Перевод Сергея Мамчура (Amorphis)
К удовольствию своих родителей Род Мачадо прекратил гонки на мотоциклах с бандой вегетарианцев, которая называлась Брюссельская капуста, когда в возрасте 16 лет ему пришлось продать свой мотоцикл ради уроков пилотирования. Захваченный романтикой и авантюризмом полета на Тейлоркрафт L-2 на аэродроме в Сан-Хосе, Калифорния, Мачадо сохранил это увлечение на всю жизнь. Однажды его друг сказал, что Мачадо в таком восторге от полетов, что нужно две глиссады, чтобы успокоить его. Фактически, по его утверждению он один из немногих транспортных пилотов, кто все еще находит удовольствие от бреющего полета на Цессне 150 (он сказал, что это ему нравится потому, что длится намного дольше чем на Муни, Бонанза и Малибу).
Мачадо - профессиональный оратор, который путешествует по Соединенным Штатам и Европе, доставляя удовольствие своим слушателям жизненными и полезными лекциями. Мачадо действительно любит смешивать полезное с приятным перед своей аудиторией. Его необычный талант с юмором и очень просто объяснять сложные темы сделал Мачадо популярным лектором как среди авиаторов, так и среди обычных людей. Он проводит лекции на многие разнообразные темы, например: "Оценка рисков", "Безопасные полеты" и "Поведение в чрезвычайных ситуациях". Темы его неавиационных лекций - "Безопасная осведомленность", "Юмор, как средство общения", "Утерянное искусство мышления". Так же он известен своими юмористическими, молниеносными праздничными презентациями.
У Мачадо более 30 лет опыта в авиации, он налетал более 8000 часов. С 1977 года он обучил сотни инструкторов полетов и провел множество семинаров по безопасности, а в 1991 году его назвали Инструктором года западного региона. Мачадо имеет сертификат инструктора по полетам на самолетах с неподвижным крылом, а также лицензию транспортного пилота. Он летал в качестве корпоративного пилота и был инструктором полетов с 1973 года.
Эклетические интересы Мачадо подтверждаются академическими дипломами. Он обладатель степени по авиационным наукам и психологии. Он уверен в том, что тому, кто не имеет времени для упражнений придется найти время для болезней, поэтому Мачадо упражняется сам и тренирует других в боевых искусствах. Он обладатель пояса в искусствах теквондо и айкидо, а также в течении 10 лет занимался джиу-джитсу. Кроме того, он пробегает 20 миль в неделю.
Уроки Пилот-Студент
Первый шаг в обучении летать в Симуляторе полетов - это изучить основы управления самолетом. Когда вы смотрите на порядок уроков, может показаться странным, что урок о взлетах - не первый. Это происходит потому, что для взлета требуются предварительные навыки и понимание того, как управлять самолетом в воздухе. Изучение этих уроков служит основой для того, чтобы получать удовольствие от Симулятора полетов. Тут есть масса вещей, которыми можно заняться, кроме этих уроков. Однако, если то, чему вы хотите научиться - это полет, то на уроках вы приобретете основные базовые навыки. Вы будете летать на Цессна 172, проверенном тренировочном самолете. Развлекайтесь!
Пилот-студент
Урок 1: Прямой и ровный полет
Почему самолет не падает
Мы часто пользуемся различными приборами, не понимая, как они работают.
Когда я еще был молодым холостяком, родители подарили мне на день рождения пылесос. Через несколько месяцев моя мама позвонила и спросила: "Где ты покупаешь мешки для своего пылесоса?" Я ответил: "Мешки? Какие мешки?"
Откуда мне было знать, что этой штуке нужны еще и мешки?
У технологического невежества есть свои преимущества, но только не тогда, когда вы в воздухе. Чтобы стать пилотом, не нужно иметь докторскую степень по аэродинамике, но солидные знания того, что происходит с самолетом и почему он не падает, являются гарантией успешных полетов. Вот почему этот наземный курс является самым длинным. Не бойтесь; вам не придется обращаться к окулисту после прочтения всех этих инструкций. Но я бы хотел, чтобы вы внимательно прочитали весь этот курс. Чтобы лететь на самолете, нужно сначала настроиться (или хотя бы знать кое-что). С этого урока и нужно начинать. Читайте и получайте удовольствие, потому что эти знания вам еще пригодятся.
Да помогут вам все четыре силы
Нет, четыре силы - это не рок группа 1960-х. Эти четыре силы поднимают и движут самолет вперед во время полета. Вот эти четыре силы - подъемная сила, гравитация, тяга, и трение - все они присутствуют во время полета. Посмотрите на рисунок 1-1, который демонстрирует действие четырех сил.
Рисунок 1-1. Четыре силы, которые действуют на самолет во время полета. 1-Подъемная сила, 2-Ттяга, 3-Гравитация и 4-Трение
Конечно, все эти огромные стрелки на самом деле их самолета не торчат. Эти стрелки на картинках служат для того, чтобы показать, насколько сильна между ними конкуренция - они все тянут в разные стороны. Ваша задача как пилота состоит в том, чтобы найти оптимальное соотношение этих сил и удержать самолет в небе. Давайте посмотрим, что к чему.
Подъемная сила
Подъемная сила направлена вверх и возникает, когда крылья самолета начинают двигаться. Движение воздуха создает разницу давлений на нижней и верхней плоскостях крыла. Вот эта разница и превращается в подъемную силу, которая удерживает и поднимает самолет.
Я сам обнаружил действие подъемной силы в четыре года в церкви. Тарелка для пожервований пронеслась мимо меня, но я успел подобрать пару блестящих предметов. Мой дедушка долго гонялся за мной среди скамеек, и я подумал: "Ух ты, церковь это весело!" Подняв меня за ворот свитера, дедушка поднял меня на высоту в четыре фута и вынес на улицу. Подъемная сила дедушкиной руки, которая равнялась моему весу, надежно держала меня в воздухе. Крылья для самолета - все равно, что дедушкины руки для меня - нужно удерживать тягу, чтобы оставаться в воздухе.
Вес и гравитация
Вес отрицательно влияет на полет. Его можно контролировать до определенной степени. Вес самолета, если не учитывать выгорание топлива, во время полета сложно изменить. Как только вы взлетите, нельзя будет ни жечь груз, ни подсаживать пассажиров (или выбрасывать их). Непредвиденная потеря пассажиров по правилам ФФА запрещена, так что не делайте этого, Бога ради.
В неускоренном полете (когда скорость и высота самолета остаются постоянными), противоборствующие силы подъемная и гравитационная сохраняют равновесие.
Тяга и Трение
Тяга это сила, направленная вперед и вызванная вращением пропеллеров. В основном, чем больше двигатель (то есть количество его лошадиных сил), тем больше тяга, которую он производит и тем выше скорость самолета - до определенного момента. Движение вперед всегда вызывает противодействующую силу, трение. Трение препятствует движению вперед, и оно является простым следствием взаимодействия корпуса с молекулами воздуха. На нормальном русском (которым пилоты и инженеры редко пользуются), это сопротивление ветра. Мало чего Мать Природа дает бесплатно. Как любит говорить один мой приятель: "Если вы что-то получаете бесплатно, значит, вы просто пользуетесь чужой кредитной карточкой."
Тяга придает самолету разгон, а трение определяет его максимальную скорость. По мере того, как скорость самолета возрастает, его трение также растет. Из-за странностей природы, удвоение скорости ведет почти к четырехкратному увеличению трения. Со временем сила трения уравновешивается с тягой, и скорость становится равной нулю.
Мой первый автомобиль Фольксваген Жук хорошо был знаком с этими ограничениями. Его скорость была ограничена размером его двигателя. С четырьмя маленькими цилиндрами (только три из которых работали) этот товарищ просто не мог разогнаться выше 65 миль в час. На Рисунке 1-2 показана максимальная тяга и трение при данной скорости.
Рисунок 1-2. 1-Тяга автомобиля, производимая двигателем, и 2-трение, которое возникает вследствие столкновений с молекулами воздуха
Поддержание небольшой скорости требует меньше мощности, так как трение меньше. При любой скорости, меньшей максимальной скорости автомобиля, излишняя тяга используется на другие нужды, такие как ускорение и лавирование в потоке других машин или на питание портативной радиостанции, если она у вас есть.
То же самое справедливо и в отношении самолетов. При скорости меньшей максимальной излишнюю тягу можно использовать на другие цели. Тягу можно использовать на один из важнейших авиационных маневров - набор высоты.
Так как вступление окончено, думаю, настало время ознакомиться с управлением самолетом.
Управление Самолетом
Если вы уже подготовленный пилот, то вы с нетерпением ждете начала подобной дискуссии, чтобы вставить свое весомое слово. Ганди позавидовал бы вашему терпению (но здесь Ганди нет, так что буду я). На Рисунке 1-3 показаны три воображаемые оси самолета.
Рисунок 1-3. Три оси самолета. 1-Вертикальная ось (Рысканье), 2-Продольная ось (Крен), 3-Поперечная ось (Тангаж)
Используя средства управления, самолет можно заставить вращаться вокруг этих трех осей. Продольная, или длинная, ось проходит через центр самолета от его носа до хвоста. Самолеты крутятся или кренятся относительно продольной оси. Простой способ запомнить, где находится продольная ось - она самая длинная и длится от хвоста до носа.
В футболе пас в бок называется поперечным пассом. Аналогично, поперечная ось идет от одного крыла до другого. Самолеты наклоняются вверх (увеличивают тангаж) и вниз (уменьшают тангаж) относительно этой оси.
Вертикальная ось самолета проходит от кабины до днища. Относительной этой оси самолета отклоняется - производит движение, называемое рысканьем.
Теперь мы готовы к изучению всех трех осей и способам поворота самолета относительно них.
Элероны
Элероны это подвижные плоскости на внешней стороне крыльев. Их целью служит наклон корпуса в том направлении, в котором вы пожелаете. Когда штурвал поворачивается вправо, как показано на Рисунке 1-4, элероны в то же время поворачиваются в противоположных направлениях (это не значит, что они сломаны).
Рисунок 1-4. Крен вправо. Вот так элероны наклоняют самолет. 1-больше подъемной силы с опущенным элероном, 2-меньше при поднятом.
Элерон левого крыла опускается, увеличивая подъемную силу левого крыла. Подъем правого элерона снижает подъемную силу правого крыла. Это приводит к тому, что самолет наклоняется вправо.
Когда штурвал поворачивается влево, как показано на Рисунке 1-5, поднимается элерон левого крыла, уменьшая подъемную силу левого крыла.
Рисунок 1-5. Крен влево. Вот так элероны наклоняют самолет 1-Меньше подъемной силы с поднятым элероном, 2-больше - с опущенным.
Элерон правого крыла опускается, увеличивая подъемную силу правого крыла. Это приводит к тому, что самолет наклоняется влево.
Элероны позволяют одному крылу развить большую подъемную силу за счет снижения ее у другого крыла. Разница подъемных сил поворачивает самолет, это изменяет общий угол наклона всей подъемной тяги.
Руль высоты
Руль высоты это большая плоскость в задней части самолета. Ее целью является наклон самолета вверх или вниз - тангаж (Рисунок 1-6)
Рисунок 1-6. Как руль высоты изменяет наклон самолета Хвост движется вниз (1) потому что руль высоты (2) движется вверх.
Руль высоты работает по тому же принципу, что и элероны. Когда вы тянете руль самолета на себя, как показано на Рисунке 1-6, он движет плоскость вверх.
В нижней части хвоста образуется область низкого давления, которая тянет его вниз, и нос самолета поднимается.
Самолет на Рисунке 1-7 изображает ситуацию, когда руль высоты подают от себя.
Рисунок 1-7. Как руль высоты влияет на угол наклона самолета Хвост движется вверх (1) потому что руль (2) движется вниз.
Поверхность руля высоты движется вниз, создавая в верхней части хвоста низкое давление, которое поднимает хвост. Нос вращается относительно поперечной оси и опускается. Короче говоря, чтобы поднять нос, потяните штурвал на себя, чтобы его опустить - от себя.
Есть еще один рычаг управления - руль, который управляет отклонением от прямого курса (рысканьем). Мы обсудим его действие позже, но пока что скажу, что он есть и все.
Теперь, когда вы уже ознакомились с основами управления, давайте мысленно перенесемся в самолет и обсудим такую важную вещь, как прямой горизонтальный полет.
Прямой горизонтальный полет
Мы сейчас начнем тренировку прямому горизонтальному полету, основному маневру в авиации. Из названия явствует, что это два разных маневра, не так ли? Ну, вы правы. Прямой полет означает, что нос самолета остается все время на одной линии и что крылья горизонтальны и параллельны земле. Ровный полет означает, что самолет летит на одной высоте.
Рисунок 1-8 показывает, как выглядит прямой горизонтальный полет с левого кресла, на котором обычно сидит пилот.
Рисунок 1-8
Не бойтесь, что на картинке перед нами горная гряда. Я с вами, а я хорошо ухожу от гор. К слову сказать, я специалист.
Как определить, что вы летите прямо
Итак, как же определить, что вы на самом деле летите прямо и на одной высоте? Самый простой способ посмотреть на приборы или на ветровое стекло (переднее окно), как изображено на Рисунке 1-8. Оказывается, верхняя часть панели практически параллельна дальнему краю горизонта. Это означает, что ваши крылья не наклонены, то есть вы летите строго прямо и не кренитесь.
Однако есть еще один способ определить, что вы летите прямо. Если вы посмотрите из левого или правого окна, как показано на Рисунке 1-9, то можете убедиться, что крыло тоже находится на линии горизонта.
Рисунок 1-9
При прямом полете оба крыла должны быть на одинаковом расстоянии от земли (ориентируйтесь по горизонту, а не по горам).
Как держать точное направление
В настоящих самолетах я требую от своих студентов немного покрутить шеей и посмотреть влево и вправо. Так можно определить на глаз, ровно ли направлены крылья, а также вовремя заметить пролетающие самолеты. Нет, я не имею ввиду, что в воздухе полно самолетов. Однако в симуляторе не очень удобно постоянно переключать вид слева направо. Так что придется пользоваться авиагоризонтом. Авиагоризонт находится на верхней из шести главных панелей прямо перед вами (Рисунок 1-10).
Рисунок 1-10
Он показывает угол наклона самолета (тангаж вверх или вниз и крен относительно линии горизонта). Верхняя половина индикатора наклона окрашена синим цветом (под цвет настоящего неба, а не такого, например, как над Лос Анджелесом), нижняя - в коричневый (как земля). Тонкая белая линия между этими цветами - условная линия горизонта. Пилоты используют этот прибор, если не видно настоящего горизонта или если им не удобно постоянно смотреть по сторонам (например, если вы летите на симуляторе).
Двигая штурвал влево, вы наклоняете самолет влево, это опускает левое крыло вниз, как показано на Рисунке 1-11A.
Рисунок 1-11A
Рисунок 1-11B
Рисунок 1-11C
Вот с этого начинается левый поворот. Следите за тем, как миниатюрный (с оранжевыми крыльями) самолет на индикаторе тоже наклоняет крыло влево. Говоря технически, этим маленьким самолетом управляет аппаратура, спрятанная за индикатором. Несмотря на это, вы всегда точно можете определить, насколько одно крыло ниже другого, лишь взглянув на оранжевый самолетик. (Все очень просто, потому что здесь только два положения).
