flying_elk (flying_elk) wrote,
flying_elk
flying_elk

Category:

Взлетел медленно, низко пошёл, тяжёлый... Или нет???

Стоим мы недавно в ожидании пересечения ВПП в Дубае. Мимо нас проносится, разбегаясь на взлёт, такой же B-777-300ER. Разбегается долго, отрывается недалеко от торца полосы. Наблюдавший за взлётом коллега комментирует:
- Низко пошёл, тяжёлый...
Мы порулили дальше, но я из интереса послушал связь - по номеру рейса стало понятно, что тот самолёт взлетел всего лишь на Карачи. От Дубая до Карачи лететь часа полтора, это расход где-то тонн 10 топлива, на посадке у них там масса должна быть не более 250 тонн, соответственно даже при максимальной загрузке у них масса не более 260 тонн - для самолёта с максимально взлётной массой 351 тонн это совсем не много.
Что характерно - фразу "низко пошёл, тяжёлый..." мне приходится слышать и от людей не очень знакомых с серьёзными теориями и расчетами в авиации, так и от коллег по профессии на брифинге: "мы сегодня "лёгкие", в случае отказа одного двигателя на взлёте можно тягу второму не добавлять..."
Попробую объяснить, что с этим не совсем так...

IMG_2935.JPG


Для начала на уровне "любительском": секрет в том, что в большинстве случаев современные самолёты взлетают далеко не на максимальной тяге. Очень упрощенно говоря перед каждым взлётом с такими то параметрами (масса самолёта, длинна полосы, ветер, температура и многое другое) так или иначе решается задача - а какая минимальная тяга нам требуется что бы выполнить взлёт в этих условиях? И в итоге решения пилоты обычно выбирают далеко не самый максимальный режим работы двигателей. В основном это конечно связано с экономией ресурса двигателя - работа на самых максимальных режимах его изнашивает сильнее, и не много экономией топлива. Сразу, что бы снять лишние вопросы, отмечу, что на безопасность полёта это влияет даже скорее позитивно, по той же причине - двигатели работают не слишком "напряжённо", соответсвенно у них меньше причин отказать.
Что бы ещё больше вас запутать, то добавлю, что в том расчёте есть ещё несколько параметров, которые так же изменяют "картинку взлёта". Например положение FLAPS ("закрылки-предкрылки") - например если масса самолёта большая, то положение FLAPS будет выбрано больше, соответсвенно самолёт сможет оторваться на меньших скоростях и визуально его разбег и отрыв будет выглядеть "короче".
Есть ещё один важный момент во всех этих расчётах, особенно характерный для двухдвигательных самолётов - при любом взлёте обычного гражданского самолёта мы всегда считаем максимальную массу и все остальные параметры так, что если у нас один двигатель откажет, то до определённого момента мы сможем остановиться в пределах полосы, после же этого момента мы сможем продолжить взлёт и набор безопасной высоты на одном двигателе. То есть грубо говоря двигателей то у нас два, но мы всегда считаем, что взлетаем на одном, а второй возим "про запас". Да, да, даже Б-777 с массой 350 тонн "повисает" на одном двигателе, но все равно взлетает!!!. И поэтому расчёт получается таким, что чем больше масса самолёта на взлёте, тем больший "запас" тяги, и если оба двигателя работают нормально, то часто внешне взлёт выглядит "быстрее" и "круче" ;-)))

Ну и более сложный момент, для Коллег. Я конечно думаю, что подавляющее большинство это и без меня понимает, но все же... Та самая фраза из брифига: "We are light today, so if engine fails we don't need extra thrust...". Теоретически это абсолютно правильно, да, в расчёте взлёта компьютер выбирает нам наши минимальные assumed (или flex) температуры именно из соображений, что самолёт сможет продолжить взлёт если один двигатель полностью откажет, а второй будет работать на той тяге, которую мы поставили с начала взлёта. И ещё и на нашей стороне то, что фактически в расчёте режимов мы считаем, что мы взлетаем при той температуре воздуха, которую мы говорим двигателю (например +77*С - не хотел бы я там самолёт обходить ;-). Но реально то мы взлетаем при темературе гораздо ниже, и поэтому получается, что хоть тяга двигателей у нас и "обрезана" под +77*С, но аэродинамика самолёта работает по фактической температуре пусть даже и +40*С, но это лучшие условия, чем мы закладываем в расчёт.
Но... (!!!). С другой стороны нам, пилотам нужно отдавать себе четкий отчёт, что изначально, когда «фирма» делает самолёт, то они его стараются сделать «получше», то есть во многом «подтянуть» характеристики, часто выходя на пределы. И далее в этом расчете многое строится на основе упрощенно-идеализированных моделей. Так их сначала теоретически рассчитывают создатели самолёта на бумаге (ок, на компьютерах конечно), а потом подтверждают лётчики-испытатели во время испытаний и сертификации. Но тут нам, обычным пилотам, надо себе отдавать отчёт, что "на бумаге" и условия полёта более аккуратные, например как учесть турбулентность воздуха, которая тоже «сьедает» часть подъемной силы, или то что в реальной жизни очень немногие пассажиры с ручной кладью уложиться даже в 85 килограмм, и когда их несколько сотен, то «неучтенная» разница сложится в тонны массы? И многие другие "переменные", которые трудно учесть, но которые в конце концов "в тот день" нам поднимать в небо...
И да, то, что конструктора посчитали, то потом проверяют лётчики-испытатели. Но и здесь условия испытательных полётов отличаются от "рейсовых" - у них то как раз и чётко выверенные массы и все остальные условия более тщательно проверены, сами пилоты лучше натренированы на такие сложности. И в конце концов перед взлётом с отказом двигателя они уже знают, и готовы, что он сейчас откажет.
Когда же у нас (тьфу-тьфу-тьфу конечно), но где-то глубокой ночью, в непонятно какой точке Мира и вдруг двигатель скажет "бабах», а взлетал новенький второй пилот, да еще и он занервничал и чуть задержался с "дать ногу"... Хорошо становится понятно, на каких малых запасах мы сидим, когда на тренажёрах отрабатываются взлеты в максимально сложных условиях. Помниться неприятным открытием были взлёты на А-320 в Катманду с максимальной массой и при высоких температурах воздуха (что-то типа +35*), когда самолёт то от полосы удавалось "оторвать", но потом, обычно шустро набирающая высоту "тристадвадцатка", едва ли набирала по сто футов в минуту. А с высоты три-четыре тысячи над аэродромом, которых ещё недостаточно что бы перевалить горы на выходе, самолёт вообще переставал набирать высоту в развороте или со скольжением, приходится ждать, пока появляются участки с полётом по прямой, очень аккуратно балансировать его и только там «подтягивать». Ещё более экстремально выглядят взлёты на 777 с максимальными массами в +45 из Дубая - там если случается чуть более резко, чем требуется, двинуть штурвалом на полосе или немного не угадать с движением штурвалом-педалями, не полностью убрав скольжение, и самолёт "садиться на углы атаки" - чувствуется, что он оторвавшись над полосой, потом «висит» не разгоняясь и не набирая высоту.
И тут то приходится вспоминать, что в расчеты по взлёту с отказом двигателя у нас заложен градиент набора высоты, обеспечивающий минимальный запас над препятствиями аж ... правильно 15 футов. Это 4,5 метра!!! Это полтора этажа дома, и даже при размерах А-320/Б-737 это намного меньше размеров самого самолёта. И вот когда на тех самых тренажёрных «тяжелых» взлетах, даже сделав все правильно, ты все равно «бреешь» по крышам домов за торцом полосы, то быстро становится понятно, что...
Если у нас при отказе двигателя есть запас по тяге, то его надо использовать, обязательно!!! Понять через минуту, что оказывается мы таки были немного тяжелее и ветер в паре километров за полосой переменился не в нужную нам сторону, и теперь мы не вытягиваем до этих самых 4,5 метров над крышей вон того дома - это будет поздно! Поэтому двигатель сказал «бабах», самолёт удержали изначально по направлению, потом РУД вперёд, ножкой придержать от разворачивающего момента и полетели...

Спокойных нам всех полётов!

P.S. Кстати история, которая ещё 20 лет назад заставила о «запасах на взлёте» сильно задуматься. Нашей «молодежной» группе в ЦПЛС АНТК «Антонов» курс аэродинамики читал Орест Васильевич Флоринский, один из «ведущих» аэродинамиков КБ. И рассказал он такой интересный эпизод, что когда в давние добрые времена Ан-24Т продали в Египет, то там самолёт (уже между просим с десяток лет пролетавший в Союзе), вдруг «завалил» сертификацию на взлетах с отказом двигателя. Египтяне проводили ее самостоятельно, по каким-то там общемировым нормам, и оказалось, что самолёт Ан-24 на взлёте не укладывается в минимальные пределы безопасности. Речь шла или о полном их отказе от закупки самолёта или сильном ограничении масс, и при этом и то и другое выливалось для КБ в серьезные проблемы. В поисках решения сначала в Египет отправили лётчика-испытателя ОКБ «Антонов», чуть ли не самого Юрия Владимировича Курлина, «пусть поедет и слетает правильно». Лётчик «слетал», у него «получилось». Но египтяне отказались принимать результат, потому что по тем нормам после отказа двигателя сначала давалась задержка в реакции пилота 2 секунды, и только потом можно было вмешивался в управление. И вот если с задержкой 2 секунды, то у самолет действительно развивалось слишком большое боковое скольжение, которое требовало большого отклонения руля направления и из-за этого потом не получалось набрать требуемую минимальную высоту. Летчики-испытатели попробовали и так и так, но вообщем не получалось. В КБ быстро собрали «консилиум», единственным возможным решением получалось «нарастить киль и руль направления на несколько десятков сантиметров высоты, тем самым добавится их площадь, что улучшит устойчивость и управляемость...». Но, елки-палки, «нарастить пару десятков сантиметров киля» - это сама по себе серьёзная доработка! Да ещё и она приводила к вороху других проблем - это лишняя сотня килограмм массы, которые на дальнем конце фюзеляжа смещали центровку, требовали пересчета прочности узлов креплений и т д... Решение нашлось красивейшее: уже почти отчаявшись, аэродинамики подошли к настоящему самолёту, и кто-то обратил внимание на зоны узлов навески руля направления. Это довольно массивные кронштейны, которые и сами занимают значительную площадь руля и ещё и оставляют за собой сильный «аэродинамический след» через весь остальной руль за собой, где аэродинамика «не работает». В итоге на киль перед этими кронштейнами решили наклепать «турбулизаторы» (несколько сантиметровые дюралевые уголки), они сами создавали зону возмущённого потока, но этот поток заметно ограничивал зону «аэродинамического следа», аэродинамика руля направления «заработала» лучше и самолёт получилось сертифицировать.
Когда я эту историю первый раз услышал, то был очень приятно впечатлён - какие красивые и умные решения! Но потом пришли и более «негативные» мысли - это в те годы, когда считалось, что «советское - значит простое и надежное», при отказе двигателя уже речь шла о секундах реакции пилота (не много секунд, а одна-две и все...) и сантиметрах движений рулями. И фактически создатели самолёта, и даже летчики-испытатели, «работают» на то, что бы самолёт как-то через сертификацию «протащить», а там, вы, обычные пилоты, давайте, выгребайте, как можете. И какие там у них методы и «запасы» сейчас, когда мир авиации ещё гораздо более «коммерциализировался», можно только представить...

P.S.2. Пока писал пост, то узнал о грустных новостях из Кении - Эфиопии. Светлая им память...
Совсем недавно на эту тему было: https://flying-elk.livejournal.com/44206.html . И как раз боюсь, что все про те же самые «затянутые запасы» у 737MAX...
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 18 comments