Сдвиг ветра

Сдвиг ветра – изменение вектора скорости ветра в атмосфере, измеренное на небольшом расстоянии. Для полета, особенно на этапах набора высоты после взлета и на завершающем этапе захода на посадку, наибольшую опасность представляет вертикальный сдвиг ветра – изменение вектора скорости с высотой, который может быть положительным (скорость ветра возрастает с увеличением высоты) и отрицательным (скорость ветра возрастает с уменьшением высоты).

(Горизонтальный сдвиг - изменение вектора скорости ветра в атмосфере на одной высоте -опасности не представляет.)

Сдвиги ветра различной интенсивности существуют в природе всегда. Основная проблема сдвига ветра заключается в том, что самолет в силу инерции некоторое время сохраняет путевую скорость постоянной. При резком изменении скорости ветра будет меняться воздушная скорость, а следовательно, и аэродинамические силы. Рассмотрим движение самолета по глиссаде (рис. 9.5). На приведенной схеме видно, что из-за уменьшения воздушной скорости подъемная сила (Y_a) падает и становится меньше силы веса. Самолет переходит на снижение, стремясь восстановить скорость за счет устойчивости самолета по скорости.

Восстановить положение самолета на глиссаде можно за счет увеличения тяги двигателей, а следовательно, увеличения путевой скорости. Увеличение W _пут за счет уменьшения высоты требует большого запаса высоты и времени.

Рис. 17.3. Влияние сдвига ветра на траекторию полета самолета

Основная проблема для увеличения скорости – это инертность самолета, приемистость двигателя и замедленная реакция пилота. Для повышения безопасности полетов при взлете и заходе на посадку в условиях сдвига ветра экипажам воздушных судов необходимо руководствоваться следующими рекомендациями.

Перед вылетом:

– экипаж ВС во время предполетной подготовки должен быть проинформирован о фактическом ветре у земли, на высоте 100 м и на высоте круга;

– командир ВС должен оценить характер и величину сдвига ветра и с диспетчером службы движения принять соответствующее решение.

При взлете:

– если встречная составляющая ветра у земли больше, чем на высоте, или ветер переходит в попутный, закрылки необходимо убирать на высоте не менее 200 м в два-три приема;

– если встречная составляющая скорости ветра на высоте 100 м по своей величине меньше на 10 м/с и более, чем у земли, следует отложить взлет до ослабления сдвига ветра.

При заходе на посадку:

– при сдвиге ветра менее 5 м/с на 100 м заход на посадку выполнять на обычных режимах;

– при сдвиге ветра 5 м/с и более на 100 м высоты, если встречная составляющая скорости ветра у земли меньше, чем на высоте, необходимо скорость полета увеличить на 5 – 7 узлов по сравнению с рекомендованной;

– при отсутствии информации о скорости и направлении ветра на высоте 100 м пилоту необходимо тщательно наблюдать за характером возможного изменения скорости на глиссаде. Если для выдерживания скорости требуется ряд последовательных увеличений режима работы двигателей, необходимо повысить приборную скорость на 5 – 7 узлов по сравнению с требуемой;

– если для выдерживания расчетной скорости требуется номинальный режим работы двигателей, необходимо установить режим MAX и уйти на второй круг;

– если встречная составляющая скорости ветра у земли меньше на 15 м/с и более, чем на высоте 100 м, заход на посадку представляет опасность;

– диспетчерский состав службы движения при выборе рабочего курса для взлета и посадки должен детально анализировать метеообстановку в районе аэродрома и при получении информации о сдвиге ветра сообщать об этом экипажам воздушных судов.

При воздействии сдвига ветра ситуация осложняется, если в районе посадки наблюдаются ливневые осадки, так как происходит:

– торможение самолета из-за воздействия капель воды,

– увеличение массы самолета,

– увеличение шероховатости поверхности самолета,

– ухудшение условий работы щелевой механизации.

В условиях дождя эксплуатационные качества самолета ухудшаются, особенно это относится к дистанции взлета и максимальной горизонтальной скорости. В условиях дождя слабой интенсивности пилотажные характеристики остаются практически без изменений. Полетов в условиях сильного дождя следует избегать из-за ухудшения видимости.

При попадании самолета в зону турбулентности необходимо уменьшить скорость полета до 120–151 узел и принять меры для выхода из этой зоны. С уменьшением высоты полета за счет роста плотности воздуха увеличивается запас по углу атаки до сваливания. Максимальная допустимая высота полета в условиях турбулентности в РЛЭ не оговаривается. Если нет возможности обойти грозовую зону, необходимо вернуться на аэродром вылета или ближайший аэродром. Все маневры при пилотировании выполнять плавно, в момент уменьшения турбулентности, не допуская крена более 15°.

Во всех случаях попадания в зону сильной болтанки не стремитесь к точному выдерживанию исходного режима полета по высоте, скорости и крену. Полет выполняйте с полузажатым управлением, по средним показаниям авиагоризонта, не допуская резких размашистых движений рычагами управления и больших величин крена. Продольным управлением пользуйтесь тогда, когда, вследствие изменившегося угла тангажа, скорость начинает увеличиваться по сравнению с исходной на значительную величину.

При броске с увеличением высоты полета, вызванным мощным восходящим потоком, не допускайте уменьшения скорости полета, не уменьшайте режим работы двигателей и не допускайте увеличения угла атаки по сравнению с исходным. В случае интенсивного подъема самолета с одновременным переходом на пикирование, вызванного мощным восходящим потоком большой протяженности, удерживайте самолет в исходном режиме по углу атаки, не препятствуйте подъему самолета и не переводите его в режим еще большего пикирования. В этих случаях внимательно следите за скоростью и не превышайте установленных ограничений.

При интенсивном снижении самолета, вызванном мощным нисходящим потоком, не препятствуйте снижению самолета переводом его на кабрирование и удерживайте самолет в исходном режиме полета по углу атаки. В случае достижения угла атаки 16-17° срабатывает сигнализация больших углов атаки, и на 18° появляется тряска самолета за счет срыва потока на крыле.

При срабатывании сигнализации переведите ручку управления «от себя» за нейтраль до выхода на нормальные углы атаки и прекращения тряски, после чего плавно выведите самолет на нормальный режим полета.

Если сигнализация сработала на развороте, после отклонения ручки управления «на себя», необходимо вывести самолет из крена. Если по каким-либо причинам самолет в полете будет выведен на углы атаки, превышающие допустимые, то наряду с усилением тряски у самолета возникнет тенденция к опусканию носовой части фюзеляжа, к крену. Эффективность руля высоты при этом достаточна для вывода самолета на нормальные углы атаки. В случае потери скорости и срыва вывод самолета в горизонтальный полет составляет 180–220 м (в зависимости от конфигурации, массы, высоты и перегрузки при сваливании).

В случае неправильного вывода из режима сваливания, самолет может попасть в штопор. Выход из штопора не демонстрировался во время сертификационных испытаний, поскольку для самолетов этой категории данное требование отсутствует.

ВНИМАНИЕ! Выполнение преднамеренного штопора на данном самолете запрещается. В случае непреднамеренного штопора необходимо немедленно выполнить действия по выходу из штопора. Сваливание самолета с одним работающим двигателем не допускается.

Для выхода из штопора необходимо немедленнои одновременновыполнить следующие действия:

1. Рычаги управления двигателями установить в положение IDLE.

2. Руль направления полностью отклонить против вращения.

3. Ручку управления полностью отклонить вперед «от себя».

4. Элероны установить в нейтральное положение.

После прекращения вращения:

– руль направления (педали) поставить в нейтральное положение;

– ручку управления (руль высоты) осторожно взять на себя;

– вывести самолет из снижения на нормальную высоту полета. Не допускать превышения скорости V_NE = 188 узлов.

Описанный порядок выхода из штопора составлен на основе общего опыта.

18. ОБЛЕДЕНЕНИЕ САМОЛЁТА.

Причины обледенения самолёта в полёте.

Изменение аэродинамических и лётных характеристик обледеневшего самолёта.

Обледенение – одно из опасных для самолета атмосферных явлений, непосредственно влияющих на аэродинамические и летные характеристики, а также на характеристики устойчивости и управляемости самолета.

Ледяные отложения могут значительно изменить форму профиля крыла и горизонтального оперения, создать повышенную турбулентность и преждевременный срыв потока, который особенно опасен при полете на малых скоростях во время захода на посадку в посадочной конфигурации.

