Jump to content

Реверс тяги

(Перенаправлено из «Обратной тяги »)
Реверсоры тяги установлены на двигателе CFM56 самолета Airbus A321.

Реверс тяги , также называемый обратной тягой , представляет собой временное отклонение авиационного двигателя , тяги чтобы он действовал против движения самолета вперед, обеспечивая замедление . установлены системы реверса тяги, На многих реактивных самолетах которые помогают снизить скорость сразу после приземления, уменьшая износ тормозов и позволяя сократить посадочную дистанцию. Такие устройства существенно влияют на самолеты и считаются важными для безопасности полетов авиакомпаний . Имели место аварии с системами реверса тяги, в том числе со смертельным исходом.

Обратная тяга также доступна на многих винтовых самолетах за счет поворота винтов регулируемого шага на отрицательный угол. Эквивалентная концепция для корабля называется кормовым движением .

Принцип и использование

[ редактировать ]
Полуразвернутый мишенного типа реверс двигателя RB.199 для Panavia Tornado , одного из очень немногих истребителей с реверсом тяги.

Разворот при посадке состоит из приземления, доведения самолета до скорости руления и, в конечном итоге, до полной остановки. Однако большинство коммерческих реактивных двигателей продолжают создавать тягу в прямом направлении даже на холостом ходу, препятствуя замедлению самолета. [1] Тормоза шасси большинства современных самолетов в нормальных условиях достаточны, чтобы остановить самолет самостоятельно, но в целях безопасности и для уменьшения нагрузки на тормоза. [2] другой метод замедления может быть полезным. В сценариях, связанных с плохой погодой, когда такие факторы, как снег или дождь на взлетно-посадочной полосе, снижают эффективность тормозов, а также в чрезвычайных ситуациях, таких как прерванный взлет , [3] эта потребность более выражена. [4]

Простой и эффективный метод — изменить направление потока выхлопных газов реактивного двигателя на противоположное и использовать мощность самого двигателя для замедления. В идеале обратный поток выхлопных газов должен быть направлен прямо вперед. [5] Однако по аэродинамическим причинам это невозможно, и используется угол 135 °, что приводит к меньшей эффективности, чем было бы возможно в противном случае. Реверс тяги также можно использовать в полете для снижения скорости полета, хотя это нетипично для современных самолетов. [6] В реактивных двигателях используются три распространенных типа систем реверса тяги: мишенная система, грейферная система и система холодного потока. Некоторые винтовые самолеты, оснащенные винтами изменяемого шага, могут реверсировать тягу, изменяя шаг лопастей винта. Такие устройства есть на большинстве коммерческих авиалайнеров, и они также находят применение в военной авиации. [5]

Типы систем

[ редактировать ]

Малые самолеты обычно не имеют систем реверса тяги, за исключением специализированных применений. С другой стороны, большие самолеты (весом более 12 500 фунтов) почти всегда имеют возможность реверса тяги. Поршневые двигатели , турбовинтовые и реактивные самолеты могут быть оснащены системами реверса тяги.

Винтовые самолеты

[ редактировать ]
Винты изменяемого шага самолета E-2C Hawkeye

Самолеты с винтовыми двигателями создают обратную тягу за счет изменения угла наклона винтов регулируемого шага так, что винты направляют тягу вперед. Эта функция обратной тяги стала доступной с разработкой гребных винтов регулируемого шага, которые изменяют угол лопастей гребного винта для эффективного использования мощности двигателя в широком диапазоне условий. Реверс тяги создается при уменьшении угла наклона винта от малого до отрицательного. Это называется бета-позицией. [7]

В то время как самолеты с поршневыми двигателями, как правило, не имеют обратной тяги, турбовинтовые самолеты обычно имеют ее. [8] Примеры включают PAC P-750 XSTOL , [9] Cessna 208 Caravan и Pilatus PC-6 Porter .

