Что происходит при отказе у самолета всех двигателей

Поведение самолета при отказе двигателя

При отказе двигателя самолет разворачивается в сторону отказавшего двигателя под действием моментов от силы тяги работающего двигателя (Р₁) и сопротивления отказавшего двигателя (Х₂) (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Поведение самолета при отказе двигателя

Вследствие инерции самолет стремится сохранить направление полета, в результате чего возникает скольжение на крыло с работающим двигателем. При скольжении возникают восстанавливающие и демпфирующие моменты, но они значительно меньше разворачивающего момента, и самолет продолжает разворачиваться в сторону отказавшего двигателя. Несвоевременность устранения скольжения самолета может привести к срыву потока с вертикального оперения из-за косой обдувки и потери путевой управляемости.

Самолет кренится на полукрыло с отказавшим двигателем под действием момента разности подъемных сил левого и правого полукрыла. Разность подъемных сил возникает вследствие скольжения крыла и затенения части крыла фюзеляжем. Наличие положительного V крыла несколько увеличивает кренящий момент. При вращении самолета в сторону отказавшего двигателя с угловой скоростью ω_у левое полукрыло движется вперед, и скорость обдувки дополнительно увеличивается, увеличивается и подъемная сила. На правом полукрыле картина обратная, и полукрыло теряет подъемную силу, поэтому кренящий момент дополнительно увеличивается.

При отказе двигателя самолет уменьшает скорость и высоту полета, так как уменьшается располагаемая тяга, c_y уменьшается на 50 %.

Задача пилота уравновесить разворачивающий и кренящий моменты и сбалансировать самолет в зависимости от этапа полета.

8.2. Изменение аэродинамических и летных характеристик
при отказе двигателя

При отказе двигателя аэродинамические характеристики самолета ухудшаются (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Изменение аэродинамических характеристик при отказе двигателя

Коэффициент лобового сопротивления (с_х) увеличивается:

– вследствие скольжения самолета,

– большого расхода рулей при балансировке самолета,

– дополнительного сопротивления отказавшего двигателя (Х_отк = 40–50 кг) (винт зафлюгирован),

– вынужденного увеличения угла атаки при потере скорости.

Коэффициент подъемной силы (с_у) уменьшается за счет уменьшения эффективной скорости обтекания при скольжении.

Из анализа аэродинамических характеристик следует, что критический угол атаки уменьшается примерно на 1–2° вследствие влияния скольжения, которое вызывает преждевременный срыв. Наивыгоднейший угол атаки увеличивается примерно на 1° из-за смещения поляры вправо на величину приращения лобового сопротивления. Прирост сопротивления зависит от величины угла скольжения (b) (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Прирост сопротивления при скольжении самолета

Уменьшение располагаемой мощности, увеличение потребной мощности и уменьшение аэродинамического качества вызывает ухудшение летных характеристик самолета (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Изменение летных характеристик при отказе двигателя

Дата добавления: 2016-08-23 ; просмотров: 2768 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Основные виды балансировки с отказавшим двигателем

Самолет DA 42 в зависимости от этапа полета, на котором отказал двигатель можно сбалансировать следующим образом:

1. Балансировка самолета без скольжения с креном в сторону работающего двигателя (рис. 8.5). Такая балансировка самолета аэродинамически самая выгодная, так как лобовое сопротивление будет наименьшим и потребуются небольшие отклонения руля направления и элеронов, и рекомендуется при продолженном взлете, уходе на второй круг с отказавшим двигателем. В этом виде балансировки обеспечивается практически максимальный запас винтовой тяги, что важно при потере 50 % располагаемой мощности самолета.

Шарик указателя скольжения отклонен в сторону крена на 0,5 диаметра, что соответствует крену 3–5°.Крен в сторону работающего двигателя необходим для того, чтобы обеспечить прямолинейное движение самолета за счет равенства сил Z_РН = G_z, при условии, что равенство моментов обеспечено (М_разв = М_уравн).