Легко двигая штурвал вправо описанным выше способом, индикатор наклона покажет крен вправо. Теперь крыло оранжевого самолета направлено вниз, как показывает Рисунок 1-11B. Двигая штурвал влево и вправо можно добиться центрального положения и возвратить самолет в режим прямого полета, как показано на Рисунке 1-11C. Изначально, если крылья не наклонены, самолет не поворачивается.
А теперь обсудим, куда вы направлены
Есть еще один способ определить, прямо ли вы летите, предусматривает использование индикатора направления, как показано на Рисунке 1-12.
Рисунок 1-12
Рисунок 1-12 изображает индикатор направления (иногда его называют гирокомпасом). Он находится в середине нижнего ряда шести основных инструментальных панелей, мы о них скоро поговорим. Воспринимайте этот индикатор как механический компас, который указывает направление до ближайшей контрольной точки. Не забывайте обращать внимание на цифры на индикаторе. Добавьте по одному нулю к цифре каждого показания и узнаете истинное направление самолета. Иными словами, 6 это на самом деле курс 60 градусов (произносится как ноль-шесть-ноль градусов). Число 33 это 330 градусов (если произносить вслух, то будет "три-три-ноль градусов" для большей ясности). Нужно быть предельно ясным в разговорах во время полета. Эти значения появляются с интервалом в 30-градусов. Между ними значения курса в 5- и 10-градусов.
Чтобы выбрать необходимое направление, просто поверните самолет по самому короткому пути, чтобы его достичь. Например, поверните нос самолета, пока компас не покажет направление W (запад) (это направление в 270 градусов). Конечно, если направление остается неизменным, то вы летите прямо и не поворачиваете. Так тоже можно контролировать прямую траекторию полета.
Теперь, когда мы разобрались в первой частью прямого полета, давайте рассмотрим вторую - поддержание высоты.
Как убедиться, что вы на одном уровне
Теперь поговорим о том, как меняется высота при поднятии или опускании носа. Когда вы поднимаете нос самолета, наклоняя штурвал на себя, самолетик на авиагоризонте также поднимет нос вверх в небо, как показано на Рисунке 1-13A. Цена деления вертикальной калибровки пять градусов, так что читать их следует так (снизу вверх) 5, 10, 15, и 20 градусов наклона.
Рисунок 1-13
Посмотрите на высотомер, который расположен справа от индикатора высоты (Рисунок 1-13B). Самая большая стрелка, указывающая сотни футов, будет двигаться по часовой стрелке, если нос поднят вверх. И так же, как у стрелки на часах, движение по часовой означает увеличение чего-то. В данном случае вашей высоты.
Прямо под высотомером находится индикатор вертикальной скорости (УВС). Его стрелка движется вверх, если вы поднимаетесь (Рисунок 1-13C). Это дополнительные индикаторы того, что вы летите не на постоянной высоте.
Когда штурвал возвращается в свое центральное положение, самолет начинает полет на постоянной высоте (если самолет правильно оттримирован - мы об этом скоро поговорим).
Когда вы наклоняете самолет вниз, маленький самолетик на индикаторе наклона будет направлен к земле, как показано на Рисунке 14.
Рисунок 1-14
Стрелки высотомера начнут вращаться против часовой стрелки, указывая на снижение высоты. УВС также укажет на скорость снижения и его стрелка пойдет вниз. Справедливо заметить, что когда большая стрелка высотомера перестает двигаться, а скорость на УВС равна нулю, то вы летите на постоянной высоте. Именно так пилоты и убеждаются, что летят на постоянной высоте.
Чтобы поддерживать стрелки в одном положении, нужна практика (в реальной жизни они всегда немного колеблются). Средний пилот коммерческой компании может гордиться, если ему удается держать высоту в пределах 100 футов от намеченной. К сожалению, когда я был студентом, мне казалось, что намного проще изменять намеченную высоту полета (пока, конечно, я не достиг совершенства в этом искусстве).
Настало время триммирования?
На самолеты действие целый ряд аэродинамических сил. Некоторые из них пытаются поднять нос; некоторые пытаются его опустить. Мощность двигателя, положение груза и тяги это лишь три из возможных сил. Что это означает для вас? Ну, если самолет хочет повернуться носом вниз, нельзя сидеть и весь полет натягивать на себя рычаг управления. Так ваши руки очень быстро устанут (ваш тренер по физкультуре гордился бы вами, но я нет). К счастью, на самолетах есть устройство, называемое триммером, которое принимает давление на штурвал на себя (и снимает его с пилота!). Посмотрим, как работает триммер, и затем разберемся, как им пользоваться.
Как работают триммеры
Триммер это маленькая пластинка, прикрепленная к той поверхности (в нашем случае, это руль высоты), которой вы хотите управлять. Рисунок 1-15A показывает триммер и рычаг триммера, который изменяет его положение. В настоящих самолетах этот рычаг находится между двумя передними креслами или в нижней части панели инструментов.
Рисунок 1-15A. Как работает триммер руля высоты. 1-Нос вниз. 2-Нос вверх.
Поворот триммера приводит к возникновению разницы давлений на конце управляющей поверхности, к которой он прикреплен. Этого давления оказывается достаточно, чтобы удержать нужное положение этой поверхности без использования штурвала. Заметьте, что поверхность триммера движется в направлении, противоположном движению управляющей плоскости. Если вы хотите переместить руль высоты вверх (когда вы начинаете подъем), то триммер должен переместиться вниз, как показано на руле A на Рисунке 1-15A.
Чтобы удержать наклон руля высоты вниз (когда вы спускаетесь), триммер должен подняться, как изображено на руле Б, Рисунок 1-15B.
Рисунок 1-15B. Как работает триммер руля высоты. 1-Нос вниз. 2-Нос вверх.
Можете считать триммер эдакой рукой, которая удерживает желаемый угол и облегчает давление на штурвал.
Вот как нужно использовать триммер, чтобы удерживать прямой полет. Сначала убедитесь в том, что самолет уже летит прямо. Чтобы убедиться, немного ослабьте давление штурвала. И затем следите за нитью УВС. Если она показывает на увеличение вертикальной скорости (нос вверх), нужно опустить нос самолета. Отклоните немного штурвал от себя, чтобы вернуть самолет в горизонтальное положение, затем покрутите колесико триммера немного вверх, чтобы немного направить нос вниз. Как только выровняете, отпускайте штурвал и следите за тем, что происходит.
Чем дольше вы крутите триммер, тем больше угол наклона. Так что потерпите. Вам даже придется повторить эту процедуру несколько раз, прежде чем удастся установить УВС в нулевое положение, скорость подъема около нулевой.
Если стрелка УВС указывает на снижение (крутится вниз), потяните штурвал на себя, чтобы вернуть самолет в горизонтальное положение. Затем покрутите колесико триммера вниз, чтобы немного поднять нос. Как только завершите процедуру, следите на УВС. Повторяйте аналогичные действия, пока самолет не перестанет изменять высоту.
Я предпочитаю для выравнивания использовать УВС, так как он очень чувствительный. Но это не значит, что я обижусь, если вы скажете, что он ужасный. Я лишь говорю о том, что его нить очень чувствительна к изменениям угла наклона. Так намного проще определить отклонение от ровного полета. В следующем уроке я покажу, как пользоваться нитью УВС для выбора угла при наборе высоты и снижении.
У многих самолетов есть триммеры и для элеронов. Они могут быть даже на вашем штурвале. Боковой триммер часто бывает полезен, если топливо в крыльях распределено неравномерно или если более тучные пассажиры сели по одну сторону самолета.
Несмотря ни на какие ухищрения, самолет часто продолжает осциллировать вверх и вниз, изменяя высоту. Что ж, такова природа самолетов. Каждый самолет по-своему отклоняется, даже если его триммеры прочно закреплены. Ваша задача добиться от самолета как можно более стабильного поведения, чтобы можно было подумать о других важных вещах.
Вы теперь можете с гордостью заявлять, что прошли первый урок. Эй, я вами горжусь! Я теперь настало время немного потренироваться.
Урок 2: Повороты
Как поворачиваются самолеты
Легкость Подъема
Самолет A на рисунке 2-1 находится в состоянии прямого горизонтального полета.
Рисунок 2-1. Как поворачивает самолет. Крен самолета приводит к тому, что подъемная сила самолета сдвигается, это движет самолет в направлении крена. Физически самолет поворачивает горизонтальная компонента подъемной силы.
От центра тяжести подъемная сила тянет самолет вверх и удерживает его в равновесии. Конечно, если сила может поднять вверх, значит, она может потянуть немного вправо или влево. Когда она это делает, самолет поворачивается.
Самолет B на Рисунке 2-1 испытывает силу боковой тяги. Часть этой силы тянет самолет вверх (вертикальная компонента подъемной силы), а часть движет его в направлении поворота (горизонтальная компонента подъемной силы). Можете воспользоваться своим воображением и представить стрелочки сил, которые тянут самолет в разные стороны. (Опять эти глупые стрелки. Конечно, в настоящем самолете их нет, так что, ловите момент, пока еще есть возможность.) Стрелки представляют собой силы, действующие на самолет.
Всегда помните, что именно горизонтальная компонента заставляет самолет поворачиваться - она движет самолет по кривой. Поэтому, чем больше угол наклона, тем больше горизонтальная компонента и тем быстрее повернет самолет.
Повороты и крен
Теперь, когда вы знаете, из чего состоит поворот, позвольте мне побыть Сократом и задать вам один важный вопрос. (Не обращайте внимание, на то, что я облачен не в тогу, а в постельное покрывало. Если я появлюсь перед вами, укутанный матрацами, значит, настало время практики.) Вопрос следующий, "Как нужно наклонить подъемную силу, чтобы маневр удался?"
Ответ, "при помощи элеронов." Если бы вы сказал, "Штурвалом," обещаю, у меня бы не случился удар. В самом деле, поворот штурвала (то есть поворот самолета при помощи элеронов) - именно то, что нужно, чтобы направить тягу в нужное направление.
Чтобы повернуть, наклоните штурвал (когда я говорю "Наклоните", это значит, поверните его легонько влево или вправо) в нужное положение, чтобы повернуть самолет до достижения нужного угла крена. Затем верните штурвал в нейтральное положение (центр), и обычно самолет устанавливается в таком положении и дальше. Если самолет уходит от заданного угла, пару раз ткните штурвал, чтобы установить нужный угол.
Давайте я снова обернусь простыней и поиграю в Сократа, спросив вас: "Как можно определить сидя в кабине, угол крена самолета?" Вы ведь не можете все время возить с собой второго пилота, который будет говорить вам, какой угол крена. Есть лучший способ.
Рисунок 2-2 показывает авиагоризонт, о котором мы узнали ранее.
Рисунок 2-2
В самом верху авиагоризонта справа и слева от центра есть три деления крена. Каждая отметка означает по 10 градусов, до 30. Далее за 30-градусными отметками следуют 60-градусная и 90-градусная отметки. Чтоб установить 30-градусный крен, поворачивайте самолет, пока не достигнете белой отметки (третья сверху).
Не слишком сложно, правда? Но если вы хотите наклониться на 15 или 45 градусов? Вот как это делается: на Рисунке 2-3 изображены две белых диагональных линии, направленных вниз от середины индикатора наклона.
Рисунок 2-3
Вот это и есть линии крена для 15 и 45 градусов, соответственно. Если вы накренитесь вправо, пока маленький оранжевый самолет не станет параллельно диагональной линии, как показано на Рисунке 2-3B, значит, вы наклонили самолет на 15 градусов. Крен в 45-градусов осуществляется постепенным креном до тех пор, пока крылья оранжевого самолета не станут параллельными второй диагонали.
Компенсирование силы тяжести и трения
Теперь вам нужно понять еще одну вещь, прежде чем приступать к прохождению Интерактивного Курса поворотов.
Важно всегда помнить, что вы никогда ничего не получаете бесплатно. Это особенно справедливо, когда дело доходит до поворотов.
Поворот подъемной силы означает, что некоторая ее часть переходит в горизонтальную, а все оставшееся должно противостоять трению о воздух и гравитации (посмотрите на самолет B на Рисунке 2-1). Самолет будет двигаться в том направлении, в котором находится результирующая всех сил - вниз, куда тянет его собственная масса. Мы компенсируем эту силу, слегка повышая подъемную силу при повороте. Для этого нужно немного наклонить штурвал на себя. Далее вы поймете, что обратное давление повышает угол атаки крыла, таким образом, немного повышая его подъемную силу. К сожалению, это увеличение подъемной силы значительно увеличивает трение, которое замедляет скорость. При небольшом наклоне (где-то около 30 градусов или ниже), это снижение скорости не столь существенно. Более крутые углы (45 градусов и выше) могут потребовать увеличения тяги во избежание слишком высоких потерь скорости.
Давайте, обратим внимание на авиагоризонт еще раз и посмотрим, как он может нам помочь определить степень отклонения штурвала на себя, необходимого для совершения поворота.
Заметьте положение маленького самолетика (особенно небольшого шарика между его крыльями). При прямом горизонтальном полете маленький самолетик (и оранжевый шарик) будет находиться практически на линии искусственного горизонта, как показано на Рисунке 2-4.
Рисунок 2-4. Мини-аэроплан лежит почти на горизонтальной черте во время горизонтального полета
Однако, во время крена, довольно сложно определить и учесть продольный наклон по авиагоризонту, так как самолетик на нем уже не находится на линии горизонта. Таким образом, нужно использовать в качестве ориентира оранжевый шарик.
Чтобы удержать постоянную высоту при 15- или 30-градусном крене, вы должны слегка увеличить тангаж самолета. На Рисунке 2-5 изображены основные принципы определения величины требуемого тангажа.
Рисунок 2-5
Все что нужно запомнить, чтобы сохранить высоту при повороте нужно изменить тангаж. Когда вы разворачиваетесь из крена в прямое положение, нужно отклонить штурвал от себя и, таким образом, уменьшить тангаж. Вы прочитаете о том, почему нужно увеличивать тангаж во время крена в следующей главе, повествующей о медленных полетах. А пока во время выхода из крена просто немного меняйте тангаж, чтобы сохранить высоту. В более крутых поворотах будьте готовы к тому, что придется потянуть на себя штурвал посильнее, чтобы ИСВ оставался на нуле, а большая стрелка высотомера (стофутовая) оставалась на своем месте. Используйте относительное положение оранжевого шарика и линии искусственного горизонта как ориентир для определения тангажа во время крена. И не забывайте уменьшать тангаж, когда возвращаетесь к прямому горизонтальному полету.
Использование руля направления
Руль это вертикальная плоскость, закрепленная на хвосте самолета сзади. Ее назначение - удерживать постоянное направление носа самолета во время поворота, но не для самого поворота! Помните, самолеты поворачивают при помощи крена! Руль просто компенсирует давление тех сил, которые пытаются развернуть самолет в направлении, противоположном требуемому (этим занимаются сразу несколько сил, но мы их поведение здесь обсуждать не станем. Но если вы хотите узнать нечто, выходящее за рамки программы, прочитайте статью "Неблагоприятные отклонения").