Одним из особых применений реверсивной тяги является ее использование на многомоторных гидросамолетах и ​​летающих лодках . Эти самолеты при приземлении на воду не имеют обычного метода торможения и должны полагаться на слалом и / или обратную тягу, а также на сопротивление воды, чтобы замедлиться или остановиться. Кроме того, обратная тяга часто необходима для маневрирования на воде, где она используется для резких разворотов или даже движения самолета задним ходом - маневров, которые могут оказаться необходимыми для выхода из причала или пляжа. [ нужна ссылка ]

Реактивный самолет

[ редактировать ]
Продолжительность: 30 секунд.
Развертывание реверсора тяги целевого типа

На самолетах с реактивными двигателями реверс тяги достигается за счет направления реактивной струи вперед. Двигатель не работает и не вращается задним ходом; вместо этого используются устройства реверса тяги, чтобы блокировать взрыв и перенаправлять его вперед. Двигатели с высокой степенью двухконтурности обычно меняют тягу, изменяя только направление воздушного потока вентилятора, поскольку большая часть тяги создается этой секцией, а не активной зоной. Обычно используются три системы реверса тяги реактивных двигателей: [6]

Внешние типы

[ редактировать ]
Реверс тяги Target типа «ковш» установлен на двигателях Tay самолета Fokker 100.

Целевой реверсор тяги использует пару дверей с гидравлическим приводом ковшовых или грейферных для изменения направления потока горячего газа. [1] Для прямой тяги эти створки образуют ходовое сопло двигателя. В оригинальной реализации этой системы на 707 Боинге [10] Два реверсивных ковша, которые до сих пор распространены, были шарнирно закреплены, поэтому при раскрытии они блокировали поток выхлопных газов назад и перенаправляли его вперед. Реверс этого типа виден в задней части двигателя во время развертывания. [6]

Внутренние типы

[ редактировать ]
Открыта выпускная решетка грейфера (подвесной двигатель) на Rolls-Royce Conway турбовентиляторном двигателе VC10.

Внутренние реверсоры тяги используют дефлекторы внутри кожуха двигателя для перенаправления воздушного потока через отверстия в боковой части гондолы. [1] В турбореактивных и двухконтурных турбовентиляторных двигателях со смешанным потоком в одном типе используются дефлекторы с пневматическим приводом грейферные для перенаправления выхлопных газов двигателя. [6] [5] Реверсивные воздуховоды могут быть оснащены каскадными лопатками для дальнейшего перенаправления воздушного потока вперед. [5]

Реверс тяги холодного потока с поворотной дверью на CFM-56 двигателях самолета Finnair Airbus A340-300.
Реверсор тяги типа «холодный поток» устанавливается на Боинг 777-300.

В отличие от двух типов, используемых в турбореактивных двигателях и турбовентиляторных двигателях с малым байпасом, во многих турбовентиляторных двигателях с большим байпасом используется реверс холодного потока . В этой конструкции дефлекторы размещаются в перепускном канале для перенаправления только той части воздушного потока из секции вентилятора двигателя, которая обходит камеру сгорания . [4] Такие двигатели, как версии CFM56 A320 и A340, направляют воздушный поток вперед с помощью реверсора с поворотной дверцей, аналогичного внутренней раскладушке, используемой в некоторых турбореактивных двигателях. [11] В каскадных реверсах используется каскад лопастей, открытый втулкой по периметру мотогондолы , которая скользит назад с помощью пневматического двигателя. При нормальной работе лопатки обратной тяги заблокированы. При выборе система складывает двери, чтобы заблокировать выходное сопло холодного потока и перенаправить этот поток воздуха на лопатки каскада. [6]

В реверсорах с холодным потоком выхлоп из камеры сгорания продолжает создавать прямую тягу, что делает эту конструкцию менее эффективной. [1] [6] Он также может перенаправить поток выхлопных газов, если оснащен спойлером с горячим потоком. [5] Каскадная система холодного потока известна своей структурной целостностью, надежностью и универсальностью, но может быть тяжелой и ее трудно интегрировать в гондолы, в которых размещены большие двигатели. [12]

Операция

[ редактировать ]
Рычаги реверса тяги впереди основных рычагов, на Боинге 747-8.

В большинстве конфигураций кабины реверс тяги устанавливается, когда рычаги управления двигателем находятся в режиме холостого хода, оттягивая их еще дальше назад. [1] Реверс тяги обычно применяется сразу после приземления, часто вместе со интерцепторами , чтобы улучшить замедление на ранних этапах разбега при посадке, когда остаточная аэродинамическая подъемная сила и высокая скорость ограничивают эффективность тормозов, расположенных на шасси. Реверс тяги всегда выбирается вручную, либо с помощью рычагов, прикрепленных к рычагам тяги , либо путем перемещения рычагов тяги в «затвор» обратной тяги.

