Органы (не)управления самолетом⁠⁠

В этом посте расскажу о том, как органы управления самолетом иногда перестают делать то, что должны, и начинают делать все наоборот, или вообще творить непонятную фигню. В конце есть авторское видео с необычным вводом в штопор - посмотрите, что творят самолеты с характером, если им не мешать:)

Часть описанных спецэффектов вы сможете проверить на собственной шкуре, съездив на ближайший аэродром, что я кстати очень рекомендую сделать (пост проплачен ближайшим аэродромом).

Уж точно рекомендую слетать на штопор. Первый раз в штопоре не оставляет равнодушным даже тех, кто до этого летал, и имхо довольно глупо не разу в жизни его не попробовать. Потом ещё попросите;)

Пост рассчитан на людей, не знакомых с авиацией; если вы летаете, то скорее всего все это знаете, кроме возможно главы про штопор.

Итак. Когда вы едете на машине, руль влево повернет машину влево, а вправо - вправо. В этом вся фишка органов управления - вы с ними что-то делаете и получаете ожидаемую реакцию объекта. Но как мы знаем, самолеты - особенные.

При нормальном режиме полета реакция самолета на поворот штурвалом, на взятие штурвала на себя итд такая, какой должна быть. Однако, существуют и "ненормальные" режимы полета, где все работает не так, как должно, или вообще не работает. Их можно было бы назвать неуправляемыми, но все-таки там тоже можно немного управлять, надо только знать, как.

Возможно, нечто аналогичное происходит во время дрифта на машине. Но я в этом ничё не понимаю, так что давайте я просто сделаю вот так:

1. Реверс элеронов. Как известно, поворот штурвала влево создает левый крен.

При повороте штурвала элероны (вот тут) отклоняются вверх/вниз от плоскости крыла, создавая крен.

И казалось бы, все должно быть хорошо. Но нет. Иногда штурвал работает наоборот, т.е. поворот штурвала влево накренит самолет вправо. Такая ситуация называется реверсом элеронов. Думаю, не стоит говорить, как это опасно. К тому же это случается в критических ситуациях, когда пилот и так нервничает, а тут такие "подарочки". Многие просто не понимают, что происходит; но даже если понимаешь, лететь с управлением наоборот непросто. Это как ездить на велосипеде с рулем наоборот.

Причины реверса могут быть разными:

- При очень больших скоростях полета отклонение элерона создает большие силы, изгибающие и отклоняющие крыло от нейтрального положения. При этом крыло фактически превращается в один большой элерон, причем его действие противоположно действию настоящего элерона.

- При очень маленьких скоростях полета также происходит реверс элеронов; давайте не будем вдаваться в причины, но вкратце это связано с тем, что воздух перестает плавно обтекать одно из крыльев. Крутить штурвалом на малой скорости - путь в штопор.

- Перепутано подключение элеронов к штурвалу. Бывает и такое... это стало причиной катастрофы ту-104 1962 года. Экипаж пытался исправить левый крен отклонением штурвала вправо, но это лишь усиливало левый крен.

Лайнер совершил нормальный разбег длиной 1550—1600 метров и, оторвавшись от бетона полосы, начал выполнять набор высоты, как неожиданно начал уходить во всё более крутой левый крен, при этом отклоняясь влево. Приподнявшись над землёй на 10 метров, через 800 метров от точки отрыва авиалайнер в 175 метрах от левой границы полосы и при левом крене около 90° зацепил землю левой плоскостью.

2. Проблемы с кабрированием и пикированием. В интернетах есть такая шутка, типа все просто, штурвал на себя - летишь вверх, от себя - вниз (если точнее, то на себя - задрать нос, от себя - опустить нос)

У пилотов есть аэродинамически правильный вариант этой шутки:

Хочешь лететь вверх? потяни штурвал на себя. Хочешь лететь вниз? потяни еще на себя.

Просто съездите на аэродром и попросите выполнить сваливание -его можно делать почти на всех мелких самолетах, ощущения от падающего под вами самолета бесценны, вам скорее всего дадут это выполнить самому. Увидите, что происходит с самолетом, когда тянешь штурвал на себя...

А теперь позвольте небольшой крик души... Том Хэнкс, готовясь к роли Салли в фильме Салли  "Чудо на Гудзоне", провел несколько часов в симуляторе (настоящем, full motion). Его второй пилот вообще брал реальные уроки пилотирования. И только наш Данила-свет-Козловский в фильме "Экипаж" считает, что на взлете надо ебануть, простите, штурвал полностью на себя и заорать "ЮХУУ". То есть мужик играет пилота, бывшего истребителя, главная роль!!! и не потрудился купить 3-4 урока пилотирования, чтобы правдоподобно смотреться за штурвалом. Вот такой вот профессионализм..

Сваливание обычных самолетов довольно безопасно. Из него легко выйти, а точнее, самолет из него выходит сам - это заложено инженерами в конструкцию самолета, с помощью определенного соотношения между площадью крыла и стабилизатора, расстояния до центра тяжести и угла установки. Правда есть одна тонкость - нужно ему не мешать. Дело в том, что первая реакция человека, который чувствует падение и видит опускающийся нос, - это потянуть штурвал на себя, чего делать категорически нельзя!

