Сайт інтернет-магазину
Великі літаки мають низку особливостей управління з тангажу, про які не можна не згадати. Тримування, центрування, балансування, перекладка стабілізатора, витрата штурвальної колонки. Розглянемо ці питання докладніше.
Тангаж (pitch) - кутовий рух літального апарату щодо поперечної осі інерції, а простіше кажучи "задир". У моряків ця фігня називається "диферент". Тангаж протиставлений крену (bank) і нишпоренню (yaw), які відповідно характеризують положення ЛА при його обертанні навколо поздовжньої та вертикальної осі. Відповідно розрізняють кути тангажу, крену та нишпорення (іноді їх називають кути Ейлера). Термін "ризання" можна замінювати словом "курс", наприклад кажуть "у каналі курсу".
Відмінність кута тангажу від кута атаки, сподіваюся пояснювати немає необхідності. Коли літак падає зовсім плазом, як праска, кут атаки у нього буде 90 град, а кут тангажу буде близьким до нуля. Навпаки, коли винищувач йде у наборі, на форсажі, з гарною швидкістю, у нього кут тангажу може бути 20 град, а кут атаки, скажімо, лише 5 град.
Тримування Щоб забезпечити нормальне пілотування, зусилля на штурвалі має бути відчутним, інакше, будь-яке випадкове відхилення могло б ввести літак у який-небудь поганий штопор. Саме тому на важких літаках, не призначених для виконання різких маневрів, зазвичай застосовуються штурвали, а не ручки — їх не так просто випадково відхилити по крену. (Виняток становить Airbus, який віддає перевагу джойстикам.)
Зрозуміло, що при затяжному управлінні біцепси у пілота поступово розвиватимуться досить пристойні, більше того, якщо літак розбалансований зусиллями його важко пілотувати,т.к. будь-яке ослаблення зусилля штовхне штурвальну колонку (ШК) не туди, куди треба. Тому, щоб у процесі виконання польоту, льотчики могли іноді ляснути стюардесу Катьку по дупі, на літаках встановлюють тримери.
Тример - пристрій, який тим чи іншим способом фіксує штурвал (ручку управління) в заданому положенні, щоб пелець міг знижуватися, набирати висоту і летіти в горизонтальному польоті і т.д. без докладання зусиль до штурвальної колонки.
В результаті тримування, точка, в яку тягне штурвал (ручку), не збігатиметься з нейтральним положенням для даного керма. Чим далі від положення тримування, тим більші зусилля доводиться докладати, щоб утримати штурвал (ручку) у заданому положенні.
Найчастіше, під триммером мають на увазі триммер у каналі тангажу - тобто. триммер керма висоти (РВ). Тим не менш, на великих літаках тримери на всякий випадок ставлять у всіх трьох каналах - там вони зазвичай виконують допоміжну роль. Наприклад, в каналі крену тримування може застосовуватися при поздовжньому розбалансуванні літака через несиметричне вироблення палива з крилових баків, тобто. коли одне крило перетягує інше. У каналі курсу — при відмові двигуна, щоб літак не нишпорив убік, коли один двигун не працює. І т.д.
Тримування можна технічно реалізувати такими способами:
1) з допомогою окремого аеродинамічного тримера , як у Ту-134— тобто. маленького "рулька" на кермі висоти, який утримують основне кермо в заданому положенні за допомогою аеродинамічної компенсації, тобто. використовуючи силу потоку, що набігає. На Ту-134 для керування таким триммером використовується колесо тримера, на яке намотується трос, що йде до РВ. 2) за допомогою МЕТ (механізму ефектутримування), як у Ту-154 — тобто. просто регулюючи затяжку в системі пружин (правильніше сказати пружинних завантажувачів), які чисто механічно утримує штурвальну колонку в заданому положенні. Коли шток МЕТ переміщається вперед-назад, завантажувачі послаблюються, то натягуються. Для управління МЕТ використовуються невеликі натискні перемикачі на рукоятках штурвалів, при включенні яких шток МЕТ, а за ним і штурвальна колонка повільно переміщуються в задане положення. Аеродинамічні тримери як на Ту-134, на Ту-154 відсутні.
3) з використанням переставного стабілізатора, як на більшості західних типів (див. нижче)
У симуляторі важко відтворити справжній триммер керма висоти, для цього доведеться використовувати наворочений джойстик з ефектом тримування, тому що те, що в MSFS називається триммером, по суті, не варто сприймати як такий - правильніше було б замазати джойстик пластиліном або жуйкою або просто покласти. миша на стіл (в FS98) - ось вам і триммер. Треба сказати, що управління це взагалі хворе місце для всіх симуляторів. Навіть якщо купити самий наворочений штурвал і систему педалей, воно все одно, швидше за все, буде далеко від реального. Імітація вона і є імітація, тому що, щоб отримати абсолютно точну копію справжнього літака, потрібно витратити стільки ж зусиль і переробити стільки ж інформації, скільки і для того, щоб побудувати справжній літак.
Центрівка повітряного судна (Center of Gravity (CG) position) - положення центру тяжкості, яке вимірюється у відсотках довжини так званої середньої аеродинамічної хорди (САХ, Mean Aerodynamic Chord, MAC) - тобто. хорди умовного прямокутного крила, рівноцінного даному крилу, що має з ним однакову площу.
Хорда - відрізок прямий,що з'єднує передню та задню кромку профілю крила.
Довжину середньої аеродинамічної хорди знаходять інтегруванням по довжинах хорд уздовж усіх профілів напівкрила. Грубо кажучи, САХ характеризують найпоширеніший, найімовірніший профіль крила. тобто. передбачається, що все крило з усім його різнобоєм профілів можна замінити одним єдиним усередненим профілем з однією єдиною усередненою хордою - САХ.