Раннее торможение, обеспечиваемое реверсом, может уменьшить крен при посадке на четверть и более. [5] Однако правила предписывают, чтобы самолет мог приземлиться на взлетно-посадочную полосу без использования реверса тяги, чтобы получить сертификат на посадку там в рамках регулярных рейсов авиакомпаний.

Как только скорость самолета снижается, обратная тяга отключается, чтобы обратный поток воздуха не выбрасывал мусор перед воздухозаборниками двигателя, где он может проглотиться, что приведет к повреждению посторонних предметов . Если того требуют обстоятельства, реверс тяги можно использовать до полной остановки или даже для обеспечения тяги, толкающей самолет назад, хотя авиационные буксиры или буксиры для этой цели чаще используются . Когда обратная тяга используется для отталкивания самолета от ворот, этот маневр называется пауэрбэком . Некоторые производители предостерегают от использования этой процедуры во время гололеда, поскольку использование обратной тяги на земле, покрытой снегом или слякотью, может привести к тому, что слякоть, вода и антиобледенители взлетно-посадочной полосы попадут в воздух и прилипнут к поверхностям крыльев. [13]

Если полная мощность реверса тяги нежелательна, реверс тяги можно использовать с дроссельной заслонкой, установленной на мощность меньше полной, даже до мощности холостого хода, что снижает нагрузку и износ компонентов двигателя. двигателей Реверс тяги иногда выбирается на двигателях, работающих на холостом ходу, чтобы устранить остаточную тягу, особенно в условиях гололеда или скользкой поверхности, а также когда реактивная струя может привести к повреждению. [ нужна ссылка ]

Работа в полете

[ редактировать ]
Вихрь , видимый при использовании Powerback, на Boeing C-17 Globemaster III.

Некоторые самолеты, особенно российские и советские , могут безопасно использовать реверс тяги в полете, хотя большинство из них имеют винтовой привод. Однако многие коммерческие самолеты не могут этого сделать. Использование реверса тяги в полете имеет ряд преимуществ. Это позволяет быстро замедляться, обеспечивая быстрое изменение скорости. Он также предотвращает увеличение скорости, обычно связанное с крутыми пикированиями, позволяя быстро терять высоту , что может быть особенно полезно в агрессивных средах, таких как зоны боевых действий, и при крутых заходах на посадку. [ нужна ссылка ]

Серия авиалайнеров Douglas DC-8 была сертифицирована для работы с обратной тягой в полете с момента ввода в эксплуатацию в 1959 году. Безопасный и эффективный для облегчения быстрого снижения на приемлемых скоростях, он, тем не менее, вызывал значительную тряску самолета, поэтому фактическое использование на пассажирских рейсах было менее распространенным. и чаще встречается на грузовых и паромных рейсах, где комфорт пассажиров не имеет значения. [14]

Hawker Siddeley Trident , авиалайнер на 120–180 мест, был способен снижаться со скоростью до 10 000 футов/мин (3050 м/мин) за счет использования реверсивной тяги, хотя эта возможность использовалась редко.

Сверхзвуковой авиалайнер «Конкорд» мог бы использовать обратную тягу в воздухе для увеличения скорости снижения. Использовались только бортовые двигатели, а двигатели переводились в режим обратного холостого хода только в дозвуковом полете и когда самолет находился на высоте ниже 30 000 футов (9 100 м). Это увеличит скорость снижения примерно до 10 000 футов/мин (3 000 м/мин). [ нужна ссылка ]

Boeing C-17 Globemaster III — один из немногих современных самолетов, использующих в полете реверс тяги. Самолет, произведенный компанией Boeing, способен в полете использовать реверс тяги на всех четырех двигателях для облегчения крутого тактического снижения со скоростью до 15 000 футов/мин (4600 м/мин) в боевых условиях (скорость снижения чуть более 170 миль в час или 274 км/ч). Lockheed C-5 Galaxy , представленный в 1969 году, также имеет возможность реверса в полете, но только на бортовых двигателях. [15]

Saab 37 Viggen (выведенный из эксплуатации в ноябре 2005 года) также имел возможность использовать реверсивную тягу как перед приземлением, чтобы сократить необходимую взлетно-посадочную полосу, так и при рулении после приземления, что позволяло многим шведским дорогам использоваться в качестве взлетно -посадочных полос во время войны .

