертифицированные планеры, должны соответствовать указанным критериям в отношении характеристик сваливания и вращения. Соответствующие конструкции обычно имеют крыло с большей угол атаки у основания крыла, чем на конце крыла, так что корень крыла сваливается первым, уменьшая тяжесть падения крыла при сваливании и, возможно, также позволяя элероны чтобы оставаться в некоторой степени эффективным, пока срыв не переместится наружу к законцовке крыла. Один из методов адаптации такого поведения сваливания известен как вымывание. Некоторые конструкторы прогулочных самолетов стремятся разработать самолет, который обычно не способен вращаться даже в нескоординированном движении. ларек.

Некоторые самолеты спроектированы с фиксированной прорези переднего края. Если прорези расположены перед элеронами, они обеспечивают сильное сопротивление сваливанию и даже могут сделать самолет неспособным вращаться.

В системы управления полетом некоторых планеров и прогулочных самолетов спроектированы таким образом, что, когда пилот перемещает рычаг управления лифтом близко к его полностью кормовому положению, как при полете на малой скорости и полете на высокой угол атаки, задние кромки обоих элеронов автоматически слегка приподнимаются, так что угол атаки уменьшается во внешних областях обоих крыльев. Это требует увеличения угла атаки во внутренних (центральных) областях крыла и способствует сваливанию внутренних областей задолго до законцовок крыла.

Стандарт сертификации в США для гражданских самолетов с максимальной взлетной массой до 12500 фунтов - это Часть 23 Федеральные авиационные правила, применимые к самолетам нормальной, служебной и акробатической категорий. Часть 23, §23.221 требует, чтобы самолеты с одним двигателем демонстрировали восстановление либо после однооборотного вращения, если преднамеренное вращение запрещено, либо после шестиоборотного вращения, если преднамеренное вращение разрешено. Даже большие пассажирские однодвигательные самолеты, такие как Cessna Caravan должен быть подвергнут однооборотному вращению пилотом-испытателем и неоднократно демонстрировать восстановление в течение не более одного дополнительного поворота. При небольшом количестве типов самолетов FAA сделал вывод об эквивалентном уровне безопасности (ELOS), так что демонстрация однооборотного вращения не требуется. Например, это было сделано с Cessna Corvalis[нужна цитата ] и Cirrus SR20 / 22. Успешная демонстрация вращения с одним оборотом не означает, что самолет допущен к преднамеренному вращению. Чтобы самолет был допущен к преднамеренному вращению, пилот-испытатель должен несколько раз подвергнуть его вращению в шесть оборотов, а затем продемонстрировать восстановление в течение полутора дополнительных оборотов. Испытание на вращение является потенциально опасным упражнением, и испытательный самолет должен быть оборудован некоторым устройством для восстановления вращения, таким как хвостовой парашют, сбрасываемый балласт или какой-либо метод быстрого перемещения самолета. центр гравитации вперед.

Сельскохозяйственные самолеты обычно сертифицируются в нормальной категории и имеют умеренный вес. Для одномоторных самолетов это требует успешной демонстрации однооборотного вращения. Однако с заполненным сельскохозяйственным бункером эти самолеты не предназначены для вращения, и восстановление маловероятно. По этой причине эти самолеты с массой, превышающей максимально допустимую для нормальной категории, не подвергаются испытаниям на штопор и, как следствие, могут быть сертифицированы только в ограниченной категории. В качестве примера сельскохозяйственного самолета см. Cessna AG серия.

Набор для отжима

Чтобы некоторые планеры легко вращались в учебных или демонстрационных целях, набор для отжима есть в наличии у производителя.

Многие тренировочные самолеты могут оказаться устойчивыми к запуску во вращение, даже если некоторые из них специально разработаны и сертифицированы для вращения. Хорошо известным примером самолета, предназначенного для легкого вращения, является Пайпер Томагавк, который сертифицирован для вращения, хотя характеристики вращения Piper Tomahawk остаются спорными.[28] Самолет, который не сертифицирован для вращения, может быть трудно или невозможно восстановить, если скорость вращения превышает стандарт однооборотной сертификации.

Хотя спиннинг был исключен из большинства программ летных испытаний, в некоторых странах все еще требуется летная подготовка по восстановлению отжима. В США требуется обучение вертолету для гражданских кандидатов в летные инструкторы и военных пилотов.[29] Вращение происходит только после ларек, поэтому FAA уделяет особое внимание обучению пилотов распознавание, предотвращение и восстановление сваливания как средство уменьшения количества несчастных случаев из-за непреднамеренного сваливания или вращения.

Вращение часто пугает непосвященных, однако многие пилоты, обученные входу во вращение и восстановлению, обнаруживают, что этот опыт повышает осведомленность и уверенность. Во время штопора пассажиры самолета только чувствуют пониженная гравитация во время фазы входа, а затем испытать нормальную гравитацию, за исключением того, что при экстремальном положении носа вниз пассажиры прижимаются к их ремням безопасности. Быстрое вращение в сочетании с опущенным носом дает визуальный эффект, называемый грунтовый поток это может дезориентировать.