Щоб знайти положення САХ, знаючи його довжину, потрібно перетнути САХ з контуром реального крила і подивитися, де знаходиться початок отриманого відрізка. Ця точка (0% САХ) і буде точкою відліку визначення центрування.
На рис. показано положення центру ваги 25% САХ.
Зрозуміло, транспортний літак не може мати постійного центрування. Вона змінюватиметься від вильоту до вильоту через переміщення вантажів, зміну кількості пасажирів, а також у процесі польоту в міру вироблення палива. Для кожного літака визначено допустимий діапазон центрувань, при якому забезпечується його хороша стійкість та керованість. Зазвичай розрізняють передню (для Ту-154Б - 21-28%), середню (28-35%) та задню (35-50%) центрування - для інших типів цифри дещо відрізнятимуться.
Центрівка порожнього літака сильно відрізняється від центрування заправленого літака з усіма вантажами і пасажирами, і для розрахунку перед вильотом заповнюється спеціальний центрувальний графік.
Порожній Ту-154Б має центрування порядку 49-50% САХ, при тому, що при 52,5% він перекидається на хвіст (двигуни на хвості перетягують). Тому під хвостовою частиною фюзеляжу в деяких випадках необхідно встановлювати страхову штангу.
Балансування у польоті
У літака зі стрілоподібним крилом центр застосування підйомної сили на крилі розташований уточці приблизно 50-60% САХ, тобто. за центром тяжіння, який у польоті зазвичай розташовується в районі 20-30% САХ.
Через війну, в горизонтальному польоті на крилі виникає важіль підйомної сили , який хоче перекинути літак на носа, тобто. у нормальній ситуації літак перебуває під дією пікіруючого моменту.
Щоб уникнути цього, протягом усього польоту доведеться парирувати що виникає пікіруючий момент балансувальним відхиленням РВ, тобто. відхилення керма висоти не дорівнює нулю навіть у горизонтальному польоті.
Завжди лише вгору? Ні не завжди.
При збільшенні швидкості швидкісний натиск збільшиться, а значить пропорційно зросте сумарна підйомна сила на крилі, на стабілізаторі та на кермі висоти
F під = F під1 - F під2 - F під3
Але сила тяжіння залишиться незмінною, а значить літак перейде в набір. Щоб знову збалансувати папелац горизонтальному польоті, доведеться опустити кермо висоти нижче (віддати штурвал від себе), тобто. зменшити доданок F под3. Тоді ніс опуститься, і літак знову збалансується у горизонтальному польоті, але вже на меншому куті атаки.
Таким чином, для кожної швидкості ми матимемо своє балансувальне відхилення РВ — ми отримаємо аж цілу криву балансування (залежність відхилення РВ від швидкості польоту). На великих швидкостях доведеться віддавати штурвальну колонку від себе (РВ вниз), щоб утримати самик від кабрування, на малих швидкостях доведеться брати штурвальну колонку на себе (РВ вгору), щоб утримати самик від пікірування. Штурвал і кермо висоти будуть у нейтральному положенні лише на якійсь одній певній приладовій швидкості (близько 490 км/год для Ту-154Б).
Стабілізатор (Horizontal Stabilizer)
Крім того, як видно з наведеної схеми,літак можна балансувати не тільки кермом висоти, але й переставним стабілізатором (доданок Fпод2). Такий стабілізатор за допомогою спеціального механізму може повністю встановлювати новий кут. Ефективність такої перекладки буде приблизно в 3 рази вищою, тобто. 3 град відхилення РВ відповідатимуть 1 град відхилення стабілізатора, т.к. його площа горизонтального стабілізатора у "тушки" приблизно в 3 рази більша за площу РВ.
У чому перевага використання переставного стабілізатора? Насамперед у тому, що при цьому зменшується витрата керма висоти. Справа в тому, що іноді через надто переднє центрування для утримання літака на певному куті атаки доводиться використовувати весь хід штурвальної колонки — пілот вибрав керування повністю на себе, і далі літак уже не заманиш вгору ніякою морквою. Це особливо може мати місце на посадці з гранично переднім центруванням, коли при спробі відходу на друге коло, керма висоти може не вистачити. Власне кажучи, значення гранично переднього центрування і встановлюються з розрахунку, щоб відхилення керма висоти вистачало на всіх режимах польоту.
Оскільки РВ відхиляється щодо стабілізатора, то неважко бачити, що застосування переставного стабілізатора зменшить витрату штурвала і збільшить доступний діапазон центрувань і доступних швидкостей. А значить можна буде взяти більше вантажів і розташувати їх зручнішим способом.
У горизонтальному польоті на ешелоні стабілізатор Ту-154 перебуває під кутом -1.5 град кабрування стосовно фюзеляжу, тобто. майже горизонтально. На зльоті і на посадці він перекладається далі на кабрування на кут до -7 град щодо фюзеляжу, щоб створити достатній кут атаки для підтримки літака в горизонтальному польоті на малійшвидкості.
Особливістю Ту-154 є те, що перестановка стабілізатора здійснюється тільки на зльоті та на посадці, а в польоті він забирається в положення -1.5 (яке вважається нульовим), і літак тоді балансується одним кермом висоти.
У цьому, зручності екіпажу і з інших причин, перекладка поєднана з випуском закрилків і предкрылков, тобто. при переведенні рукоятки закрилків із положення 0 у положення на випуск, автоматично випускаються передкрилки та стабілізатор перекладається у узгоджене положення. При прибиранні закрилків після зльоту — те саме, у зворотному порядку.
Наведемо таблицю, яка висить у кабіні екіпажу, щоб постійно йому нагадувати, що у них там млинець на фіг випускається.