Скольжение и сносы
Скольжения стали причиной того, что на самолетах стали устанавливать рули. При крене вправо элерон на левом крыле опускается, что приводит к подъему этого крыла. Пока опущенный элерон на левом крыле поднимает его, он также приводит к повышению трения.
"Постойте," - скажете вы, - "я не заказывал никакого трения в нагрузку к подъемной силе." Правильно, но ведь это и не пицца на дом. Мать Природа всегда в нагрузку к подъемной силе приносит трение - почти как сыр чеддер в пицце перед свиданием (а вот это может действительно скверно кончиться).
Во время правого крена элерон на левом крыле опускается и поднимает это крыло. Крыло поднимается, но небольшое увеличение сопротивления воздуху также слегка поворачивает его назад. Это и является причиной отклонения самолета влево (сноса), когда крыло поворачивает вправо.
Очевидно, если вы накренились вправо, вы хотите, чтобы и нос был направлен туда же, так ведь? Вот здесь и пригодится руль направления (несмотря на то, что приходится его двигать ногами). Удерживая шарик на датчике наклона в центре, вы, таким образом, предотвращаете аномальный снос. При таких условиях вы все делаете правильно.
Запомните, скольжения действуют на самолет во время крена и во время выхода из него. Таким образом, нужно давать больше давления на руль при начале и завершении поворота. Как только вы вошли в крен, снос нужно нейтрализовать при помощи руля направления и направить нос в сторону поворота. Позже вы узнаете о ситуациях, в которых эту коррекцию делать не нужно.
Нажатие на левую или правую педаль перемещает руль направления так, чтобы скомпенсировать нежелательные потоки воздуха, которые пытаются снести самолет вокруг его вертикальной оси. Эти же вращательные движения направляют нос самолета во время крена.
Нажимая правую педаль руля, как показано на Самолете A на Рисунке 2-6, вы заставляете руль наклониться в направлении области пониженного давления.
Рисунок 2-6. Как руль компенсирует скольжение.
Когда хвост двигается, самолет вращается относительно вертикальной оси. Если нажмете на правую педаль, он повернется вправо, если левую, как на Самолете B, нос повернется влево (правда удивительно?).
Если вы во время поворота не используете руль, самолет будет стремиться повернуть в направлении, обратном повороту крыльев. Это зрелище не из приятных, и брови вашего инструктора поднимутся так высокого, что ими можно будет даже почесать спину. Простое правило: правый поворот - руль вправо, левый поворот - руль влево. Руки и ноги должны двигаться вместе.
А теперь ответ на вопрос, который уже возник у вас в подкорке "Сколько нужно поворачивать этот руль?" Хороший вопрос. На Рисунке 2-7 изображен показатель наклона, называемый также инклинометром, он является частью другого прибора под названием координатор поворота.
Рисунок 2-7 Координатор Поворота.
Маленький белый самолет показывает направление поворота, а шарик показывает, что к рулю применено достаточное давление. Шарик может спокойно кататься внутри трубки. Любое неправильное использование (или недоиспользование) руля чрезмерно наклоняет самолет. Это приводит к тому, что шарик начинает кататься по трубке, как солнцезащитные очки на бардачке вашей машины на грунтовой проселочной дороге. Ваша задача - удерживать шарик в центре трубки.
Рисунок 2-8 показывает самолет во время поворота.
Рисунок 2-8 Скольжение и снос самолета.
Нос самолета A направлен в сторону, противоположную повороту (возможно, вследствие недостаточного управления рулем или чрезмерно высоко поднятым элеронам). Шарик сносит вправо, а самолет - влево. Иными словами, нужно слегка повернуть нос вправо, чтобы точно направить самолет и вписаться в поворот. После того, как мы повернули нос и самолет, шарик возвращается в нормальное положение, как показано на самолете B.
Нос самолета C направлен во внутреннюю сторону кривой поворота (возможно оттого, что слишком сильно повернули руль или недостаточно опустили элероны.) Шарик сносит влево, а самолет - вправо. Нужно слегка повернуть нос влево, чтобы точно направить самолет и вписаться в поворот. После того, как мы повернули нос и самолет, шарик возвращается в нормальное положение
Проще говоря, если шарик отклоняется влево или вправо от центра, нужно добавить левый или правый руль (соответственно) чтобы шарик снова был в центре. Иногда инструкторы начинают кричать, "Наступи на шарик!" Это означает, что инструктор хочет, повернуть руль влево или вправо - только это должны сделать вы. И не думайте даже ставить свои ноги на координатор поворота, иначе ваш инструктор усомнится в том, что у вас все дома. Шарики в носки тоже класть не стоит.
Когда входите в поворот, элероны и руль нужно направлять одновременно в одном направлении. Именно это инструкторы имеют ввиду, когда говорят "координированный полет". Элероны контролируют угол крена, а руль удерживает нос повернутым в направлении крена. Если шарик во время выполнения поворота стоит в центре трубочки, мы называем такой поворот координированным.
Урок 3: Набор и сброс высоты
В пятом классе учитель вызвала меня к доске и попросил назвать все части речи. Я вышел, развернулся и тихо ответил, "Губы, язык, легкие, и кислород." Естественно, это не тот ответ, который она ожидала услышать.
Речь состоит из определенных компонентов, как и авиация. Пока что мы освоили два основных правила полета: прямой горизонтальный полет и повороты. Теперь время усвоить последние два: подъемы и снижения.
Одной из важнейших ошибочных концепций в авиации является подъем вследствие избыточной тангажа. Такая точка зрения сравнима с такой, например: ваши посадки станут мягче, если вы добавите в топливо увлажняющий крем для рук.
Самолеты поднимаются из-за избыточной мошности (тяги), а не избыточного тангажа. Давайте возвратимся к примеру с машиной, чтобы немного понять, почему так происходит.
Машина, которая взбирается по пригорку, подобна самолету, который набирает высоту. Единственная разница в том, что вы (пилот) можете сами выбирать угол наклона этого холма. Это осуществляется при помощи руля высоты, о котором мы уже говорили.
На прямом участке дороги максимальная продольная скорость машины (Рисунок 3-1, Машина A).
Рисунок 3-1. Мощность и угол подъема. Даже на полной мощности машина начинает замедляться, когда угол становится более крутым.
Когда мы движемся вверх по холму (Машина B), скорость падает до 50 миль в час. Еще более крутой угол замедляет машину до 40 миль (Машина C). Ограниченная мощность двигателя автомобиля просто не может противостоять сопротивлению ветра и увеличившейся силе трения, так что машина постепенно замедляется. Больший двигатель или изменение обтекаемости машины могут уменьшить трение и позволить машине проехать наверх быстрее.
Те же рассуждения справедливы, до определенной степени, и в отношении самолета, который пытается преодолеть воздушную "гору".
Предположим, наш самолет имеет максимальную скорость 120 миль в час во время прямого горизонтального полета на полном газу (Самолет A на Рисунке 3-2).
Рисунок 3-2. Мощность, Угол набора высоты и Скорость. Даже на полной мощности (максимальный газ) самолет начнет замедляться, так как он пытается преодолеть преграду. Пилоты устанавливают угол набора высоты (размеры холма) выбирая высоту, на которой можно достичь определенной скорости подъема.
Можно для наглядности считать газ самолета аналогичным педалям газа на автомобиле, с той лишь разницей, что в самолете газом управляют руки; оттопыриваете рычаг, чтобы прибавить и натягиваете, чтобы отпустить газ. Давая небольшое давление на руль высоты, вы поднимаете нос (самолет B). Самолет начинает подъем по небольшой горке, и скорость также падает, скажем, 80 миль в час, так же, как и у машины. Попытка преодолеть более крутой склон (самолет C) уменьшает нашу скорость уже до 70 миль в час. Мы не сможем разогнать нашу машину до скорости, большей 70 миль, потому что у нас на это не хватит лошадиных сил.
Если мы будем продолжать увеличивать угол подъема, наша скорость будет продолжать падать, так же, как и скорость машины. Здесь, однако, аналогия между машиной и самолетом заканчивается. Самолету нужно поддерживать минимальную скорость продольного движения, чтобы крылья продолжали держать его в воздухе. Никогда не задумывались, для чего самолетам взлетные полосы? Для того же, для чего и прыгунам в длину. Самолеты (и прыгуны) должны набрать определенную скорость, прежде чем оторвутся от земли.
Эта минимальная скорость называется скоростью сваливания самолета. Это очень важная скорость, которая меняется в зависимости от веса, закрылков, мощности, и угла крена. Она также различна для разных видов самолетов. (Не нужно о последнем беспокоиться, я покажу вам, как определить, что вы приблизились к скорости сваливания.) Пока самолет летит со скоростью, большей скорости сваливания, у него достаточно подъемной силы, чтобы поддерживать себя в небе.
Если скорость сваливания самолета C (Рисунок 3-2) составляет 60 миль в час, тогда повышение угла тангажа приведет к критическому снижению подъемной силы. Мы называем это положение резким сваливанием или потерей скорости. Если вы сделали это нечаянно, это вызывает такие примитивные возгласы, как, "Ух," "Ой-ой-ой," и "Ааааа," а также, "Думаю, мне надо в ближайшее время подправить карму." (У летных инструкторов, наверное, установлены специальные биологические фильтры, которые не дают этим звукам вырваться наружу в тех редких случаях, когда вы ненамеренно теряете скорость.) Всем понятно, что на настоящем самолете эти же звуки издают и пассажиры, которые в следующий раз вряд ли согласятся с вами лететь. Вот почему следующий урок будет посвящен определению скорости сваливания и тренировкам (от вас потребуется намеренно снижать скорость).
Все, что вам нужно знать о скорости сваливания, это то, что мощные самолеты (например, реактивные) могут подниматься при крутых углах тангажа; а обычные нет.
Понимание того, что самолет поднимает лишняя мощность, а не лишняя подъемная сила, приводит нас к следующим интересным заключениям. Например, если что-то не дает двигателю развить достаточно мощности, то вам не удастся добиться максимальной скорости подъема. Среди факторов, которые не дают двигателю развивать большую мощность, большие высоты и температуры. Если вы не даете достаточно топлива двигателю, он также не сможет производить достаточно мощности, но тут и так все понятно, правда?
Теперь вы должны задать мне вопрос: "Как мне узнать правильный угол наклона этого "холма", на который сможет забраться мой самолет?" Давайте выясним.
У самолета есть угол тангажа (крутизна холма) при котором достигается лучшая в мире - оптимальная скорость подъема и при этом сохраняется скорость. Вы можете вычислить оптимальный угол тангажа по индикатору воздушной скорости.
С выведенной на полную мощностью (на маленьких самолетах нужно давать полную), нужно увеличивать угол тангажа, пока не добьетесь оптимальной скорости подъема. На Cessna Skyhawk SP Модели 172, которую мы используем для занятий, мы будем использовать скорость 75 узлов для наших подъемов. Иногда, однако, пилоты превышают скорость подъема. Нет, не для того, чтобы сделать это быстрее. А потому что это дает лучшую видимость.
Когда вы поднимаете нос самолета, это снижает его воздушную скорость; снижение - увеличивает. Оттого, как вы поднимете свой нос - то есть, от угла подъема - зависит поведение вашего индикатора воздушной скорости. В отличие от землян, пилоты могут контролировать наклон холма, по которому взбираются (в разумных, конечно, пределах!). Даже с вашим ограниченным опытом, вы сможете определить правильный угол этого холма (наклона носа), взглянув на ветровое стекло. Когда я был пилотом студентом, мне казалось, что задать точную скорость вообще не реально. Я в молодости вообще не был одарен особой ловкостью. Мои рефлексы были настолько медленными, что однажды меня чуть не задавила машина, которую два парня толкали по шоссе. Я живой пример тому, как исключительно тормозной парень может стать настоящим пилотом с рефлексами 13-летнего чемпиона Олимпийских игр.
Снижение
Пока двигатель старается поднять машину вверх по холму, гравитация тянет его вниз. Если бы вы не держали ногу на акселераторе, сила, тянущая машину вниз, преодолела бы переднюю тягу. Чем круче подъем, тем быстрее машина покатится вниз. Если наклон стал пологим, скорость уменьшается. Если наклон слишком пологий, тогда нужно включать газ, чтобы не потерять скорость.
Самолеты также могут лететь вниз без газа (Рисунок 3-3).
Рисунок 3-3 Самолет на спуске.
Просто опустите нос, и вы получите бесплатную езду (она не бесплатная, но не будем вдаваться в такие подробности). Вы можете контролировать угол наклона носа при помощи руля высоты и спускаться на любой (разумной) скорости.
Теперь у вас есть ответ на вопрос, который, я уверен, задает всякий пассажир, впервые летящий на самолете: "Что случится, если двигатель сломается?" Тогда самолет станет планером, а не камнем.
В отличие от подъема, вы можете смело выбрать скорость спуска. Однако при этом нужно учитывать многие факторы, такие, как прямая видимость, охлаждение двигателя, и действие турбулентных потоков на корпус.
Однако, во время последней стадии захода на посадку (ее называют финалом), нужно придерживать определенную скорость. Обычно эта скорость лишь на 30 процентов превышает скорость сваливания. Когда готовитесь приземляться, чрезмерная скорость или подъемная сила могут помешать мягкой посадке (это, кстати, еще одна тема шуток между пилотами).
Начало подъема
Полет не доставляет удовольствия, если в нем нет изюминки. Так что давайте, посмотрим, что нужно делать для набора высоты. Предположим, что вы совершаете прямой горизонтальный полет на скорости 100 узлов. Начало подъема требует поднятия носа и одновременного прибавления мощности. Прежде всего, нужно поднять самолет как можно выше, чтобы воспользоваться благоприятными ветрами и лучшим радиусом обзора (это лишь несколько причин). Итак, в Cessna 172, вам всегда придется добавлять мощность при подъеме до максимума. Затем нужно будет поднять нос, чтобы начать подъем.
После того, как вы начнете поднимать нос, вы заметите, что скорость начинает падать, и УВС показывает увеличение скорости подъема. Это основной признак того, что вы набираете высоту.
Рисунок 3-4 показывает, как самолет поднимается на скорости 85 узлов и 500 футов в минуту.
Рисунок 3-4
Вы на пути вверх
Инженеры (не те, которые пробки вкручивают) утверждают, что Cessna 172 лучше всего поднимается на скорости 74 узлов. Так как самолет на Рисунке 3-4 летит на 85 узлах, нужно его затормозить до 74 узлов и при этом продолжать подниматься на полной мощности, как это сделать?
Ответ прост - поднять нос самолета (увеличить крутизну холма, по которому едете) на несколько градусов. Держите его так, и следите за показаниями на индикаторе скорости. Слегка подправляйте угол тангажа, пока индикатор не покажет 74 узла (75 тоже пойдет). Будьте терпеливы; самолет обладает инерцией и ему понадобится несколько секунд, чтобы скорость устоялась.