Рис. 8.5. Балансировка самолета без скольжения с креном на работающий двигатель

2. Балансировка самолета без крена со скольжением на крыло с неработающим двигателем (рис. 8.6).Этот вид балансировки является простым и удобным в пилотировании (особенно в сложных метеоусловиях) и рекомендуется в горизонтальном полете и при заходе на посадку с одним отказавшим двигателем. Недостатком этого вида балансировки является большое сопротивление самолета за счет скольжения и большого отклонения руля направления. Шарик указателя скольжения будет находиться в центре.

Рис. 8.6. Балансировка без крена со скольжением на крыло с неработающим двигателем

Отказ двигателя на взлете

1. В случае отказа двигателя во время разбега:

– установите РУД обоих двигателей в положение IDLE;

– рулем направления сохраняйте направление движения;

– тормоза используйте по обстоятельствам для сохранения направления и остановки в пределах ВПП (КПБ).

ВНИМАНИЕ! При наличии запаса времени опасность возникновения пожара при столкновении с препятствиями можно уменьшить следующим образом:

– оба выключателя ENGINE MASTER (главный выключатель двигателя) установить в положение OFF;

– оба переключателя FUEL SELECTOR (переключатель подачи топлива) установить в положение OFF.

2. В случае отказа двигателя после отрыва:

– если шасси еще не убрано, а длина оставшейся части ВПП достаточна, прервите взлет и посадите самолет прямо по курсу, поворачивая для объезда препятствий;

– если длина оставшейся части ВПП недостаточна, необходимо принять решение о прерывании или продолжении взлета.

Продолжение взлета не рекомендуется, если вертикальная скорость установившегося набора высоты не обеспечивает градиент набора высоты, равный 3,3 % ( ).

Условия для продолженного взлета:

– для работающего двигателя установить взлетный режим (2300 об/мин);

– неработающий двигатель остановлен, винт зафлюгирован;

– закрылки и шасси убраны;

– скорость V_YSE = 85 узлов;

– полет без скольжения с креном на крыло с работающим двигателем.

Примечание. Левый двигатель (вид с рабочего места пилота) является критическим с точки зрения его влияния на управляемость и летные характеристики самолета.

На номограмме РЛЭ (для массы не более 1700 кг) приведены значения скороподъемности самолета с одним отказавшим двигателем (рис. 8.7). Градиент набора высоты сложно определить по номограмме, для его расчета пользуются формулой [%].

Рис. 8.7. Расчет скороподъемности самолета с одним отказавшим двигателем

В некоторых сочетаниях навыка пилота и атмосферных условий, таких как турбулентность, боковой ветер и сдвиг ветра, конечная скороподъемность может оказаться недостаточной для успешного продолжения взлета. По этой причине следует избегать продолжения взлета с одним неработающим двигателем, и по возможности как можно быстрее посадить самолет.

Если позволяет ситуация, можно набрать безопасную высоту полета, чтобы выполнить поиск и устранение неисправностей для восстановления мощности двигателя.

8.5. Отказ двигателя в наборе высоты на начальном этапе
и в горизонтальном полете

1. Отказ двигателя на начальном этапе набора высоты при воздушной скорости менее V_mCA = 71 узел. Следует избегать падения воздушной скорости до уровня менее V_mCA, так как в этих условиях внезапный отказ двигателя может привести к потере управляемости.

В случае отказа двигателя в этой ситуации:

– при необходимости уменьшите асимметрию тяги для восстановления направления по курсу;

– используйте руль направления для сохранения курса;

– уменьшите мощность работающего двигателя до уровня, необходимого для сохранения управления по курсу, т.е. уменьшите разворачивающий момент;

– желательно выдерживать скорость V_YSE = 85 узлов, но не менее V_mCA = 71 узел;

– после восстановления управления по курсу увеличьте мощность работающего двигателя до необходимого уровня. Сбалансируйте самолет с креном на работающий двигатель 3–5° (около половины «шарика») без скольжения;

– выключите неработающий двигатель.

Если позволяет ситуация, можно набрать безопасную высоту полета, чтобы выполнить поиск и устранение неисправностей для восстановления мощности двигателя.

2. Отказ двигателя на начальном этапе набора высоты при воздушной скорости более V_mCA = 71 узел. Для безопасного выполнения полета пилот должен:

– элеронами и рулем направления сбалансировать самолет для сохранения курса;

– установить скорость V_YSE = 85 узлов, но не менее V_mCA = 71 узел;

– после восстановления управления по курсу увеличить мощность работающего двигателя до необходимого уровня;

– сбалансировать самолет с креном на работающий двигатель 3–5° (около половины «шарика») без скольжения;

– выключить неработающий двигатель.