Отложение льда в полете происходит одновременно на всех поверхностях: крыле, вертикальном и горизонтальном оперении – это существенно уменьшает a_кр крыла и горизонтального оперения. Сопротивление самолета при обледенении растет за счет увеличения шероховатости поверхности, увеличения сечения профилей, турбулизации потока и вынужденного увеличения угла атаки при потере скорости и подъемной силы (рис. 10.1).

Подъемная сила уменьшается за счет уменьшения скоростей обтекания верхней поверхности крыла при вихреобразовании и уменьшения перепада давления под крылом и над ним.

Аэродинамическое качество уменьшается во всем диапазоне летных углов атаки. Вследствие значительного уменьшения с_{у max} и a_кр скорость сваливания увеличивается; при грубых ошибках пилотирования или сильном обледенении скорость, на которой выполняется полет, и скорость сваливания могут стать равными. Изменяются усилия на органах управления, может появиться тряска самолета или органов управления. Особенно опасно обледенение силовых установок.

Рис. 18.1. Изменение аэродинамических характеристик при обледенении самолета

Взлет на обледеневшем самолете запрещен. При взлете на обледеневшем самолете скорость на разбеге увеличивается медленно, следовательно, значительно увеличивается длина разбега. Но главная опасность заключается в том, что после отрыва самолет может стать неуправляемым и неустойчивым. Небольшие порывы ветра или движения штурвала могут вывести самолет на закритические углы атаки и вызвать срыв потока на крыле. Большой опасностью является снижение эффективности органов управления у обледеневшего самолета.

Обледенение самолета на земле намного опаснее, чем в полете, так как большая поверхность самолета подвержена ледяным отложениям. Поэтому необходимо перед выполнением полета производить удаление инея, льда и снега. Снег или лед, не удаленные с верхних поверхностей самолета, могут привести к сваливанию самолета после отрыва.

Обледенение стабилизатора гораздо опаснее, чем обледенение крыла, поскольку оно не обнаруживается по мере нарастания льда во время обычного крейсерского полета с убранными закрылками, и только на режимах захода на посадку при отклонении закрылков влияние образовавшегося льда может проявиться резко и неожиданно для пилота. В этом случае скос потока за крылом сильно увеличивается и отрицательный угол атаки горизонтального оперения приближается к критическому. В случае срыва потока на горизонтальном оперении на самолете появляется избыточный момент на пикирование (М_{z кр} > М_{z ГО 2}). Это явление называют «клевком» самолета (рис. 10.2). При «клевке» самолет резко опускает носовую часть, и вертикальная скорость может достигать 10–15 м/с.

Рис. 18.2. Изменение продольного момента при обледенении самолета

Своевременные и правильные действия пилота гарантируют небольшую потерю высоты.

Причины, вызывающие «клевок» самолета, следующие:

– обледенение стабилизатора,

– отклонение закрылков в положение LDG при обледеневшем стабилизаторе,

– передние центровки,

– большая масса самолета,

– совмещение довыпуска закрылков в положение LDG с переводом самолета на снижение,

– резкие движения штурвала от себя при пилотировании.

В случае попадания в зону обледенения необходимо:

– включить обогрев ППД;

– покинуть зону обледенения (изменив высоту полета или развернув самолет для возврата в зону с более высокой температурой);

– увеличить мощность во избежание обледенения воздушного винта, периодически изменять мощность;

– известить диспетчера УВД, если ожидается возникновение аварийной ситуации;

– при обледенении выдерживать скорости в диапазоне V _{ops ice} = 118–151 узел;

– не уменьшать скорость для сохранения управляемости ниже V_{mСA ice} = 71 узел.

Для справки. Противообледенительная обработка самолета на земле производится жидкостями TKS 80 (изготовитель Kilfrost), Compound 07, AL-5 (DTD 406B) (изготовитель Aeroshell).

Важно соблюдать рекомендованный РЛЭ порядок очистки самолета ото льда:

1. Очистить самолет от снега, пользуясь мягкой щеткой.

2. Нанести противообледенительную жидкость на обледеневшие поверхности, пользуясь пригодным для этого разбрызгивателем.

3. Мягкой тканью насухо протереть самолет.