Чтобы поддерживать скорость подъема 75-узлов, нужно держать тангаж примерно в 13 градусов, как показано на Рисунке 3-5
Рисунок 3-5
Пока что мы будем использовать авиагоризонт для того, чтобы определять угол тангажа и крена, так как за панелью инструментов трудно разглядеть уровень горизонта. Вертикальная шкала авиагоризонта разделена линиями, цена каждой пять градусов, так что снизу вверх она читается как 5, 10, 15, и 20 градусов наклона. Тринадцать градусов должны находиться чуть выше половины третьей отметки.
Конечно, у вас тангаж может немного отличаться от этого значения. Единственное, что важно, это сохранить достаточную скорость движения.
Любите Танцевать?
Как научиться всем тонкостям набора высоты. Когда в следующий раз вы будете набирать высоту, попробуйте следующую схему: поднимите нос примерно на 13 градусов вверх по индикатору, и выжмите полный газ, затем зафиксируйте самолет. Все очень просто. Затем слегка подправьте угол (возможно, на градус или два), чтобы получить желаемую скорость. Можно сравнить набор высоты с трех шаговым вальсом. Считайте: раз, два, три... раз, два, три... или тангаж, мощность, фиксаж (к сожалению, когда я вальсирую, после каждого шага я извиняюсь: "Простите, не хотел наступить вам на ногу."). Измените тангаж, мощность, а затем зафиксируйте самолет в этом положении.
Конечно, вы можете захотеть подниматься на более высокой скорости. Здесь будет проще не ориентироваться по приборной панели (чтобы следить за встречными самолетами). Когда скоростной набор высоты не так необходим, найдите скорость, которая обеспечит вам надежный подъем при достаточной видимости того, что происходит.
Что происходит...
Можете сравнить снижение на самолете со спуском с горы на машине. Во-первых, когда машина начинает лететь вниз по склону, вы обычно убираете ногу с педали газа и придерживаете тормоза. Крутизна спуска определяет скорость машины. При крутом спуске скорость будет выше, а при пологом, сами понимаете. Самолеты работают так же.
Рисунок 3-6 показывает самолет, который летит на малом газе.
Рисунок 3-6
В каком-то смысле самолет катится вниз по пригорку. Скорость стабилизировалась на 80 узлах на этом рисунке. Теперь давайте изменим угол наклона этого холма.
Изменение угла означает изменение скорости
Давайте посмотрим, как незначительные изменения тангажа влияют на скорость. Без изменения триммера, если вы слегка опустите нос (сделаете снижение круче), вы обнаружите, что такое увеличение угла повышает скорость до 90 узлов. Делайте это, сверяясь с авиагоризонтом. Слегка изменяя тангаж - возможно, на полградуса, или градус, может даже на два градуса - и удерживая его, вы заметите, как скорость начинает возрастать.
Со временем скорость установится на уровне 90 узлов, и авиагоризонт покажет значения, похожие на Рисунок 3-7.
Рисунок 3-7
Если вы хотите снижаться на этой скорости, зафиксируйте самолет в этом положении.
Если бы вам нужно было поднять нос (сделать уклон пологим), вы бы заметили, что скорость снижения достигла 70 узлов. Рисунок 3-8 показывает, как нужно изменить тангаж, чтобы уменьшить скорость.
Рисунок 3-8
Вот таким образом нужно контролировать скорость снижения. Увеличьте или уменьшите тангаж, сверяясь по шкале авиагоризонта. Сделайте небольшую поправку, и следите за тем, что из этого выходит. Помните, нужно быть терпеливым, потому что скорость самолета меняется медленно.
Управление воздушной скоростью при помощи изменения тангажа полезно тогда, когда вы готовитесь к посадке. Прежде всего, во время посадки вам придется летать на разных скоростях в разных ее стадиях. Изменяя тангаж, вы можете снижаться с любой скоростью. Просто помните, что для того, чтобы зафиксировать положение самолета нужно использовать триммер.
Ладно, вы меня уговорили. Давайте немного поговорим о том, как менять скорость снижения.
Изменение скорости снижения
А что если вы хотите снижаться на той же воздушной скорости, но с меньшей вертикальной скоростью (меньшие значения УВС)? Что ж, тогда придется применить силу. (Простите, имел ввиду мощность двигателя. Молотки и бейсбольные биты не понадобятся) Мощность непосредственно влияет на вашу скорость снижения.
На 80 узлах, при нейтральной мощности самолет спускается примерно на 700 футов в минуту (фвм), как показывает Рисунок 3-9.
Рисунок 3-9
Предположим, к примеру, что вы приближаетесь к земле и нужно снизить скорость снижения, чтобы мягко сесть. Что же вы делаете? Вы увеличиваете мощность, скажем, до 1800 оборотов в минуту, и немного поднимаете нос, чтобы держать 80 узлов. Фиксируйте, если необходимо.
Ваши приборы должны показывать значения, как на Рисунке 3-10.
Рисунок 3-10
С таким небольшим увеличением мощности, самолет будет снижаться на 300 футов в минуту. Конечно, если добавить мощность, самолет перестанет снижаться. Если вы увеличите мощность еще, то самолет будет лететь ровно на скорости 80 узлов.
Рисунок 3-14
На данном этапе вашей подготовки нужно поговорить о том, как управлять самолетом. Мощность (рычаг газа) должна служить вам средством управления вертикальной скоростью (значения на УВС). Тангаж самолета (который вы регулируете штурвалом) - ваше главное средство управления воздушной скоростью. Во время подъема нужно всегда использовать максимально допустимую (обычно при полном газе) мощность, при этом корректируя угол тангажа самолета и его скорость при помощи штурвала. Так как вы уже ознакомились с процедурами подъема и снижения, давайте, совместим эти знания с теми, которые вы приобрели на Уроке 2.
Чтение высотомера
Рисунок 3-14 показывает, как выглядит обычный высотомер.
У него две стрелки, и точка, которая отражает высоту самолета в десятках тысяч футов. Короткая толстая стрелка показывает высоту в тысячах футов, длинная тонкая - указывает на сотни футов.
Самый простой способ прочитать значения на высотомере - воспринимать его как обычные часы. Например, если Высотомер A на Рисунке 3-14 был бы часами, какое бы время он показывал? Да, он показал бы три часа. Так как Высотомер A не является часами, то он показывает высоту в 3,000 футов. Длинная (сотни) стрелка указывает на ноль сотен, а средняя (тысячи) указывает на 3,000 футов.
Если бы Высотомер B был бы часами, какое бы время он показал? Он бы показал 3:30, или половину четвертого. Длинная (сотни) стрелка указывает на пять сотен, а средняя (тысячи) указывает на 3,000 - 4,000 футов. Итого высота 3,500 футов.
А какое время показал бы высотомер C, если бы был часами? Думаю, было бы что-то в районе без четверти семь. А точнее, длинная (сотни) стрелка указывает на 800 футов, а средняя (тысячи) немного не дотягивает до 7,000 футов. Итак, окончательная высота 6,800 футов. Совсем не сложно, не так ли?
Постарайтесь теперь прочитать высотомер D как часы. Который час? Правильно, снова 3:00, но присмотритесь внимательнее к маленькой точке. Она лишь немногим выше отметки 1, а это значит, что нужно прибавить 10,000 футов к тем значениям, которые дают средняя и маленькая стрелки. Итак, высотомер D указывает высоту 13,000 футов.
Все летит вверх головой
Допустим, мы хотим совместить подъемы и спуски с поворотами. А именно, давайте проверим, как совместить 20-градусный правый крен с подъемом при выходе на прямой горизонтальный крейсерский полет. Вот что нужно делать.
Сначала начинайте подъем. Увеличьте тангаж до 13-градусов, как изображено на Рисунке 3-11, и добавьте газу, затем зафиксируйте положение.
Рисунок 3-11
Затем пора поворачиваться в нужную вам сторону. Здесь есть маленькая хитрость, ориентируйтесь по маленькому оранжевому шарику авиагоризонта. Так как оранжевые крылья не будут параллельны земле, используйте этот оранжевый шарик как ориентир и индикатор тангажа.
При подъеме (да и снижении тоже), лучше всего начинать выравниваться, не доходя 50 футов до требуемой высоты. 50-футовая отметка помогает снизить скорость подъема, так вы не перелетите через поставленную отметку. Если вы хотите лететь на уровне 4,000 футов, то входите в стадию выравнивания на высоте 3,950 на датчике высоты. К этому моменту лучше опустить нос и убрать крен, чтобы начать прямой горизонтальный полет.
Да, мощность все еще держите на максимуме, и это хорошо. Дайте самолету ускориться до крейсерской скорости (если вы не планируете лететь на какой-то другой). Затем уменьшите обороты до крейсерских значений, обычно 2,200 оборотов в минуту.
Как только воздушная скорость стабилизируется, фиксируйте самолет на этой высоте, как показано на Рисунке 3-12.
Рисунок 3-12
Ну, вот так все и делается. Верьте или не верьте, но это не настолько простой маневр, как кажется. Помните, секрет перехода от одной высоты к другой (например, при переходе из прямого горизонтального полета к подъему) в том, что его нужно совершать, как вальс: раз, два, три... тангаж, мощность, фиксаж. Вы изменяете тангаж до определенной величины, при которой начинается подъем (13 градусов для подъема на скорости в 80 узлов). Затем вы изменяете мощность (на учебных полетах вы будете подниматься на максимальной мощности). И, наконец, нужно достаточно крепко держать штурвал, чтобы удержать высоту. Формула тангажа, мощности, и фиксирования является ключевой при любых изменениях высоты.
Настало время снижаться
Предположим, вы летите на высоте 4,000 футов и хотите спуститься до 2,500 футов, одновременно поворачивая влево на 20 градусов. Чтобы сделать этот маневр интереснее, пускай скорость будет 90 узлов. Вот как это делается.
Сначала вы делаете 20-градусный поворот. Затем уменьшаете тягу до малого газа.
Дальше вы опускаете нос до такого уровня, при котором по вашим подсчетам скорость должна быть 90 узлов. Вы это заметите, когда снизите мощность, нос автоматически будет стремиться опуститься самостоятельно. Таким образом, вам, скорее всего, придется потянуть штурвал на себя, чтобы самолет не слишком быстро снижался. Так как тангаж в 3 градуса (вверх) дает 80 узлов, возможно, нужно добавить 1 градус, чтобы дойти до скорости 90 узлов (немного повысьте тангаж). Помните, оттого, что вы поворачиваете, нужно использовать оранжевый шарик на авиагоризонте в качестве ориентира, как показано на Рисунке 3-13.
Рисунок 3-13
Когда вы на 2,550 футах (50-футовый запас перед 2,500), переведите самолет в состояние прямого горизонтального полета. Затем увеличивайте мощность до крейсерского значения 2300 оборотов в минуту, и затем фиксируйте, когда скорость стабилизируется. Тангаж, мощность и фиксирование, помните?
Теперь вы знаете, как делать повороты, подъемы и спуски, а также поддерживать прямой горизонтальный полет.
Ваш следующий урок будет касаться полетов на низкой скорости, на таких, которые вы используете во время снижения или захода на посадку. А также получите несколько советов о том, как приземлить свой самолет точно куда нужно.
Эффект мельницы
Детские мельницы вращаются оттого, что на них дует ветер. Если вы еще не заметили, винт самолета - ни что иное, как большая детская мельница. Эффект мельницы влияет на количество оборотов (в минуту), они меняются в зависимости от того, насколько меняется скорость. Например, когда вы устанавливаете газ на новое значение оборотов, то оно будет меняться вместе со скоростью самолета. Почему? Пропеллер реагирует на скорость самолета так же, как детская мельница реагирует на ветер. Он закручивает пропеллер искусственно и не дает ему развить максимальные обороты, пока скорость самолета не достигнет верхнего предела. Эффект мельницы сказывается особенно сильно на винтах с фиксированным углом атаки (как на нашем учебном самолете). Позже вы познакомитесь с винтами, которые меняют угол атаки в зависимости от скорости, чтобы поддерживать постоянные обороты.
Урок 4: Медленный полет
Итак, вот в чем дело. Я собираюсь засунуть вас в самолет, который может лететь со скоростью 120 узлов - в два раза быстрее, чем едет автомобиль на автобане - и у меня есть одно требование: я хочу, чтобы вы летели как можно медленнее. Звучит разумно, да? Не совсем. Это вроде, как просить гонщика ехать на его машине на первой передаче. Однако есть хорошая причина для того, чтобы лететь медленно.
Практика медленного полета готовит почву для самого большого в авиации события: посадки. Как-никак вы не хотите приземляться на крейсерских скоростях потому, что самолеты не предназначены для маневрирования на больших скоростях на земле. Вы не хотите, чтобы у вас сорвало пневматики с шасси, правда? (Это шутка, но не очень далеко от истины.) В общем, чем медленнее вы касаетесь земли, тем легче контролировать самолет на взлетно-посадочной полосе.
Плюс ко всему, самолет не может летать слишком медленно, иначе он прекратит лететь и начнет падать (это называется сваливание, и тогда ничего нельзя сделать, как вы узнаете позже). Вот почему я хочу, чтобы вы чувствовали себя уверенно на низких скоростях, поэтому вы должны узнать о возможных опасностях. И, как вы, в конечном счете, узнаете, иногда бывает необходимо следовать за более медленными самолетами. Вам необходимо узнать, как отрегулировать скорость полета, чтобы не помять его хвостовое оперение. Это всего лишь некоторые из причин необходимости практиковаться в медленном полете. Это важный маневр. Давайте начнем с того, что обсудим, как подъемная сила крыла поднимает самолет.
Крыло и его части
В наземной школе много лет назад мой инструктор спросила у меня о происхождении и определении слова "крыло". Я ответил: "Мммм, я думаю, что это рука птицы." Она что-то проворчала о том, что многие животные поедают своих детенышей при рождении, а потом отправилась за словарем, чтобы посмотреть определение. Крыло определялось, как "подвижное, парное приспособление для полета." Она посмотрела на меня и сказала: "Так, что это вам напоминает?", я ответил: "Да, мэм, это мне напоминает руку птицы." Мы не пришли к согласию, несмотря на то, что я был прав.
У крыла есть несколько отдельных частей: верхняя выпуклая поверхность, нижняя выпуклая поверхность, предкрылок, задний край и хорда (Рисунок 4-1).
Рисунок 4-1. Пять частей крыла.
Обратите внимание, что кажется будто верхняя выпуклая (имеется в виду изогнутая) поверхность изогнута больше, чем нижняя выпуклая поверхность. Это не случайно. На деле это настолько важно, что мы обсудим этот вопрос подробнее.
Наверное, единственный термин, не понятный интуитивно, это хорда. Линия хорды - это воображаемая линия, соединяющая предкрылки и задний край крыла. Поверьте мне, внутри крыла нет линии, похожей на эту. Это всего лишь воображаемая линия, похожая на стрелки, изображавшие четыре силы в Уроке 1. Когда продавец обуви указывает на вашу ногу и говорит: "Ваш палец здесь," вам хочется ответить: "Спасибо, я его искал". В действительности он или она указывают на положение чего-то, не очевидного визуально. Линия хорды делает нечто подобное. Учитывая изогнутые поверхности крыла трудно сказать, куда направлено крыло. А так как инженеры не любят неопределенности, то они договорились, что линия хорды будет представлять общее очертание крыла.