Если позволяет ситуация, нужно набрать безопасную высоту полета, чтобы выполнить поиск и устранение неисправностей для восстановления мощности двигателя.

3. В случае отказа двигателя в крейсерском полете:

– рулем направления и элеронами сбалансируйте самолет, сохранив направление полета;

– установите скорость по обстоятельствам, но не менее V_mCA = 71 узел;

– после восстановления управления по курсу увеличьте мощность работающего двигателя до необходимого уровня;

– сбалансируйте самолет с креном на работающий двигатель 3–5° (около половины «шарика») без скольжения;

– выключите неработающий двигатель;

– непрерывно контролируйте работу исправного двигателя;

– следите за количеством топлива;

– переключатель подачи топлива установите в положение CROSSFEED (кольцевания) или ON для сохранения балансировки самолета по крену и увеличения дальности полета.

Примечание. Максимально допустимая разница количества топлива в левом и правом баках – 18,9 л.

«Потеря Ил-112 сильно отодвинет сроки летных испытаний, и это провал КБ Ильюшина». Вадим Лукашевич о падении самолета под Кубинкой

Военно-транспортный самолет Ил-112В потерпел катастрофу в ходе тренировочного полета в Подмосковье. На борту были три человека, они погибли. В интернете появилось видео падения самолета, на котором видно, как перед падением у машины загорается один из двигателей. Разбившийся самолет был опытным образцом, серийное производство таких машин планируют начать в 2023 году.

Независимый авиаэксперт Вадим Лукашевич объяснил The Insider, в чем могла быть причина случившейся катастрофы и что из себя представляет разбившийся опытный образец.

На опубликованном видео заметно, что произошел пожар в двигателе, то есть причина падения — техническая. О деталях говорить сейчас сложно, потому что в случае отказа одного двигателя самолет должен иметь возможность спокойно сесть на втором двигателе. Возник обширный пожар, видно, что горел уже вытекающий керосин, значит, там были повреждены топливные магистрали, и самолет начал падать.

В этом случае должна была сработать система пожаротушения, но она либо сработала и была неэффективной, либо ее не включали, либо она не работала. Самолет начал неуправляемое сваливание на правое крыло, что тоже странно. Следственный комитет заявил об ошибке пилотирования, но мне пока непонятно, в чем она состояла. Из опубликованного видео этого не следует. Сейчас можно исключить только версию плохой погоды. Надо понять, был ли самолет управляем. Если да, тогда можно предположить ошибку пилотирования, а если нет, то при чем тут летчики? Они были очень опытные.

В любом случае потерян первый опытный образец этого самолета, что существенно отодвинет сроки летных испытаний. Вообще Ил-112В — самолет муторный, мучительный. Он создается на замену военно-транспортным самолетам Ан-26, которые производились в Украинской ССР. Это хороший самолет, который сейчас эксплуатируется, но он очень старый, и в течение года-двух все подобные самолеты должны быть выведены из эксплуатации.

Ил-112В проектировало КБ Ильюшина, и проектировало крайне неудачно. Это маленький самолет, и когда он начал летать, выяснилось, что он перетяжелен от 3 до 5 тонн, что сопоставимо с его штатной полезной нагрузкой. То есть первый образец может нести только сам себя. Как заявили в оправдание сами ильюшинцы, они набрали молодых конструкторов и вот так они напроектировали. Это свидетельствует о том, что в конструкторском бюро произошел существенный разрыв поколений, и теперь они не в состоянии спроектировать нормальный самолет.

Получается, что Ил-112 призван прийти на замену Ан-26, который полетел 50-60 лет назад, — новая модель имеет более мощные двигатели, но меньшую полезную нагрузку. Это регресс. Мы даже не можем спроектировать самолет, который бы соответствовал характеристикам Ан-26 и уровню технологий того времени. Если у тебя более мощный двигатель, то у тебя должна быть большая полезная нагрузка и другие характеристики лучше. Этого, как мы видим, не произошло. Потеряна культура проектирования хороших самолетов, по крайней мере в КБ Ильюшина.

Можно отметить и тот факт, что, когда проектирование первого образца Ил-112 находилось в завершающей стадии, руководителем бюро был назначен сын Рогозина — человек со стороны и без образования. Предполагалось, что когда самолет выкатят и состоится его первый полет, то этот сынок Рогозина снимет все сливки. А поскольку при сдаче самолета возник большой скандал и Минобороны отказалось его принимать в таком виде, потребовав доработать, то сынка Рогозина быстро оттуда убрали и спрятали подальше от авиапрома.

Чтобы самолет стал эффективным, его надо облегчить хотя бы на 3 тонны — для машины такой размерности это архисложная задача даже для опытных конструкторов. Если бы это был большой самолет с массой в 200 тонн, то 3 тонны можно было бы как-то срезать, а для самолета такой размерности надо перепроектировать какие-то узлы, агрегаты, менять материалы — это целая история.

Что происходит при отказе у самолета всех двигателей

На соседней ветке про двигатели, попался интересный вопрос. Наконец, хоть кто–то заинтересовался технической стороной. А то, среди постоянных политических и национальных «разборок», являющихся основной темой дискуссий, трудно уловить какое–нибудь рациональное зерно.

Иванчин Владимир пишет:

«…Это что, СаМ двигатель типа терминатор, в смысле с искуственным интелектом и системой связи между двигателями. … а что пилоты про это скажут. … а предположим при посадке двигатель откажет у суперджета, второй сам оборотов добавит, все хорошо, вот только экипаж успеет компенсировать разворачивающий момент вызванные не только отказом одного, но и увеличением тяги другого . »

Самолёт имеет весьма высокий уровень интеллекта (и не только в данном вопросе). В частности, в случае отказа одного двигателя, второй автоматически распознаёт это (по изменению оборотов) и с небольшой задержкой, увеличивает свой режим на 10%. «Мозги» двигателей (FADEC) постоянно мониторят друг – друга, а так же состояние других систем самолёта (например СКВ, СВС и др.).

Дело в том, что мгновенно определить отказ двигателя, экипаж самолёта не в состоянии, так как, в отличие от поршневого, реактивная турбина является довольно инертной. Именно поэтому, во время лётных испытаний каждого гражданского самолёта, обязательно определяется время распознавания экипажем отказа двигателя (по реакции самого самолёта и срабатыванию систем сигнализации).

Этот параметр является очень важным, так как в итоге, его величина влияет на назначение характерных взлётных скоростей и в итоге – на дистанции взлёта данного самолёта.

Что касается разворачивающего момента, возникающего из–за отказа двигателя, то СДУ самолёта, в свою очередь, получает эту информацию от FADEC и автоматически парирует момент рысканья отклонением руля направления в противоположноую сторону. Далее, это отклонение РН, постепенно «списывается». Эта система не является чем–то необыкновенным или суперновым решением – вся её тонкость в том, насколько качественно подобраны законы управления.

Доведение этих алгоритмов «до ума» конечно потребовало немалого объёма моделирования, отработки на стендах и в полётах.

Разворачивающий момент критичен не на этапе захода на посадку (двигатели работают на пониженных режимах), а при отказе двигателя на разбеге, на взлёте или в момент ухода на второй круг (взлётная тяга при малой скорости). Минимальные скорости, при которых самолёт способен сохранять прямолинейный полёт, парируя разворачивающий момент отказавшего двигателя, определяются в испытаниях, называются минимальными эволютивными скоростями разбега, взлёта и посадки (Vmcg, Vmc и Vmcl).

Они влияют на назначаемые самолёту скорости взлёта, захода на посадку и соответственно на взлётные и посадочные дистанции.

И ещё одно – именно интеграция бортового комплекса, организация обмена информацией между огромным числом бортовых компьютеров является сложнейшей задачей при создании любого современного «электронного» самолёта и по трудоёмкости не уступает проектированию планера. Это к слову, об «отверточной» сборке.

Кстати – обмен информацией между самолётными системами, авионикой и FADEC двигателей на SSJ, организован через компьютерные блоки, так называемые «концентраторы», разработанные Ульяновским УКПБ.