Учебный самолет «Шаттл» , сильно модифицированный Grumman Gulfstream II , использовал обратную тягу в полете, чтобы имитировать аэродинамику космического корабля «Шаттл» , чтобы астронавты могли отрабатывать приземления. Похожий метод был использован на модифицированном Ту-154, который имитировал российский космический корабль «Буран» . [ нужна ссылка ]

Эффективность

[ редактировать ]

Величина тяги и вырабатываемой мощности пропорциональны скорости самолета, что делает обратную тягу более эффективной на высоких скоростях. [2] [ самостоятельно опубликованный источник? ] Для максимальной эффективности его следует применять сразу после приземления. [1] При активации на низких скоростях повреждение посторонним предметом возможно . Существует некоторая опасность того, что самолет с включенными реверсорами тяги на мгновение снова оторвется от земли из-за эффекта обратной тяги и эффекта подъема носа от интерцепторов . На самолетах, подверженных такому происшествию, пилоты должны позаботиться о том, чтобы занять устойчивое положение на земле, прежде чем применять реверс тяги. [2] Если применить его до того, как носовое колесо коснется земли, существует вероятность асимметричного раскрытия, вызывающего неконтролируемое отклонение от курса в сторону большей тяги, поскольку управление самолетом с помощью носового колеса является единственным способом сохранить контроль над направлением. путешествия в этой ситуации. [1]

Режим реверса тяги используется только в течение части времени эксплуатации самолета, но сильно влияет на него с точки зрения конструкции , веса, обслуживания , характеристик и стоимости. Штрафы значительны, но необходимы, поскольку они обеспечивают останавливающее усилие для увеличения запаса безопасности, контроль направления во время разворотов при посадке, а также помогают при прерванном взлете и наземных операциях на загрязненных взлетно-посадочных полосах, где нормальная эффективность торможения снижается. Авиакомпании считают системы реверса тяги жизненно важной частью достижения максимального уровня безопасности эксплуатации самолетов . [12]

[ редактировать ]

Использование реверса тяги в полете напрямую способствовало крушению нескольких самолетов транспортного типа:

  • 4 июля 1966 года самолет Douglas DC-8-52 авиакомпании Air New Zealand с регистрационным номером ZK-NZB разбился при взлете во время обычного тренировочного полета из международного аэропорта Окленда из-за реверсивной тяги, примененной во время имитации отказа самолета №. 4 двигателя на взлете. В результате крушения погибли двое из пяти членов экипажа на борту. [16]
  • 11 февраля 1978 года рейс 314 авиакомпании Pacific Western Airlines , Боинг 737-200 , разбился при выполнении прерванной посадки в аэропорту Крэнбрук . Левый реверсор не был уложен должным образом; он развернулся во время набора высоты, в результате чего самолет покатился влево и ударился о землю. Из 44 пассажиров и 5 членов экипажа выжили только 6 пассажиров и бортпроводник.
  • 9 февраля 1982 года рейс 350 Japan Airlines разбился на расстоянии 1000 футов (300 м) от взлетно-посадочной полосы в токийском аэропорту Ханэда после намеренного применения реверса тяги на двух из четырех двигателей Douglas DC-8 психически неуравновешенным капитаном, в результате чего погибло 24 пассажира. [17] [18] [19]
  • ВВС США 29 августа 1990 года самолет Lockheed C-5 Galaxy разбился вскоре после взлета с авиабазы ​​Рамштайн в Германии . Когда самолет начал подниматься за пределы взлетно-посадочной полосы, внезапно сработал один из реверсоров тяги. Это привело к потере управления самолетом и последующей катастрофе. Из 17 человек, находившихся на борту, четверо выжили.
  • 26 мая 1991 года на Lauda Air Flight 004 авиакомпании самолете Боинг 767-300ER произошел неконтролируемый срабатывание реверсора тяги левого двигателя, в результате чего авиалайнер перешел в быстрое пикирование и развалился в воздухе. [20] Все 213 пассажиров и 10 членов экипажа погибли.
  • 31 октября 1996 года компании TAM Linhas Aéreas , самолет Fokker 100 рейс 402 , разбился вскоре после взлета из международного аэропорта Конгоньяс-Сан-Паулу , Сан-Паулу , Бразилия , в результате чего пострадали два многоквартирных дома и несколько домов. В результате крушения погибли все 90 пассажиров и 6 членов экипажа, а также 3 человека на земле. Причиной катастрофы стало несанкционированное срабатывание неисправного реверсора тяги на правом двигателе вскоре после взлета.
  • 10 февраля 2004 года рейс 7170 компании Kish Air , выполнявший самолет Fokker 50 , разбился при подлете к международному аэропорту Шарджи . В общей сложности 43 из 46 пассажиров и членов экипажа на борту погибли. Следователи установили, что пилоты преждевременно перевели винты в режим реверса тяги, в результате чего они потеряли управление самолетом.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Федеральное управление гражданской авиации (1 сентября 2011 г.). Справочник по полетам на самолете: Faa-h-8083-3a . Skyhorse Publishing Inc., стр. 635–638. ISBN  978-1-61608-338-0 . Проверено 9 июля 2013 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с Фил Краучер (1 марта 2004 г.). Профессиональные пилотные исследования JAR . Лулу.com. стр. 3–23. ISBN  978-0-9681928-2-5 . Проверено 11 июля 2013 г. [ самостоятельный источник ]
  3. ^ «Как экипажи реактивных самолетов принимают решение «гонять/не ехать» во время взлета» .
  4. ^ Перейти обратно: а б Клэр Соарес (1 апреля 2011 г.). Газовые турбины: Справочник по применению в воздухе, на суше и на море . Баттерворт-Хайнеманн. стр. 315–319, 359. ISBN.  978-0-08-055584-3 . Проверено 11 июля 2013 г.
  5. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Берни МакИсаак; Рой Лэнгтон (6 сентября 2011 г.). Газотурбинные двигательные установки . Джон Уайли и сыновья. стр. 152–155. ISBN  978-0-470-06563-1 . Проверено 11 июля 2013 г.
  6. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Реверс тяги» . Двигательная установка Purdue AAE . Проверено 10 июля 2013 г.
  7. ^ «Обратная тяга: остановиться стильно» . 3 января 2017 г.
  8. ^ FAA: Справочник по полетам самолетов (FAA-H-8083-3B) Глава 14: Переход на самолеты с турбовинтовыми двигателями
  9. ^ «Технические характеристики P-750 XSTOL» . Тихоокеанская аэрокосмическая компания . Проверено 9 сентября 2013 г.
  10. ^ "Реактивный стратолайнер Boeing". Популярная наука , июль 1954 г., с. 24.
  11. ^ Линке-Дизингер, Андреас (2008). «Глава 8: Системы реверса тяги». Системы коммерческих турбовентиляторных двигателей: введение в функции систем . Шпрингер Берлин Гейдельберг. дои : 10.1007/978-3-540-73619-6_8 . ISBN  978-3-540-73618-9 .
  12. ^ Перейти обратно: а б Скотт К. Эсбери; Джеффри А. Йеттер (2000). Статические характеристики шести инновационных концепций реверса тяги для дозвуковых транспортных средств: краткое изложение программы испытаний инновационного реверса тяги НАСА в Лэнгли . Издательство Диана. стр. 1–2. ISBN  978-1-4289-9643-4 . Проверено 10 июля 2013 г.
  13. ^ «Безопасные зимние операции» . Корпорация Боинг
  14. ^ Хамид, Хедаят У.; Маргасон, Ричард Дж.; Харди, Гордон (июнь 1995 г.). «Сервер технических отчетов НАСА (NTRS)» (PDF) .
  15. ^ Рогоуэй, Тайлер (31 августа 2015 г.). «Каково это — летать на самом большом реактивном самолете Америки, гигантской галактике C-5» . jalopnik.com . Проверено 3 апреля 2018 г.
  16. ^ «Авиакатастрофа ASN Douglas DC-8-52 ZK-NZB в международном аэропорту Окленда (AKL)» .
  17. ^ «База данных о происшествиях: Краткий обзор происшествий 02091982» . airdisaster.com . Архивировано из оригинала 2 мая 2008 года . Проверено 3 апреля 2018 г. {{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  18. ^ Стоукс, Генри Скотт. « Сообщение о драке в кабине самолета, разбившегося в Токио », The New York Times . 14 февраля 1982 г. Проверено 10 ноября 2011 г.
  19. ^ «Беспокойный пилот» . Время . 1 марта 1982 года. Архивировано из оригинала 2 мая 2008 года . Проверено 10 ноября 2011 г.
  20. ^ «26 мая 1991 г. - Лауда 004» . Tailstrike.com: База данных диктофонов кабины экипажа . 23 сентября 2004 г. Проверено 14 декабря 2006 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 68306a3abd97e6c43e77e4776e066865__1722136620
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/68/65/68306a3abd97e6c43e77e4776e066865.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Thrust reversal - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)