Как работают крылья
Чтобы понять суть подъемной силы, вы должны представить себе, как крыло атакует воздух. Авиаинженеры говорят, что крыло взаимодействует с воздухом или атакует его под определенным углом. Это происходит в основном так же, как пит-буль атакует почтальона. Какая из поверхностей крыла атакует? Это предкрылок? Это задний край? Или это нижняя часть крыла? Вот тут и оказывается полезным определение линии хорды.
Так как крылья бывают разных размеров и форм (как и пилоты), то иногда сложно точно определить, как и где ветер ударяется о крыло. К счастью, линия хорды используется как общая ссылка на форму крыла. Если я говорю, что ветер дует на крыло под углом в 18 градусов, то это значит, что угол между направлением ветра и линией хорды - 18 градусов (Рисунок 4-2).
Рисунок 4-2. Угол атаки. Угол атаки - это угол между линией хорды и относительным ветром (это ветер, который дует на крыло).
Это отличие, хоть оно и кажется банальным, так же важно для инженера, как и хорошо простроченные штаны для матадора.
Относительный ветер
Еще одно определение, которое надо понять прежде, чем раскроются секреты подъемной силы. Этот термин называют относительным ветром (это не значит, что у вас с ним отношения).
Движение самолета порождает ветер против ветра. Этот ветер и называется относительным к движению. Например, на рисунке 4-3 не имеет значения, куда бежит человек, он ощущает ветер на лице, который относителен к его движению.
Рисунок 4-3. Относительный ветер. Относительный ветер появляется вследствие движения объекта. Несмотря на то, что настоящий ветер дует сзади, бегун ощущает ветер на лице в результате бега. Относительный ветер относителен (равен по скорости и противоположен по направлению) к движению объекта.
Относительный ветер - это ветер, появляющийся в результате движения, направление которого противоположно направлению движения самолета. Чтобы проиллюстрировать это высказывание, высуньте руку в окно движущегося автомобиля (пожалуйста, пусть остальные части тела остаются внутри). Вы почувствуете ветер, дующий в направлении, противоположном направлению движения автомобиля. Поедете по автобану в противоположном направлении - почувствуете ветер и услышите множество сигналов (этим вы также привлечете внимание полиции).
Ведите самолет вперед, как это показано для самолета А на рисунке 4-4, и ветер будет дуть на его нос.
Рисунок 4-4. На всех иллюстрациях показано, что относительный ветер дует в направлении противоположном направлению движения самолета.
Когда самолет поднимается или снижается (как будто он поднимается на воображаемый холм или спускается с него, как мы обсуждали в Уроке 2), относительный ветер дует в его нос (самолеты В и С). Но, если самолет падает прямо вниз, без изменения наклона, относительный ветер дует на его брюхо (самолет D). И пока самолет D в таком положении, ветер дует в его брюхо, независимо от высоты. А что до пассажиров, то они, наверное, находятся под передним сидением в позе эмбриона и совершают спиритические передачи, не требующие радио. Постарайтесь не пугать ваших пассажиров. Это нехорошо, и они этого не любят.
Следующий вопрос настолько важен, что я хочу, чтобы вы заткнули пальцем одно ухо. Вперед, сделайте это немедленно! Я требую это от вас, потому что не хочу, чтобы данная информация влетела вам в одно ухо и вылетела из другого. Очень важно запомнить, что направление относительного ветра не зависит от того, куда направлен нос самолета. Относительный ветер дует в направлении, противоположном направлению движения самолета, и со скоростью, равной скорости самолета. Посмотрим, как на самом деле крыло атакует ветер, чтобы поднять самолет.
Атака воздуха
Охота - это спорт для некоторых людей. И это также спорт, когда ваш противник не знает, кто его атакует. Нападение на животное означает, что охотник должен точно нацелить свое ружье на жертву. Охотник смотрит через прицел ружья и видит путь пули. Самолет отличается от ружья (и от автомобиля) тем, что путь его вертикального подъема отличается от его наклона (направления наверх).
Вы помните ту 750-футовую вышку в конце взлетно-посадочной полосы? При взлете, если вы направите свой самолет немного выше верхушки этого препятствия, то будет непохоже, что вы собираетесь обойти его. Фактически, единственная вещь, которую вам удастся обойти, это пространство. Запомните, самолеты с ограниченной тягой имеют ограниченный путь подъема - в отличие от некоторых реактивных истребителей.
Самое важное, что нужно тут усвоить (снова засуньте палец в ухо) - это то, что нос (а, следовательно, крыло) может быть направлен под наклоном, который отличается от действительного пути подъема. Угол наклона крыла не совпадает с углом пути подъема (скоро вы поймете почему). Запомнив то, что относительный ветер всегда равен по скорости и противоположен по направлению полету, будет более точным сказать, что существует угол между линией хорды и относительным ветром. Этот угол называется углом атаки (Рисунок 4-5).
Рисунок 4-5. Угол атаки.
На рисунке 4-6 показано, что крыло (линия хорды) самолета А имеет угол в 5 градусов к относительному ветру.
Рисунок 4-6. Угол атаки. Как образуется подъемная сила.
Проше всего сказать, что угол атаки крыла 5 градусов. У самолетов В, С и D углы атаки, соответственно, 10, 30 и 45 градусов. Чем больше разница между направлениями крыла и относительного ветра, тем больше угол атаки. И, как вы уже почти понимаете, подъемная сила крыла напрямую связана с углом атаки.
Как образуется подъемная сила
Крыло - это нож для воздуха. Такой же могущественный, как меч самурая или удар в карате, это точное устройство для разрезания воздуха специфическим образом. Крыло создано для того, чтобы рассекать молекулы воздуха, разделяя их и ощущая небольшое сопротивление в горизонтальном направлении. Любое горизонтальное сопротивление снижает скорость крыла. Это горизонтальное сопротивление называется лобовое сопротивление, и естественно, что чем оно меньше, тем лучше.
На рисунке 4-7 показано, как профиль крыла (еще одно название) разделяет ветер с углом атаки в 10 градусов.
Рисунок 4-7. Воздушный поток над и под крылом. Подъем профиля крыла образуется с помощью воздуха, обтекающего крыло сверху и снизу
Поток воздуха ударяет в предкрылки крыла, вынуждая воздух обтекать крыло сверху и снизу. И воздух, который идет над крылом, и тот, который идет под крылом, отвечают за подъемную силу. Давайте сначала уточним, как воздушный поток, проходящий под нижней частью крыла, продуцирует некоторую часть общей подъемной силы.
Удар против давления - подъемная сила
Высуньте руку в окно движущегося автомобиля, и произойдут две вещи: это продемонстрирует, как относительно гладкая поверхность образует подъемную силу, или будет означать левый поворот. На рисунке 4-8 показано, как ветер отклоняется вниз, когда ударяется о вашу руку.
Рисунок 4-8. Воздействие подъемной силы. Воздушный поток, ударяющийся в руку, отклоняется вниз. Это влияет с силой равной по скорости и противоположной по направлению на руку. Под нижней частью руки создается высокое давление из-за воздействия на молекулы воздуха.
В соответствии с сэром Исааком Ньютоном, который все знал об этих вещах, каждое действие вызывает равную по скорости и противоположную по направлению реакцию. Ветер отклоняется вниз потому, что крыло движется вверх, то есть в противоположную сторону. Это движение вверх вызвано влиянием энергии миллиардов мельчайших молекул воздуха, которые ударяются в нижнюю часть крыла. Кроме того, из влияния молекул следует более высокое давление под нижней поверхностью крыла. Крыло движется вверх так, будто его подталкивают снизу.
Такой тип подъемной силы называется ударной подъемной силой. Это способствует только небольшой части общего подъема, продуцируемого крыльями, и означает, что люди не могут летать только под воздействием ударного подъема.
Более сложная и мощная форма подъемной силы образуется от изогнутого воздушного потока над крылом.
Изгиб воздуха крылом
У японцев есть искусство поделок из согнутой бумаги, которое называется оригами. Потом они экспериментировали с изгибанием людей и назвали это дзюдо. Однако искусство изгиба было не совершенным до тех пор, пока не появилось искусство полетов.
Авиалайнеры (и все самолеты, конечно) изгибают кое-что еще - они используют свои крылья, чтобы изгибать воздух. Изгиб ветра звучит недостаточно сложно для того, чтобы объяснить, почему самолет летает, поэтому понятию дали греческое название. Мы называем изгибание ветра аэродинамикой. Проще говоря, крыло - это точное устройство для изгибания или искривления воздуха в направлении вниз.
Но как изгиб воздуха над крылом поднимает его? Давайте разберемся. На рисунке 4-9 показан разрез профиля крыла.
Рисунок 4-9. Воздушный поток над и под крылом, малый угол атаки. При малых углах атаки воздух над крылом искривляется, тогда как поток воздуха под крылом относительно прямой.
Тщательно изучим его форму. При небольших углах атаки воздух, идущий над крылом, изгибается или искривляется, с большой точностью повторяя форму верхней выпуклой поверхности. Довольно прямой поток воздуха под нижней поверхностью крыла остается относительно неизогнутым. Изгиб или искривление воздуха над крылом заставляет воздух двигаться на большее расстояние, чем воздух более прямого нижнего потока. Если поток воздуха над крылом должен достичь заднего края крыла приблизительно за то же время, что и воздух под крылом (наука и эксперименты говорят, что это так и есть), то он должен двигаться с большей скоростью, чтобы покрыть большее расстояние.
Например, предположим, что вы выгуливаете своего пит-буля (по имени Боб) на поводке. Вы на тротуаре, а Боб прогуливается в канаве (Рисунок 4-10).
Рисунок 4-10. Разные расстояния - по кривой над машиной и по прямой (похоже на крыло).
Боб видит припаркованный Фольксваген и решает, что ему лучше перепрыгнуть его, чем обходить (не забывайте - это пит-буль...а они упрямые). Очевидно, что расстояние над автомобилем больше того, которое вы пройдете по тротуару. Так как Боб на поводке, то ему надо немного ускориться, чтобы покрыть большее расстояние.
Вы заметили, что профиль Фольксвагена похож на крыло? Он изогнут сверху и почти прямой снизу. Как воздух, который идет над крылом, изгибается и ускоряется.
Спасибо за подъемную силу, монсиньор Бернулли!
Происходит нечто замечательное, когда воздух проходит над поверхностью, увеличивая свою скорость. В конце 1600-х годов шведский физик, Якоб Бернулли, выяснил, что чем быстрее воздух проходит над поверхностью, тем меньшее давление он оказывает на эту поверхность. Воздушный поток большой скорости над крылом вызывает некоторое понижение давления над верхней поверхностью крыла. Другими словами, теперь давление на верхнюю часть крыла меньше, чем давление на нижнюю. (Не спрашивайте почему. Это происходит с помощью поступательной кинетической энергии, и объяснять такое подобно лоботомии). Это и есть тот удивительный фокус, он называется принципом Бернулли, из-за которого самолету не нужно быть большой и дорогой дверной пружиной.
В основном крылья сконструированы так, что их верхняя поверхность изогнута, а нижняя - относительно прямая. Из-за такой формы даже при небольшом угле атаки выпуклое крыло добавляет изгиб и ускорение ветру. Так образуется подъемная сила, которую вы должны научиться любить, особенно, если считаете, что самолеты должны летать.
Угол атаки и генерирование подъемной силы
Вы когда-нибудь замечали во время полета на коммерческом самолете, что пилот всегда во время взлета слегка поднимает нос самолета, чтобы начать подниматься, после того как наберет минимальную скорость? Это называется ротация - отрыв самолета при взлете.
Когда самолет ускоряется для взлета, он, в конечном счете, набирает скорость, достаточную для полета. При относительно небольшой скорости, однако, изгиб крыла не способен изогнуть или отклонить вниз достаточное количество воздуха, чтобы создать подъемную силу, необходимую для полета. Поэтому самолет и не скачет по земле, как газонокосилка, которая приземляется точно на горячий шашлык. Пилот должен еще что-то сделать, чтобы дополнительно изогнуть ветер. Небольшое поднятие носа увеличивает угол атаки. Это заставляет воздух изгибаться сильнее, чем просто под воздействием формы крыла.
Рисунок 4-11. Две формы подъема. А - подъем из-за низкого давления. При больших углах атаки воздушный поток вынужден изгибаться в соответствии с формой крыла. В - ударная подъемная сила в нижней части крыла увеличивается с увеличением угла атаки.
При дополнительном изгибе воздух проходит большее расстояние, его скорость увеличивается, давление на верхнюю поверхность крыла уменьшается, и образуется подъемная сила, достаточная для того, чтобы начать лететь на низкой скорости (спасибо за подъемную силу, Бернулли!). Большая ударная сила образуется из-за роста воздействия на нижнюю поверхность крыла относительного ветра. В результате увеличивающийся угол атаки позволяет самолету развить подъемную силу, достаточную для полета на низкой скорости.
Теперь вы знаете, каким образом профиль крыла генерирует требуемую подъемную силу на низких скоростях. Кроме того. Вы знаете, зачем самолеты при взлете или посадке на низких скоростях поднимают нос. Но что происходит на более высоких скоростях? Вы замечали, что при крейсерской скорости полета самолеты летят в почти горизонтальном положении?
На рисунке 4-12 показан самолет с несколькими разными углами атаки.
Рисунок 4-12. Соотношение между углом атаки и скоростью. При изменениях скорости в горизонтальном полете зависимость между углом атаки и скоростью полета просматривается достаточно четко. С увеличением скорости полета самолету требуется меньший угол атаки, чтобы оставаться в воздухе. При уменьшении скорости полета требуется больший угол атаки.
На более высоких скоростях самолеты могут лететь с меньшими углами атаки потому, что форма крыла генерирует достаточную подъемную силу. С замедлением самолета крыло должно искусственно изгибать ветер, увеличивая свой угол атаки.
Между углом атаки и подъемной силой очень близкие отношения. При малых углах атаки (таких как при крейсерской скорости) форма крыла генерирует достаточную для полета подъемную силу до тех пор, пока сохраняется большая скорость. На высоких (крейсерских) скоростях воздействие воздуха на нижнюю часть крыла не играет такой большой роли в создании подъемной силы потому, что меньшая часть низа крыла находится под воздействием ветра.
И в заключение, чем медленнее движется самолет, тем больший угол атаки необходим для полета. Однако это тот случай, когда слишком много не всегда очень хорошо. Изогните воздух слишком сильно, и вместо того, чтобы мягко проходить над крылом и создавать подъемную силу, он будет бурлить и бурлить так сильно, что вызовет обратное действие. Мы называем это состояние сваливанием и рассмотрим его в следующих уроках.
Теперь пришло время поговорить о подробностях начала и окончания медленного полета, о том, как это делается в воздухе.
Медленный полет в действии
При прямом и горизонтальном полете на крейсерской скорости самолет движется по воздуху со скоростью приблизительно 110 узлов. При этой скорости нос поднят вверх примерно на 4 градуса, как вы видите на датчике положения. Исходя из этих условий, давайте обсудим, как вы перейдете к медленному полету. Давайте сделаем это более реалистичным и предположим, что вы готовитесь к посадке и должны замедлить самолет до 75 узлов и обойти самолет, который находится перед вами.
Чтобы перейти к медленному полету при сохранении высоты
1. Переведите мощность в режим малого газа. Вы получите знания по управлению мощностью и сможете добиться нужной скорости, снизив мощность до требуемого значения.
2. Поднимите нос достаточно быстро так, чтобы стрелка на УВС оставалась на нуле (либо стофутовый указатель альтиметра был неподвижным).
3. В то время, как самолет замедляется, немного поднимите нос вверх, чтобы продолжать поддерживать угол тангажа вверх (приблизительно 9 градусов, как указано на датчике положения).
4. Когда самолет приобретет нужную скорость, добавьте газ, чтобы сохранить высоту (около 1900 об/мин). Немного отрегулируйте угол тангажа, чтобы сохранить нужную скорость полета.
5. Окончательно отрегулируйте тангаж (если это необходимо), чтобы обеспечить требуемую скорость полета.
Когда вы входите в медленный полет ваш самолет выглядит подобно изображенному на рисунке 4-13.
Рисунок 4-13
Выход из медленного полета
Предположим, что мы летим вслед за самолетом, и диспетчер на вышке хочет, чтобы вы увеличили скорость от 75 до 85 узлов. Как вы это сделаете? Надо просто применить процесс, использованный для начала медленного полета в обратном направлении.
Чтобы выйти из медленного полета
1. Немного добавьте газ, скажем до 2000 об/мин.
2. Опустите нос в достаточной степени для того, чтобы стрелка на УВС оставалась на нуле (либо стофутовый указатель альтиметра был неподвижным).
3. С тем, что самолет ускоряется, немного измените угол тангажа и опустите нос вниз, так чтобы поддерживать требуемый наклон (это приблизительно 6 градусов, как указывает индикатор положения).
4. Когда самолет приобретет требуемую скорость, дайте газ, достаточный для того, чтобы оставаться на своей высоте. Отрегулируйте тангаж, чтобы сохранить нужную скорость полета.
5. Окончательно отрегулируйте тангаж (если это необходимо), чтобы обеспечить требуемую скорость полета (в данном случае это 85 узлов).
При выходе из медленного полета ваш самолет будет выглядеть, как на рисунке 4-14.
Рисунок 4-14
Сохранение высоты на крейсерской скорости
Итак, вы изучили как вести самолет на нескольких разных скоростях. На этом этапе вашего обучения вы должны понимать, что рычаг газа лучше использовать для того, чтобы сохранять высоту или степень снижения. Скорость полета поддерживается путем регулировки угла наклона самолета. Но что если вы не стараетесь поддерживать определенную скорость, например крейсерскую? Ведь на крейсерской скорости вы не поддерживаете высоту, используя регулировку газа, правда? Нет, вы так не делаете. И вот почему.
В крейсерском полете вы обычно устанавливаете рычаг газа на такую мощность, которая не повредит двигателю (для простоты понимания предположим, что полный газ в любой из наших симуляций не наносит вред двигателю). В таком случае, вы оставите рычаг газа в покое. Вы не слишком обеспокоены поддержанием определенной скорости в крейсерском полете. В этом случае мощность установлена на определенное значение, и вы немного регулируете тангаж, чтобы сохранить или изменить свою высоту. Однако при медленном полете вы будете использовать мощность, чтобы управлять своей высотой и тангажом, чтобы контролировать скорость полета. Это может быть обратным тому, что вы предполагали. Но, как вы скоро увидите, - это базовая техника, и я хочу, чтобы вы ее использовали при посадке самолета.
Урок 5: Взлеты
Много лет назад у инструктора полетов был студент, который слишком много времени провел в открытом море. На своем первом полетном уроке он обошел самолет, отвязал все три швартовочных каната, отбросил их в сторону и крикнул: "Отчалить!" Хммм, наверное, у него в мозгу все еще оставался маленький кусочек моря.
Извините, но самолеты не отчаливают, они взлетают. А когда вы окажетесь в воздухе, вам нужен практический способ вернуться в аэропорт и подготовиться к приземлению. Это похоже на то, как завести корабль в док. Вы не просто передвигаетесь в толпе лодок, направляясь в порт. Вы придерживаетесь направления и следуете за другими лодочниками и рыбаками, возвращающимися домой. Таким образом, никто не будет разочарован. Но это может вызвать у вас страх.
Вверх, вверх и дальше
При взлете ваша цель - разогнать самолет до достаточной скорости, когда вы сможете поднять нос и набрать высоту. Иногда это называется - отрыв. Я рекомендую отрываться от земли на скорости как минимум на 5 узлов большей, чем та, при которой у самолета может остановиться двигатель (а это составляет 50 узлов - в начале зеленой отметки датчика скорости полета). Когда датчик скорости полета показывает 75 узлов, поднимайте нос самолета в положение набора высоты на 80 узлах. (Вы почувствуете это положение на практике. В данном случае это составляет приблизительно 11 градусов наклона носа вверх, это как раз над второй калибровочной отметкой датчика положения). Готовы? Вот как это делается.
Сначала дайте полный газ и разгоняйтесь вдоль центральной линии взлетно-посадочной полосы. Когда датчик скорости полета покажет 55 узлов, самолет готов лететь. Так летите. Поднимайте нос на 11 градусов, как показано на рисунке 5-1.
Рисунок 5-1
Понадобится немного дополнительного нажатия на штурвал, чтобы оторвать самолет от взлетно-посадочной полосы. Будьте терпеливы. В итоге самолет должен разогнаться до 75 узлов в этом положении.
Использование педалей руля при взлете
Вы должны быть готовы к тому, что самолет отклонится влево при добавлении газа. Это происходит по нескольким причинам. Такие вещи, как зона пониженного давления за винтом и крутящий момент двигателя заставляют самолет поворачивать влево при взлете. Просто надавите на правую педаль, чтобы удержать самолет в прямом положении вдоль полосы. Конечно, если у вас нет педалей руля, вам не нужно беспокоиться о том, что при взлете самолет захочет повернуть налево.
Конечно, то, что началось, в конце концов должно закончиться. И когда это произойдет, вам лучше уметь правильно посадить самолет. Поэтому тема нашего следующего урока - посадки.
Урок 6: Посадки
Есть мнение, что каждый пилот это знает, а коль скоро вы собираетесь стать пилотом, вы тоже должны знать это: взлетать не обязательно, обязательно приземляться.
Посадка для пилота - то же самое, что хорошая картина для художника. Когда вы смотрите на "Мону Лизу" Леонардо да Винчи (или на ее известную копию "Мона Ларри"), вы видите прекрасное произведение искусства. Пилотам хорошая посадка приносит такое же удовлетворение. Я собираюсь показать вам, как нарисовать прекрасную картину на любой взлетно-посадочной полосе, которую вы выберете.
Мы подошли к этому уроку в порядке, который отличается от порядка действий в настоящем самолете. Я планирую научить вас приземляться раньше, чем учить летать по схеме (это будет рассмотрено в уроках пилота-любителя). Таким образом, когда я буду учить вас взлетать и летать по схеме движения, вы сумеете приземлиться, а не упасть на землю с грацией бабочки, которая нализалась кофеина. Кроме того, что-то мне подсказывает, что если мы не будем учиться приземляться сейчас, ты вы будете пробовать сделать это самостоятельно в другом месте. Поэтому позвольте мне помочь вам научиться этому.
Я всегда говорю своим студентам, что самолеты приземляются сами (почти всегда). Все, что должен сделать пилот - это подтолкнуть самолет по направлению к взлетно-посадочной полосе и сбавить газ. Давайте сейчас представим себе, как приземляется самолет, или пойдем другим путем совершим воображаемую первую посадку самолета.
Ваша первая (воображаемая) посадка
Прежде, чем мы начнем, я хочу заметить, что для этих наземных учебных примеров мы будем использовать скорость захода на посадку в 65 узлов. В настоящих уроках полетов это будет 75 узлов. Это увеличение скорости на посадку облегчит вам приобретение навыков посадки на симуляторе. Всегда обращайте внимание на данные по скорости захода на посадку на панели самолета, в котором вы летите.
Для оживления примера я хочу, чтобы вы представили себе, будто летите вдоль длинной взлетно-посадочной полосы. Представьте, что вы находитесь на высоте 500 футов над землей и заходите на посадку со скоростью 65 узлов. Установлен режим малого газа. Отрегулируйте тангаж, чтобы выдерживать 65 узлов. Для этого потребуется поднятие носа примерно на 10 градусов, как показано на рисунке 6-1.
Рисунок 6-1
Конечно, вам еще надо представить себе режим, в котором самолет будет выдерживать 65 узлов. Теперь лучшая часть этого примера: представьте себе, что вы летите на скорости 65 узлов и с этим углом тангажа и в режиме малого газа все время до прикосновения к земле. Как вы думаете, что произойдет?
Если вы сказали, что самолет приземлится, то вы правы. Фактически все то время, в которое вы выдерживаете скорость полета 65 узлов, самолет уже почти приземлился сам. Конечно, если на полосе лежат угли, то они засверкают в ваших глазах, как брильянты во время нескольких прыжков по земле на высоту в шесть футов во время этого процесса. Несмотря на впечатления, посадка происходит почти так же. Единственная разница между тем, что вы себе представили, и хорошей посадкой - это нечто, что называется выравнивание.
Никто не сомневается, что самолеты не летают по земле. Мы выполняем выравнивание перед тем, как приземлиться. Это маневр, который состоит из изменения пути снижения, чтобы сгладить путь захода на посадку на взлетно-посадочную полосу (для того, чтобы сделать заход на посадку менее крутым). Выравнивание начинается в последние 10-15 футов над землей. Мы еще поговорим об этом. А сейчас вы должны понять, что секрет хорошей посадки состоит в том, что надо заставить самолет поработать. Другими словами, если самолет идет в режиме нужной скорости, то надо сделать кое-что еще, чтобы выдерживать уровень крыльев и немного отрегулировать газ, чтобы изменить путь глиссады. Тогда самолет приземлится почти самостоятельно, если вы будете удерживать его вдоль полосы.
Подробности посадки
Почему для окончательного захода на посадку я выбрал скорость полета в 65 узлов? (Окончательный заход на посадку - это часть схемы посадки, когда самолет выровнялся вдоль взлетно-посадочной полосы). Обычно пилоты используют для окончательного захода на посадку скорость, которая на 30 процентов превышает скорость сваливания самолета. В нашем случае скорость сваливания самолета составляет 50 узлов (это там, где начинается зеленая отметка на датчике скорости полета). Таким образом, наша "плюс 30 процентов скорость" - это 65 узлов. Если лететь немного быстрее, то самолет будет в равновесии и будет сопротивляться прикосновению к земле в той точке, которую вы наметили для посадки. (Заход на посадку на слишком большой скорости - это одна из самых больших ошибок, которую делают пилоты-новички, учась приземляться). Однако если лететь немного медленнее, то самолет окажется слишком близко к скорости сваливания. Управление скоростью полета, наверное, самый главный вопрос удачной посадки.
У нашего учебного самолета скорость в 65 узлов удерживает переднюю стойку шасси немного выше основной стойки, как показано на рисунке 6-2.
Рисунок 6-2
Запомните, когда самолет замедляется, угол атаки должен увеличиться, чтобы выдерживать подъемную силу. Поэтому скорость захода на посадку в 65 узлов требует немного большего угла атаки. Таким образом, передняя стойка шасси приподнимается по отношению к основной. Не забывайте, что Цессна 172 - это самолет с трехколесным шасси. Оно сконструировано так, чтобы сначала приземлиться на два колеса основной стойки, а после этого передняя стойка мягко опустится на землю. Если сначала поставить на землю переднюю стойку, то за этим может последовать самая страшная фраза из словаря пилотов: страховка подлежит вычету. Кроме того, вы можете козлить, а это совсем не приятно, если вы не козел.
Игры с мощностью
Давайте представим, что вы удерживаете самолет в режиме малого газа на скорости 65 узлов. Когда вы заходите на посадку, вы видите, что ваш путь захода на посадку приведет вас за пределы взлетно-посадочной полосы. Это не хорошо. Как-никак предполагается, что самолеты приземляются на взлетно-посадочных полосах, а не на полях за этими полосами. Во-первых, что вы можете сказать о том, почему вы не попадаете на полосу, и что вы должны сделать, чтобы исправить эту ситуацию?
Вы можете сказать, что снижались слишком быстро, когда увидели, что геометрия взлетно-посадочной полосы меняется, как показано на рисунке 6-3.
Рисунок 6-3A
Рисунок 6-3А - это то, как должна выглядеть взлетно-посадочная полоса, если выполняете правильную глиссаду. Рисунок 6-3В - так выглядит взлетно-посадочная полоса, если вы слишком низко (ниже глиссады). На рисунке 6-3С - то, что вы увидите, если вы слишком высоко (выше глиссады).
Обратите внимание, что расстояние между дальним концом взлетно-посадочной полосы и удаленной линией горизонта на рисунке 6-3В уменьшается. Кроме того, кажется, что оба конца взлетно-посадочной полосы сходятся в одну точку. Оба визуальных эффекта получаются, если вы ниже глиссады. В конце концов, вы узнаете о том, что находитесь слишком низко, когда на уровне ваших глаз появятся кусты и начнут цепляться за ваши шасси.
Рисунок 6-3B
Надо иметь некоторый практический опыт, чтобы, не используя механические и электронные приборы, сказать, когда вы на правильной траектории к взлетно-посадочной полосе. В некоторых аэропортах есть устройства, которые могут помочь вам определить глиссаду для взлетно-посадочной полосы. Посмотрите на VASI, чтобы узнать об этом больше. Когда вы впервые начинаете интерактивный урок приземления, то это нормально - полагаться на свой желудок, чтобы определить, слишком высоко вы или слишком низко заходите на посадку; это потренирует ваши внутренние чувства. Если вы слышите визг колес раньше, чем попали на полосу, вы знаете, что это слишком низко. Если вы видите, как полоса исчезает под самолетом, вы знаете, что это слишком высока. Тут больше нечего сказать. После того, как у вас будет хоть небольшой опыт, вы будете делать это все лучше и лучше, выбирая подходящую глиссаду. Поверьте мне, я все-таки ваш инструктор полетов.
Рисунок 6-3C
Оптические посадочные системы
В условиях плохой видимости или ночью, когда невозможно увидеть визуальные подсказки, бывает сложно определить правильную траекторию захода на посадку. К счастью есть кое-что, что называется Визуальный индикатор наклона захода на посадку (VASI), он и обеспечивает вам визуальную подсказку для правильного захода на посадку. (Между прочим, VASI произносится, как ВАЗИ, но это не имеет отношения к вазе, в которую вы ставите цветы).
Как правило VASI состоит из двух пар световых указателей вдоль взлетно-посадочной полосы (поэтому его часто называют двухстрелочный VASI). Два указателя VASI обычно находятся на расстоянии от 500 до 1000 футов от начала захода на посадку, как показано на рисунке 6-13. Эти огни светятся красным либо белым светом, в зависимости от вашей высоты. У них постоянный цвет, и на самом деле в коробочке ничего не меняется. Меняется только ваша высота, поэтому вы смотрите на VASI под разными углами и видите разные цвета.
Рисунок 6-13. 2-стрелочный VASI (Визуальный индикатор захода на посадку).
Если вы ниже глиссады, то оба VASI выглядят красными. Некоторые пилоты запоминают значения этих сигналов так: "Red over red - you'll soon conk your head (Красный над красным - скоро расшибете голову)". Вы должны выровняться и тогда увидите красный над белым. Красный над белым означает, что вы над точкой глиссады у ближайшего к вам указателя, и под точкой глиссады возле указателя, который дальше. Это сложный способ объяснить, что вы в точке глиссады, которая выведет вас на половину пути между двумя указателями. Хороший способ запомнить это: "Red over white - you'll be all right (Красный над белым - у вас будет все в порядке)".
Конечно, если вы слишком высоко, то оба указателя будут выглядеть белыми. Хороший способ запомнить это: "White over white - you'll soon be out of sight (Белый над белым - скоро исчезнете из виду)". Надо увеличить темп снижения до такой степени, чтобы указатель со стороны ветра стал красным. Может оказаться так, что белый и красный указатели VASI станут розовыми, когда вы будете менять высоту, выполняя корректировки траектории.
Если вы видите мигающий красный над мигающим белым, то вы пытаетесь зайти на посадку на полицейский автомобиль. Тогда у вас действительно большие проблемы (кроме того, указатели VASI обычно не гоняются за машинами по шоссе).
Когда мы будем практиковаться в посадках на этом уроке, вы обратите внимание на другой тип визуального индикатора наклона глиссады в Национальном аэропорту Брементон. На рисунке 6-14 показан PAPI (индикатор точного захода на посадку). В нем использованы красный и белый сигнальные цвета на четырех горизонтальных огнях, чтобы указать правильное направление глиссады. Эти четыре горизонтальных светящихся устройства меняют свой цвет, если меняется направление вашей глиссады. Если угол наклона глиссады больше 3.5 градусов, то PAPI выглядит, как четыре белых огня. Если угол наклона глиссады 3 градуса, то два правых огня красные , а два левых - белые. Если угол наклона глиссады меньше 2.5 градусов, то все четыре огня выглядят красными. Розового перехода между цветами нет, как это происходит с двух- или трехстрелочными VASI.
Рисунок 6-14. Это PAPI.
Корректировка глиссады, если вы слишком низко
Итак, предположим, что вы слишком низко. Как вы это исправите?
При первом признаке того, что находитесь слишком низко, добавьте газ. (Не нервничайте, мне нужно, чтобы вы держали себя в руках - это необходимо для посадки). Вы увидите, что темп снижения немного уменьшится, после того, как вы добавили газ, как показано на рисунке 6-4.
Рисунок 6-4 A-УВС и B-тахометр при немного добавленном газе. C-УВС и D-тахометр при немного уменьшенном газе.
Небольшие изменения мощности вызовут небольшие изменения в глиссаде. Регулируйте ее как угодно, но самолет должен попасть на взлетно-посадочную полосу, и выдерживайте скорость захода на посадку в 65 узлов. В идеале ваша глиссада должна привести вас на полосу без многочисленных изменений и искривлений траектории самолета. Ах, если бы этот мир был совершенным, да? Это не так. Поэтому, будьте готовы сделать любые корректировки мощности, необходимые для того, чтобы ваша глиссада привела вас на взлетно-посадочную полосу.
С другой стороны, если вы летите слишком низко, то очень разумным будет добавить газу и оставаться на своей высоте до тех пор, пока вы не займете позицию для нормальной глиссады к полосе. И еще раз, опыт подскажет вам, когда вы будете находиться на позиции снижения мощности и начнете нормальную глиссаду к взлетно-посадочной полосе. Конечно, если вы неправильно оценили расстояние и действительно находитесь слишком низко, то вам нужно набрать высоту. После этого, когда вы будете достаточно высоко для нормальной глиссады на полосу, вы убавите газ и начнете снижаться. Это может быть заход на посадку, похожий на спагетти, но это ваша собственная посадка (однако, вы должны быть готовы к сложному приземлению). Чего бы это ни стоило, вы должны попасть на полосу.
Что вы делаете, если вы слишком высоко? Итак, быстро разберемся с этим. Сейчас давайте рассмотрим, как подготовить самолет к посадке.
Выравнивание
До этих пор вы летели на воображаемом самолете к взлетно-посадочной полосе при скорости окончательного захода на посадку в 65 узлов. Вы могли бы выскочить из настоящего самолета, но только в аварийной ситуации. На скорости в 65 узлов симуляционный самолет находится в положении, минимально подходящем для посадки (это означает - нос самолета приподнят вверх так, что его передняя стойка шасси немного выше основной, и это хорошо). Кроме того, у вас не настолько высокий темп снижения, чтобы на земле оказались только ваши кости, хотя все еще можно повредить настоящий самолет во время посадки. Поэтому, чтобы правильно посадить самолет в любых условиях, вы должны научиться подготовить самолет так, чтобы обеспечить мягкое, безопасное касание земли.
Вы должны начинать выравнивание приблизительно в 10-15 футах над полосой, как показано на рисунке 6-5.
Рисунок 6-5
Когда вы снижаетесь на требуемой скорости захода на посадку, начните выравнивание, подняв нос легким и мягким движением штурвала. Как сильно давить? Еще раз - это дело опыта. Цель - уменьшить угол снижения и снизить скорость для посадки. Теперь самолет может сесть на полосу с меньшим темпом снижения и со слегка поднятым носом. Это обеспечит более мягкое касание земли и будет удерживать переднюю стойку шасси выше основной, как показано на рисунке 6-6.
Рисунок 6-6
Если у вас слишком большая скорость для захода на посадку (превышает больше, чем на 30 процентов скорость сваливания самолета), то, скорее всего, вы будете в равновесии или, возможно, начнете набирать высоту. Это не самое подходящее время. Равновесие означает то, что самолет просто не приземлится. И, несмотря на то, что у вас длинная взлетно-посадочная полоса, это может означать, что вы превратите дорогой самолет в автомобиль-внедорожник, потому что проскочите через изгородь вокруг аэропорта. Если вы будете слишком сильно дергать штурвал, то можете оказаться в 50-100 футах над полосой и без скорости, и без идей. В этом случае, вам нужно добавить газ, немного опустить нос, и снижаться до той точки, где вы сможете снова выполнить маневр. Извините, что говорю это, но практиковать сваливание на высоте в 100 футов над землей, это определенно взрывающая землю идея. (Ох! Вычитается из зарплаты!) Единственный момент, когда самолету разрешается заглохнуть во время захода на посадку - это когда он находится в нескольких дюймах над землей. В таком случае он может упасть всего на несколько дюймов, а это не повредит ни самолету, ни тем, кто на борту. Да, выравнивание требует расчета времени, но есть много возможностей сделать это.
Что вы скажете, если вы в положении выравнивания на высоте 10-15 футов? В настоящем самолете вам на помощь придет периферийное зрение. При обычном обзоре из кабины симулятора вы не сможете ничего увидеть в боковые окна потому, что их нет. (Вы можете попробовать обзор Виртуальной кабины, что позволит вам смотреть во всех направлениях, используя переключатель на верхушке вашего штурвала. Попробуйте!.
На практике даже при нормальном обзоре из кабины вам нужно тренировать свою способность определять высоту над взлетно-посадочной полосой. А пока для помощи вы можете пользоваться высотой полосы (или аэропорта). Предположим, что высота аэропорта - 2787 футов над уровнем моря. Вы можете начинать свой маневр, когда на высотомере указано 2800. Конечно, это просто полезная подсказка, если вы учитесь приземляться на симуляторе. Вы не будете делать этого, когда станете пилотом и будете приземляться на настоящем самолете. Это может заставить нервничать вашего второго пилота.
Есть более остроумная идея, которая поможет вам мягко приземляться, если вам сложно определить момент начала маневра. Когда вы только думаете, что приближаетесь к высоте начала маневра, достаточно прибавьте газ, чтобы замедлить темп снижения до 100 футов в минуту и поддерживайте скорость захода на посадку, как это показано на рисунке 6-7.
Рисунок 6-7
Это похоже на то, как пилоты морской авиации заходят на посадку на блестящие озера, где нет волн. Там сложно оценить высоту над озером, которое блестит, как зеркало. Если выдерживать темп снижения в 100 футов в минуту при скорости захода на посадку, то самолет выполнит приемлемое касание воды (и у него на крыле не окажется форель). Делать подобное на взлетно-посадочной полосе означает, что ваше посадочное расстояние будет больше из-за добавки газа, поэтому удостоверьтесь, что у вас достаточно длинная полоса.
В нормальных условиях вы должны постепенно переходить в режим малого газа, когда начинаете маневр. Затем вы аккуратно поднимаете нос, до положения выравнивания и позволяете самолету сесть на полосу в этом положении. Если вам нужна лучшая идея на тему того, как высоко поднимать нос, попытайтесь поднимать его до показания авиагоризонта в 14 градусов. В этом положении потяните штурвал на себя, чтобы выдерживать нужное положение носа. Как только вы коснетесь земли, отпустите штурвал, чтобы опустить переднюю стойку шасси на полосу (в самолетах есть прямое управление передней стойкой шасси после приземления).
Кроме того, часто бывает, что вы теряете взлетно-посадочную полосу из виду, когда начинаете выполнять маневр. В настоящем самолете вы можете приподняться на кресле, чтобы было лучше видно.
Прекрасно! У вас талант. Конечно, чтобы отлично сделать это, нужно немного искусства, но вы со временем станете мастером в этом деле. Теперь, когда вы усвоили выравнивание, давайте обсудим, как делать это с закрылками. Когда мы используем закрылки? Если самолет слишком высоко, а нам нужно увеличить наш темп или угол снижения. Давайте подробно поговорим о закрылках, прежде чем будем обсуждать посадку самолета с их использованием.
Закрылок над крылышками
Когда-нибудь интересовались, почему крылья больших коммерческих самолетов выпускают алюминиевые штуки перед посадкой или взлетом? Быстрым самолетам нужны маленькие тонкие крылья, чтобы развить молниеносную скорость, нужную для удовлетворения вечно спешащих пассажиров. Проблема маленьких тонких крыльев в том, что они вызывают потерю подъемной силы при малых скоростях. Многие реактивные самолеты должны взлетать и приземляться на скорости почти 200 миль/час, чтобы не перейти безопасную грань перед потерей подъемной силы, поскольку они не могут увеличить и искривить поверхность своих крыльев в достаточной степени, чтобы временно получить низкоскоростное крыло. Однако инженеры решили эту проблему и оснастили крылья закрылками. Выдвигающиеся или убирающиеся закрылки меняют подъемную силу крыльев и характеристики тяги.
Если опускать закрылки, то опускается задний край крыла, как показано на рисунке 6-8.
Рисунок 6-8. Как закрылки меняют изгиб крыла. А - Крылья слегка изогнуты, закрылки подняты. В - крыло изогнуто сильнее.
Подъемная сила крыла увеличивается двумя способами. Первый - опущенный задний край крыла увеличивает угол между линией хорды и относительным ветром. Увеличение угла атаки увеличивает подъемную силу. Второй - опущенный задний край крыла увеличивает изгиб части крыла, поэтому увеличивается скорость воздуха над верхней поверхностью крыла (многие закрылки даже увеличивают поверхность крыла, когда выдвигаются назад и вниз, как в Цессне 172). Из-за увеличения угла атаки и большего изгиба крыла, закрылки обеспечивают большую подъемную силу на данной скорости полета.
По какой причине устанавливают закрылки на маленькие самолеты? Первое и главное, они создают подъемную силу, необходимую для полета на низких скоростях. При посадке вы должны зайти на посадку и коснуться земли на разумно малой скорости. Вы, конечно, не хотите касаться земли на крейсерской скорости. Такая посадка на большой скорости превратить ваши пневматики в три маленьких облачка дыма. Закрылки позволяют вам зайти на посадку и приземлиться на более низкой скорости, однако, превышающей скорость сваливания.
Более низкая скорость касания земли означает более короткую полосу, которая нужна для остановки. Это очень важно, если взлетно-посадочная полоса короткая. В другом случае, например при сильном ветре, вы можете решить заходить на посадку без закрылков. На низких скоростях с закрылками самолет хуже слушается управления, потому что системы управления не настолько чуткие. Давайте посмотрим насколько эффективно закрылки увеличивают подъемную силу по показаниям датчика скорости полета ( как показано на рисунке 6-9).
Рисунок 6-9. Диапазон скорости с закрылками. А - закрылки выдвинуты - 53 узла (начало белой дуги). В - без закрылков - 60 узлов (начало зеленой дуги).
Начало белой дуги (В) считается скоростью потери подъемной силы при неработающих двигателях с полными закрылками (в неускоряемом полете при полном весе самолета). Это скорость, при которой самолет теряет подъемную силу с полностью выпущенными закрылками, отключенным двигателем и выпущенным шасси. На рисунке 6-9 самолет полетит, при скорости ветра над крыльями в 53 узла, если они ниже своего критического угла атаки.
Высокая скорость на конце белой дуги - это максимальная скорость, при которой можно лететь с полностью выпущенными закрылками. Полет при более высокой скорости может повредить закрылки. В этом примере вы не можете допустить, чтобы датчик показывал более 107 узлов с выпущенными закрылками (однако некоторые самолеты позволяют вам лететь на большой скорости с частично выпущенными закрылками). Неисправности во время полета или погнутые крылья самолета - нехорошее дело, даже если расходы возмещаются (вы поймете насколько это нехорошо, когда получите счет за ремонт крыльев).
Обратите внимание, что белая дуга (В) начинается со скорости, на семь узлов меньшей, чем зеленая дуга (А). Раньше мы выучили, что зеленая дуга соответствует скорости отключения двигателя с убранными закрылками (шасси тоже спрятано). Для этого самолета скорость ветра проходящего над крыльями должна быть 60 узлов или больше, чтобы лететь с втянутыми закрылками. С полностью выдвинутыми закрылками вы можете касаться земли на более низкой скорости - на семь узлов меньшей, чтобы быть точным (скорость полета с полностью выпущенными закрылками на датчике скорости означает, что самолет летит с максимально допустимым весом).
Но, как говорят: "Тот, кто плохо сеет, соберет плохой урожай". Другими словами, вы не получите чего-то из ничего. Закрылки обеспечивают вам подъемную силу, но они также увеличивают сопротивление. Полностью выпущенные закрылки создают низкоскоростное крыло. Попробуйте ускориться, и в определенной точке сопротивление сведет на нет ваши усилия. К счастью, в первой части полета с закрылками обычно подъемная сила больше сопротивления. А во второй части - сопротивление больше подъемной силы. Вот почему в некоторых руководствах по полетам рекомендуется всего 10-25 градусов угла наклона закрылков для взлета на коротких полях (обычно это одна-две отметки на ручной системе закрылков).
