Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Штопор (авіація)



План:


Введення

Штопор в авіації - особливий, критичний режим польоту літака ( планера), що полягає в його зниженні по крутій низхідній спіралі малого радіусу з одночасним обертанням щодо всіх трьох його осей. При цьому літак переходить на режим авторотації.

прямий штопор
зворотний штопор
плоский штопор

1. Класифікація штопора

Штопор підрозділяється по виду:

  • нормальний (прямий) - літак рухається на позитивних кутах атаки.
  • 'Перевернутий (зворотний) - літак рухається на негативних кутах атаки, тобто "пілот висить на ремені".

За куті нахилу поздовжньої осі літака до горизонту:

  • крутий (50-90 )
  • пологий (30-50 )
  • плоский (<30 )

У напрямку руху літака:

  • лівий штопор - обертання проти годинникової стрілки,
  • правий штопор - обертання за годинниковою стрілкою.

За ступенем зміни середніх параметрів руху літака в штопорі від витка до витка:

  • сталий (стійкий) - параметри практично незмінні,
  • несталий (нестійкий) - параметри змінюються.

За характером зміни параметрів руху літака в процесі виконання одного витка:

  • рівномірний - всі параметри руху літака в режимі близькі до своїх середнім значенням, зміна за часом кутових швидкостей, кутів атаки і ковзання невеликі.
  • коливальний штопор - параметри руху літака змінюються значно

2. Розвиток штопора

Літак може увійти в штопор мимоволі через помилку пілота, або може бути введений навмисно для ознайомлення льотчика з особливостями поведінки літака на штопорі та навчання техніці входу і виходу з штопора.

Передумовою до потрапляння літака в штопор є вихід на закритичні кути атаки ( аеродинамічний підхоплення) і звалювання. Якщо відбувається асиметричний зрив потоку (наприклад, внаслідок ковзання або дії елеронів), то виникають моменти сил, які надають літаку обертання навколо осей. Якщо літак має хороші протівоштопорние характеристики, то обертання швидко згасає і відбувається звичайне звалювання, набір швидкості і вихід на нормальний режим польоту. В іншому випадку, літак потрапляє в режим стійкого обертання, при якому асиметрія обтікання посилюється і затягує літак в сталий штопор. У випадку, якщо пілот спробує потягнути штурвал або РУС на себе, велика ймовірність переходу в плоский штопор, з великими кутами атаки і кутовими швидкостями обертання. Вихід з цього режиму дуже утруднений.


3. Небезпека штопора

Ефективність керуючих площин при штопорі падає, а швидке обертання може призвести до дезорієнтації пілота, що ускладнює вихід із штопора. Істотне падіння підйомної сили призводить до швидкої втрати висоти, що становить значну небезпеку, особливо на малих висотах польоту. Все це вимагає від пілота уміння уникати звалювання (якщо тільки немає мети виконати штопор навмисно), розпізнавати провісники звалювання і штопора (трясіння, сигнал АУАСП і т. п.) і при виникненні штопора виводити з нього літак на безпечної висоті.

Штопор літака є однією з найбільш складних фігур вищого пілотажу.


4. Вихід з штопора

Існує кілька методів виведення літака з штопора, в залежності від моделі літака і від типу штопора. Загальний принцип всіх методів: зупинити обертання, збільшити швидкість, відновити ефективність керма, припинити зрив потоку на обох консолях крила, перевівши апарат в нормальний політ зі зниженням і набором швидкості.

В процесі льотних випробувань дослідних літаків, чиї штопорні характеристики ще не відомі, для забезпечення надійного виходу з вже розвиненого (сталого) штопора застосовуються протівоштопорние парашути або ракети.


4.1. Уілфред Парк

Вперше випадковий вихід з штопора здійснив британський авіатор Уілфред Парк. В серпні 1912 через помилку пілотування його біплан Avro G увійшов у лівий штопор на висоті 700 футів (200 метрів). Намагаючись погасити сильну поздовжню перевантаження, Парк повністю відхилив кермо напряму вправо (тобто в сторону, протилежну напрямку обертання аероплана). Літак вийшов з штопора на висоті всього 50 футів (15 м).