Однако у самолетов со стреловидными крыльями при сваливании происходит т.н. "подхват" - самолет самопроизвольно задирает нос, делая выход из сваливания невозможным; штурвал при этом неэффективен.  Гребни на крыле миг-17 как раз призваны бороться с этим явлением:

Еще один пример, когда штурвал "не работает" - затягивание в пикирование. Оно происходит при скоростях, близких к звуковым, самолет просто опускает нос, начинает снижаться и разгоняться, а пилот ничего не может с этим сделать.

3. Штопор. В самолете есть IDDQD: если выполнить определенные действия (резко пнуть педаль и дернуть штурвал на себя), самолет входит в режим "убить всех человеков", также именуемый штопором. Это спиралевидное вращение самолета, при котором он быстро теряет высоту. Штопор вы видели много раз (не ржать), семена например тоже падают в штопоре.

Это особый режим полета, в котором все органы управления (кроме руля направления, иногда) перестают работать как положено. Поворот штурвала не приводит к кренению, взятие штурвала на себя не приводит к набору высоты/поднятию носа, увеличение режима двигателя не приводит к росту скорости/набору высоты. Вместо этого все эти действия просто слегка меняют параметры вращения, и, как вам скажет любая книжка, "затрудняют вывод из штопора или делают его невозможным" (эта фраза столько раз повторяется во всех книгах и мануалах, уже прямо клише).

Есть такое выражение - "крыло любит штопорить". Штопор иногда называют автовращением, т.е. после ввода в штопор самолет будет штопорить сам, и чтобы его вывести, нужно опять ввести IDDQD - выполнить определенные действия, в определенном порядке, и даже с определенными промежутками (!) и даже с определенной "резкостью" движений (!).

Это был штопор незапланированный. Помните про реверс элеронов на малой скорости? Парень начал валиться влево и решил поправить дело, повернув штурвал вправо. Результат в виде левого штопора на заставил себя долго ждать.

При этом, некоторые самолеты выходят из штопора, если просто... отпустить штурвал и не трогать педали. Серьезно, делают еще полвитка-виток и сами выходят. На эту тему есть шутка, мол, "просто не мешай самолету лететь". В РЛЭ моего самолета явно написано, что такой способ НЕ выводит из штопора, но мы пробовали - выводит. Видимо зависит от центровки.

Возьмите инструктора и слетайте на штопор. Переворот вверх ногами + чувство падения запомнятся надолго...

Неподготовленному человеку выйти из штопора почти нереально. Любого пилота заставляют учить действия по выводу из штопора наизусть, но... Во-первых, необычные, давайте я лучше напишу "страшные", ощущения (падение вверх ногами, вращение и стремительно приближающаяся земля, и непослушный самолет) заставят вас забыть все, что вы учили. Во-вторых, вывод из штопора включает в себя психологически сложное действие - нужно отдать штурвал от себя, когда летишь почти прямо в землю. Естественная реакция человека прямо противоположная - он пытается поднять нос самолета, потянув штурвал на себя. Но так из штопора не выйти...

Сейчас полеты на штопор необязательны для получения пилотского. Но обязательны для получения инструкторского допуска, что я считаю очень правильным.

А вот и авторское видео (сорян за вертикальное, так было нужно, чтобы было видно приборы. Правда сорян!). Противный писк - это датчик сваливания. На выводе перегрузка около 3g.

Если вы летали на штопора или просто посмотрели видео с парнем, то заметили, что штопор здесь довольно необычный. Обычно при вводе в штопор самолет из положения "прямо" просто делает "бултых!" вбок и переворачивается вверх колесами. А тут?

Сначала вялый крен влево где-то до 30 градусов, разворот на несколько градусов, потом крен резко растет где-то до 60-70, потом резко крен вправо 45, потом самолет чуть уменьшил крен, повисел так мгновение, и потом уже резко херанул в левый штопор (откуда мы его почти сразу вывели, собственно штопора тут всего 1/4 витка).

Прикол в том, что все это время мы ничего не делали с самолетом! Органы управления оставались неподвижны. Все эти "туда-сюда потанцуем" самолет выделывает сам, по своей воле. Дама с характером... Инструктор сказал, что иногда она делает 4 крена туда-сюда, прежде чем свалиться.

Причина в том, что при вводе в штопор обычно используют педаль (руль направления), а мы использовали скольжение, создаваемое двигателем на высоких оборотах. Массивный пропеллер на высоких оборотах - это гироскоп, а как вы знаете, гироскопы - это магия, так вот гироскоп и стал виновником всех этих странных движений, которые не происходят при обычных штопорах. Реактивные истребители кстати тоже делают веселые штопора, у них там свой гироскоп - реактивный двигатель.

Всем добра и интересных выходных, и да, не безобразничайте без инструктора!