Если вы находитесь слишком высоко при заходе на посадку, вы можете выбрать режим полностью выдвинутых закрылков, чтобы увеличить сопротивление самолета. Обычно закрылки используют только для снижения по схеме движения, а не тогда, когда снижаются с крейсерской скоростью. Кроме того, снижение на крейсерской скорости более эффективное и быстрое на высоких скоростях, так как сопротивление больше. Если вы хотите снижаться с закрылками с крейсерской скорости, вам нужно замедлить самолет до скорости меньшей, чем максимальная скорость выпуска закрылков (верх белой дуги) прежде, чем их выпускать. Это неудобно. Самолет может снижаться быстрее на крейсерской скорости при сниженной мощности, и вы попадете в свой пункт назначения быстрее.
Поскольку закрылки обеспечивают увеличение подъемной силы на малых скоростях, давайте хорошо подумаем, зачем и когда их выпускают в воздухе. Если вы выполняете заход на посадку с полностью выпущенными закрылками, и вам необходимо уйти на второй круг (отказаться от посадки, набрать высоту и снова зайти на посадку), не убирайте закрылки немедленно! Это может подействовать так, будто кто-то оторвал часть вашего крыла на низкой скорости. Такое резкое и часто приводящее к нехорошим последствиям действие может привести к тому, что у вас остановится двигатель раньше, чем вы сможете ускориться до безопасной скорости. Сначала дайте полный газ, а затем уберите закрылки. В самолетах с выпуском закрылков на 30-40 градусов уберите закрылки до их позиции "меньшее сопротивление/максимальная подъемная сила". Обычно эта позиция находится на половине пути движения закрылков (в зависимости от самолета). В самолетах с тремя позициями закрылков, управляемых вручную, сначала втяните закрылки на одну позицию, а затем на следующие две, как только самолет начнет ускоряться.
Типы Закрылков
1. Простые Закрылки подвешиваются на простых опорах. Задняя кромка крыла просто отклоняется вниз. Простые закрылки обычны на небольших самолетах, потому что они просты и недороги в обслуживании.
2. Подкрылки и Простые Щитки отклоняются (свисают) от задней кромки крыла, но верхняя часть профиля не перемещается. Эффект это дает почти такой же, как и установка простых закрылков.
3. Щелевые Закрылки работают почти также как и простые. Но, отклоняясь, они оставляют щель между крылом и закрылком, позволяя воздуху перетекать с нижней поверхности крыла на верхнюю часть закрылка. Это ускоряет течение воздуха над крылом, уменьшая давление над ним. Этот эффект драматически повышает подъемную силу, особенно на малых скоростях. В зависимости от количества щелей бывают однощелевые, двухщелевые и трехщелевые закрылки.
4. Закрылки Фаулера - это наиболее сложное и эффективное устройство. Они, отклоняясь, перемещаются вниз и назад, увеличивая и площадь крыла, и его кривизну. Тяжелые самолеты обычно оснащаются закрылками Фаулера с несколькими щелями.
Посадка с использованием закрылков
Вы можете применять закрылки, используя рукоятку закрылков (рисунок 6-10). (Втягивать закрылки можно, нажимая F6.)
Рисунок 6-10
Так как закрылки изменяют подъемную силу и характеристики сопротивления крыла, будьте готовы корректировать тангаж, чтобы выдерживать требуемую скорость полета. Применение полностью выдвинутых закрылков создает большое сопротивление. Кроме того, это меняет угол тангажа самолета и, для того чтобы выдерживать скорость полета, требуется большее давление на штурвал. Вот как может идти процесс, если вы слишком высоко, и вам нужно выпустить закрылки, чтобы компенсировать это.
Поскольку скорость остановки двигателя при полностью выпущенных закрылках для этого самолета составляет 40 узлов (это там, где начинается белая дуга на датчике скорости полета), вам надо заходить на посадку на немного большей скорости. Запомните, пилоты используют скорость захода на посадку, которая на 30 процентов превышает скорость остановки двигателя самолета данной конфигурации. Давайте в этом примере использовать скорость 60 узлов.
Предположим, что при заходе на посадку без закрылков на скорости 65 узлов, мы увидели, как полоса исчезает за верхней частью панели самолета (рисунок 6-11).
Рисунок 6-11
Это один из признаков того, что вы были слишком высоко, когда заходили на посадку. Теперь пришло время выпустить закрылки. Вы нажимаете выпускаете закрылки на 10 градусов. Кроме того, вы немного усиливаете давление вперед на штурвал, чтобы скорректировать вызванный закрылками подъем носа вверх, а затем снова регулируете угол наклона, чтобы получить скорость окончательного захода на посадку в 53 узла. Не забывайте о равновесии!
Вы выпускаете закрылки еще на 20 градусов, добавляя по 10 градусов, пока закрылки не будут выпущены на 30 градусов (это полный выпуск закрылков для данного самолета). При этом убедитесь, что выдерживаете угол наклона для скорости полета в 60 узлов.
Если использования закрылков достаточно, вы увидите, что взлетно-посадочная полоса перестанет исчезать под самолетом. Кроме того, самолет немного изменит угол тангажа, что улучшит обзор полосы. Темп снижения тоже будет увеличен, а самолет будет лететь с немного меньшим углом тангажа в результате применения закрылков (то есть, с применением закрылков передняя стойка шасси не намного выше основной стойки - дополнительная причина для этого маневра), как показано на рисунке 6-12.
Рисунок 6-12
Одна из первых вещей, которую вы обязательно заметите при использовании закрылков - это то, что темп снижения увеличится. Вот почему выравнивание нужно для того, чтобы это произошло скорее при использовании закрылков. Когда вы на высоте маневра выравнивания, поднимите нос из его настоящего положения до угла наклона в 14 градусов. Сохраняйте это положение до тех пор, пока не коснетесь земли. Да, вы можете услышать сигнал остановки двигателей, когда коснетесь земли, но это нормально, так как вы всего в нескольких дюймах над землей.
Так зачем использовать закрылки? Они позволяют вам касаться полосы на более низких скоростях, это значит, что самолету не нужно тратить меньше энергии при остановке. Кроме того, закрылки пригодятся, если вы заходите на посадку на слишком большой высоте. И они также полезны при посадке с препятствиями или на короткую взлетно-посадочную полосу.
Урок 7: Ваш первый одиночный полет
Одно из самых больших удовольствий для инструктора полетов - это когда его ученик летит самостоятельно. Поскольку вы - мой ученик, то я получаю огромное удовольствие от вашего самостоятельного полета на этом уроке.
В вашем обучении наступил момент, когда силу вашего характера будут проверять металлом, так как вы пролетите самостоятельно на Цессне 172 вокруг аэропорта по схеме движения. Один. Самостоятельно. Без сопровождения. Соло.
Давайте выясним, что происходит в одиночном полете. Вы будете лететь самостоятельно, без прямой помощи от меня, вашего инструктора. Это не значит, что вам надо лететь ближе к земле, и не значит, что в самолете вы будете петь без музыкального сопровождения, хотя вы, конечно, можете сделать это, если будет вдохновение. Как вы будете развлекать себя, когда меня не будет рядом - это ваше дело. Я бы предложил на ваше рассмотрение арию из классической оперы - "О, Солe мио!"
На этом уроке ваши действия в полете зависят только от вас. Я, однако, буду говорить с вами по радио, поэтому я могу выступать для вас в роли звуковой волны.
Чтобы сделать этот урок более значительным, я буду передавать указания о том, где и когда надо маневрировать самолетом. Все, что вам нужно сделать - это применить те авиационные знания, которые вы уже имеете. Поскольку я буду говорить с вами по радио, то я скажу, когда вам будет разрешен взлет и дам вам курс и высоту полета, который приведет вас назад к приземлениию в том аэропорту, из которого вы вылетели. Я поведу вас по левосторонне прямоугольной схеме движения ("коробочке"), которая заканчивается посадкой на взлетно-посадочной полосе 19.
Вы начнете этот урок, заняв позицию на взлетно-посадочной полосе 19 в аэропорту Брементон. Перед взлетом вы можете слышать отдаленный звук отбойного молотка. Не беспокойтесь, никто не ремонтирует полосу. Это всего лишь звук биения вашего сердца, и это совершенно нормально. Это восхитительное событие и вы должны быть в восхищении. Когда вы будете готовы, я скажу вам отпустить тормоза, дать газ и разгоняться. На скорости 55 узлов вы поднимете нос на 10 градусов в положение начального набора высоты (рисунок 7-1).
Рисунок 7-1
Затем вы немного скорректируете угол тангажа, чтобы получить скорость набора высоты в 80 узлов.
В этот момент, если вы захотите обронить несколько слов - "Пожалуйста, выпустите меня!" это будет уместно, и никто вас не осудит.
Вы набираете высоту на скорости 80 узлов, курс 190 градусов (рисунок 7-2) до высоты 1500 футов, где нужно выровняться.
Рисунок 7-2
Вам будет нужно скорректировать мощность, чтобы выдерживать скорость полета меньше 100 узлов и убедиться в том, что самолет правильно оттримирован. Запомните, несбалансированный самолет означает, что вам надо использовать дополнительную мускульную силу для полета на нем. Если вы хотите накачать большие бицепсы, то делайте это в спортивном зале, а не в самолете. Никогда не сражайтесь со своим самолетом.
Я жду от вас, что в одиночном полете вы будете придерживаться высоты ±100 футов; скорости полета ±10 узлов; курса ±10 градусов и требуемого тангажа в пределах ±3 градуса. Кроме того, мне хотелось бы, чтобы угол вашего поворота не превышал 20 градусов. Поэтому старайтесь и выдерживайте угол крена в пределах 10-20 градусов. Я знаю, что в этот момент вашего обучения на ваши навыки можно положиться.
Как только вы выровняетесь на высоте 1500 футов, а самолет стабилизируется в горизонтальном полете, вам надо будет выполнить поворот влево на 90 градусов на курс 100 градусов (рисунок 7-3).
Рисунок 7-3
Это участок полета по "коробочке" после первого разворота, мы обсудим это позже на уроках Пилот-любитель. Помните, что взлетно-посадочная полоса в этот момент где-то за вашим левым плечом. Несмотря на то, что у вас старая, но серьезная футбольная травма, из-за которой оба ваших плеча стали правыми, вы, наверное, сможете посмотреть налево и увидеть полосу (рисунок 7-4).
Рисунок 7-4
Если вы хотите увидеть взлетно-посадочную полосу, посмотрите наружу.
Когда я скажу, вам надо будет выполнить следующий поворот на 90 градусов влево на курс 010 градусов. После этого вы будете лететь в направлении, противоположном направлению взлета, а полоса будет где-то слева от вас (рисунок 7-5).
Рисунок 7-5
Поскольку мы взлетали против ветра (upwind leg), сейчас вы будете лететь по ветру. Вот почему этот участок полета называется downwind leg. Вы не думаете, что это легко? Снова посмотрите налево, и посмотрим, сможете ли вы найти взлетно-посадочную полосу.
Когда самолет будет на подходе к посадочному полю (считаем, что полоса, на которую вы должны приземлиться находится со стороны вашего левого крыла, как показано на рисунке 7-6), я хочу, чтобы вы выпустили закрылки на 10 градусов и готовились к посадке.
Рисунок 7-6
Сейчас не беспокойтесь о корректировке мощности. Просто выпустите закрылки и отрегулируйте угол тангажа, чтобы удерживать самолет в горизонтальном полете на высоте 1500 футов. Затем немного отклоните от себя штурвал. Пусть скорость полета немного упадет. В данный момент меня не волнует то, что вы должны придерживаться определенной скорости полета.
Один из самых важных моментов по поводу применения закрылков в этой позиции - то, что это позволит вам лучше видеть перед носом самолета. Это хорошо, потому что если вы собираетесь приземляться, очень полезно видеть взлетно-посадочную полосу. В настоящем самолете выпуск закрылков на 10 градусов помогает пилотам смотреть перед носом самолета.
Поскольку скорость самолета меньше 110 узлов, вы можете выпускать закрылки на 10 градусов и не беспокоиться о том, что случится с самолетом. Применение закрылков на слишком высокой скорости может повредить их. Закрылки могут повредить и вас, и самолет, и это станет такой трагедией, что кого-то посетит вдохновение написать о вас песню.
Теперь вы приближаетесь к позиции, где надо будет сделать следующий поворот влево на 90 градусов. Когда придет время, я скажу вам повернуть влево на курс 280 градусов, как показано на рисунке 7-7.
Рисунок 7-7
Выполните поворот при 20 градусах крена и удерживайте самолет в горизонтальном полете до тех пор, пока я не скажу вам снижаться для посадки. Эта позиция будет базой, с которой мы начнем готовиться к посадке самолета. Вот почему этот участок нашей схемы называется base leg. Похоже, что у меня есть ответы на все вопросы, да? Это почти создало мне проблемы, когда я был ребенком.
Когда вы будете в позиции последнего поворота, который выведет вас на взлетно-посадочную полосу, я скажу вам выполнить последний поворот влево на 90 градусов на курс 190 градусов (рисунок 7-8).
Рисунок 7-8
Вы окажетесь на курсе окончательного захода на посадку. Вы должны увидеть взлетно-посадочную полосу прямо перед собой (рисунок 7-9). В этот момент вы должны решить, когда будете замедлять самолет и начинать снижение для посадки. Делайте все, что нужно с мощностью и закрылками, чтобы посадить этот самолет так, как вы делали на предыдущих уроках. Я оставляю все это на ваше усмотрение, поскольку это ваш первый одиночный полет. Обязательно воспользуйтесь VASI , это поможет вам выбрать правильную траекторию.
Рисунок 7-9
Если бы это был настоящий полет, то вы бы увидели крошечных людей, стоящих возле взлетно-посадочной полосы и приветствующих вас. Поэтому просто представьте себе, что видите, как я внизу жду вашего прибытия и безопасной посадки. Я больше не хочу много говорить. Это ваше дело. Но, чтобы вы ни делали, не начинайте петь песню Элвиса Пресли: "Я так одинок, что могу заплакать."
Когда вы приземлитесь, услышите мои поздравления с хорошо сделанной работой. Конечно, я жду от вас нескольких строк из Фрэнка Синатры: "Я сделал это по-своему."
Одиночные полеты и низ рубашки
Никто точно не знает, откуда пошла традиция обрезать низ рубашки у оперившегося студента, но этот обычай все еще практикуется тысячами инструкторов по поводу первого одиночного полета студента. Некоторые говорят, что это пошло из прошлых дней, когда инструктор сидел на заднем сиденье, а студент на переднем. Чтобы привлечь внимание студента, инструктору приходилось дергать его за низ рубашки. В одиночных полетах нет инструктора, поэтому не надо дергать за рубашку.
Это смешной обычай, и нет ничего, что заставляет меня, как инструктора гордиться больше, чем то, что я вижу, как мой ученик впервые покоряет небеса в одиночку.
Итак, это ваше соло. Сделайте это хорошо, и я буду гордиться. Если вы добьетесь успеха, то распечатайте свой соло-сертификат в конце полета. Будете считать, что это низ рубашки, отрезанный в ознаменование такого замечательного события.