Процедура выхода из штопора требует использования руля направления для остановки вращения, затем руля высоты для уменьшения угла атаки, чтобы остановить сваливание, затем выхода из пикирования без превышения максимально допустимой воздушной скорости (VNE ) или максимум G загрузка. Максимальная нагрузка G для легкого самолета в нормальной категории обычно составляет 3,8 G. Для легкого самолета в акробатической категории обычно составляет не менее 6 G.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ДЕПАРТАМЕНТ ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАЛЬНОЙ АВИАЦИОННОЙ АДМИНИСТРАЦИИ США Служба стандартов полетов (7 мая 2004 г.). "Справочник по полету самолета FAA-H-8083-3A - Глава 4-6 - Медленный полет, сваливание и вращение" (PDF). УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТАМИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ АВИАЦИОННОЙ АДМИНИСТРАЦИИ США Служба стандартов полетов. стр. 4–12. Получено 28 апреля 2014.
  2. ^ «18 киосков и спинов». www.av8n.com.
  3. ^ ДЕПАРТАМЕНТ ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАЛЬНОЙ АВИАЦИОННОЙ АДМИНИСТРАЦИИ США Служба стандартов полетов (7 мая 2004 г.). "Справочник по полету самолета FAA-H-8083-3A - Глава 4-6 - Медленный полет, сваливание и вращение" (PDF). УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТАМИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ АВИАЦИОННОЙ АДМИНИСТРАЦИИ США Служба стандартов полетов. стр. 4–15. Получено 28 апреля 2014.
  4. ^ "Определение штопора". Мерриам-Вебстер.
  5. ^ Как стать пилотом: пошаговое руководство по полету. Соединенные Штаты. Федеральная авиационная администрация. (Ред. Ред.). Нью-Йорк: Стерлинг Паб. Co. 1987. ISBN  0806983868. OCLC  15808804.CS1 maint: другие (связь)
  6. ^ Дж., Клэнси, Л. (1975). Аэродинамика. Нью-Йорк: Вили. ISBN  0470158379. OCLC  1085499.
  7. ^ а б Аэродинамика для военно-морских авиаторов, Hurt, пересмотренный в январе 1965 г., выпущенный Управлением начальника отдела подготовки авиации военно-морских сил, рис. 4.32
  8. ^ Стинтон, Дэррил (1996), Лётные качества и летные испытания самолета, Глава 5 (стр. 503), Blackwell Science Ltd, Оксфорд, Великобритания. ISBN  0-632-02121-7
  9. ^ "Несогласованный" полет означает, что самолет имеет ненулевой угол скольжения.
  10. ^ «18 киосков и спинов». www.av8n.com.
  11. ^ Технический документ НАСА 1009. стр. 11
  12. ^ Технический документ НАСА 1009. стр. 8
  13. ^ Техническая записка НАСА TN D-6575. п. 15
  14. ^ Технический документ НАСА 1009. стр. 9
  15. ^ Соединенные Штаты Федеральные авиационные правила, Часть 23, §23.221
  16. ^ Технический документ НАСА 1009. стр. 14
  17. ^ История высшего пилотажа - Школа истребителей 2 Ричард Г. Шеффилд
  18. ^ "Вращение двигателя". www.aopa.org. 7 сентября 2014 г.
  19. ^ Константин Константинович Арцеулов Уголок неба, виртуальная энциклопедия воздухоплавания, на русском языке
  20. ^ Первый спин в России, Константин Арцеулов, на русском
  21. ^ "Спин | Бристольский истребитель | самолет | 1920 | 1191 | Полетный архив". Flightglobal.com. 1920-11-18. Получено 2019-06-05.
  22. ^ Хадингем, Эван (10 июля 2012 г.). «Контроль отжима». HistoryNet. Получено 2 сентября 2016.
  23. ^ «ЧАСТЬ 61 - СЕРТИФИКАЦИЯ: ПИЛОТЫ, ЛЕТНЫЕ И НАЗЕМНЫЕ ИНСТРУКТОРЫ».
  24. ^ «Стандарты практических испытаний ПЛАНУРА, октябрь 2006 г., стр. 1-50» (PDF).
  25. ^ Правительство Канады; Транспорт Канады; Группа охраны и безопасности, Гражданская авиация (20 мая 2010 г.). "Руководство по летным испытаниям - Лицензия коммерческого пилота - Самолет - TP 13462". www.tc.gc.ca.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  26. ^ "Парашют в хвосте самолета выводит корабль из строя" Популярная механика, Январь 1936 г. примечание - чертеж противовращательного желоба в P-26 только для справки. На самом деле, желоб для предотвращения раскручивания должен быть расположен на крайнем конце хвостовой части, то есть показанное место не будет работать в аварийной ситуации.
  27. ^ Тулис, Дэвид. "Spin Doctor Crushes Record". www.aopa.org. Получено 12 сентября 2016.
  28. ^ "Pipertomahawk.com". www.pipertomahawk.com.
  29. ^ [1]

Источники

внешняя ссылка