4.2. Костянтин Арцеулов

Вперше навмисний введення літака в штопор на аероплані "Ньюпор-XXI" [1] здійснив 24 вересня 1916 російський військовий льотчик Костянтин Костянтинович Арцеулов, онук художника-мариніста Івана Айвазовського. На висоті 2000 м він два рази поспіль вводив машину в штопор і благополучно виводив її [2] [3].


5. Штопор на пасажирських літаках

На транспортних (особливо пасажирських) літаках, не призначених для пілотажу, виведення з штопора не передбачений, а програми льотних випробувань таких літаків не включають перевірки штопорні характеристик. Причини цього наступні:

  • При штопорі виникають значні знакозмінні навантаження на силові елементи конструкції, допустимі тільки для пілотажних літаків, що володіють надлишковим запасом міцності. Вплив таких навантажень на конструкцію великого і важкого транспортного літака, розраховану на економічні режими польоту, призводить до деформації силових елементів, а в окремих випадках - до їх руйнування, тому випробувати такий літак на штопор без його пошкодження важко.
  • Надійний висновок літака з штопора вимагає від пілота як хороших навичок керування літаком в позаштатних (пілотажних) режимах, так і розвиненого "почуття літака" - як моделі / серії, так і конкретного повітряного судна. У пілотів пасажирських літаків відсутня можливість для регулярних тренувань в таких умовах.
  • Для будь-якого літака, крім пілотажного, сам факт потрапляння в штопор є аварійною ситуацією - як, наприклад, для сучасного легкового автомобіля, призначеного для руху по асфальту, аварійної ситуацією є з'їзд на великій швидкості з асфальтової дороги на вологу глинисту узбіччя. Після того, як такий з'їзд відбувся, автомобіль стає некерованим, так і важкий літак в штопорі. У той же час, дотримання нескладних правил безпеки знижує вірогідність подібних ситуацій до дуже малих величин.
  • Розслідування авіакатастроф, в яких штопор привів до падіння літака (список найбільш відомих наведено нижче), показує, що в більшості випадків до виникнення штопора приводив ряд грубих пілотажних помилок екіпажу при штатних умовах польоту, в поєднанні з грубими порушеннями екіпажем вимог авіабезпеки. У такій ситуації немає підстав вважати, що наявність технічної можливості виведення літака з штопора могло б запобігти катастрофі.
  • У пасажирської авіації основні зусилля спрямовані на запобігання виходу літака зі штатних експлуатаційних режимів, одним з наслідків якого може бути розвиток штопора. Для цього вживаються заходи до розширення допустимого діапазону кутів атаки, виникненню добре помітною попереджувальної тряски при зриві потоку, мимовільного зменшення літаком кута атаки за рахунок аеродинамічних особливостей крила, досить досконала комп'ютерна пілотажна система і т. п.

6. Розробка теорії штопора

Проблемою штопора в 1918 - 19 займався англійський вчений Г. Глауерт. Теоретичне обгрунтування штопора вперше розроблено радянським ученим В. С. Пишнова в роботі "самовращенія і штопор літаків" ( 1927).

Подальші експериментальні роботи по штопору виконані А. Н. Журавченко. У дослідження штопора великий вклад внесли вчені ЦАГІ, льотчики-випробувачі ЛІІ, а також інженери різних ОКБ. Зокрема, великий внесок у дослідження динаміки штопора вніс льотчик-випробувач А.А.Щербаков.


7. Авіакатастрофи, що відбулися в результаті звалювання літака в штопор


Примітки

  1. Фотографія аероплана "Ньюпор-XXI", на якому Арцеулов вперше в світі виконав навмисний штопор - www.testpilot.ru/review/wing/img/image05.jpg
  2. Арцеулов Костянтин Костянтинович - www.airwar.ru/history/aces/ace1ww/pilot/arseul.html Куточок неба. Віртуальна авіаційна енциклопедія
  3. Перший штопор Росії Костянтин Арцеулов - www.perekop.info/crimea/konstantin-arzeulov/ Крим на перекоп.інфо
  4. Aviation Safety Network - aviation-safety.net/database/record.php? id = 19800403-1 & lang = en
  5. Aviation Safety Network - aviation-safety.net/database/record.php? id = 19930726-2 & lang = en

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Штопор (інструмент)
Штопор (пілотаж)
Авіація
Військова авіація
Санітарна авіація
Флаттер (авіація)
Армійська авіація
Хаб (авіація)
Транспортна авіація
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru