Фугоид
В авиации фугоид или фугоид ( / ˈ f juː ɡ ɔɪ d / ) — это движение самолета, при котором транспортное средство поднимается вверх и поднимается, а затем наклоняется и опускается, сопровождаясь ускорением и замедлением по мере движения «под гору» и «в гору». Это один из основных режимов динамики полета самолета , (к другим относятся короткопериод , оседание по крену голландский крен и расхождение по спирали ).
Подробное описание
[ редактировать ]Фугоид имеет почти постоянный угол атаки , но изменяющийся шаг , вызванный повторяющейся сменой воздушной скорости и высоты . Его можно возбуждать синглетом руля высоты (короткое резкое отклонение с последующим возвратом в центральное положение), что приводит к увеличению тангажа без изменения дифферента по сравнению с крейсерским состоянием. По мере снижения скорости нос самолета опускается за горизонт. Скорость увеличивается, и нос поднимается над горизонтом. Периоды могут варьироваться от 30 секунд для легких самолетов до минут для более крупных самолетов . Сверхлегкие самолеты обычно имеют период фугоида продолжительностью 15–25 секунд, и было высказано предположение, что [ кем? ] что птицы и модели самолетов демонстрируют конвергенцию между фугоидным и короткопериодическим режимами. Классическую модель фугоидного периода можно упростить примерно до (0,85 скорости в узлах ) секунд, но это действительно работает только для более крупных самолетов. [ нужны дальнейшие объяснения ]
Фугоиды часто демонстрируют пилотам-курсантам как пример стабильности скорости самолета и важности правильного триммирования. Когда это происходит, это считается помехой, а в более легких самолетах (обычно с более коротким периодом) это может быть причиной колебаний, вызванных пилотом .
Фугоид, для умеренной амплитуды, [1] происходит при фактически постоянном угле атаки, хотя на практике угол атаки фактически меняется на несколько десятых градуса. Это означает, что угол атаки сваливания никогда не превышается, и можно (на участке цикла <1g) летать на скоростях ниже известной скорости сваливания. Модели свободного полета с крайне нестабильным фугоидом обычно сваливаются или зацикливаются, в зависимости от тяги. [2]
Неустойчивый или расходящийся фугоид вызван, главным образом, большой разницей между углами падения крыла и хвоста. Стабильного, уменьшающегося фугоида можно добиться, построив стабилизатор меньшего размера на более длинном хвосте или, за счет «статической» устойчивости по тангажу и рысканью, сместив центр тяжести назад. [ почему? ] [ нужна ссылка ]
Аэродинамически эффективные самолеты обычно имеют низкое фугоидное демпфирование. [3] : 464
Термин «фугоид» был придуман Фредериком В. Ланчестером , британским аэродинамиком, который первым охарактеризовал это явление. Он получил это слово от греческих слов φυγή и εἶδος , означающих «похожий на бегство», но признал ограниченную уместность этого вывода, учитывая, что φυγή означало бегство в смысле «побега» (как в слове «беглец»), а не средство передвижения. полет. [4]
Авиационные происшествия
[ редактировать ]В 1972 году самолет Fokker F-27 Friendship компании Aero Transporti Italiani , следовавший из Рима Фьюмичино в Фоджи, преодолев высоту 13 500 футов, вошел в зону плохой погоды с местной грозовой активностью. На высоте почти 15 000 футов самолет внезапно потерял высоту 1200 футов, и его скорость упала. У него возникли фугоидные колебания, от которых пилоты не смогли оправиться. Самолет врезался в землю на скорости 340 узлов, в результате чего погибли три члена экипажа и все пятнадцать пассажиров. [5]
В 1975 году в результате катастрофы Тан Шон Нхут C-5 самолет ВВС США C-5 68-0218 с органами управления полетом, поврежденными из-за отказа задней грузовой/герметизирующей двери, столкнулся с фугоидными колебаниями, когда экипаж пытался вернуться на базу, и совершил аварийную посадку в рисовые поля рядом с аэропортом. Из 328 человек, находившихся на борту, 153 погибли, что сделало эту катастрофу самой смертоносной с участием военного самолета США.
В 1985 году рейс 123 Japan Airlines потерял все гидравлическое управление после того, как его вертикальный стабилизатор оторвался из-за отказа кормовой гермошпангоута , и он перешел в фугоидное движение. Хотя экипаж смог поддерживать полет на почти горизонтальном уровне за счет использования мощности двигателя, самолет потерял высоту над горным хребтом к северо-западу от Токио и врезался в гору Такамагахара . Погибло 520 человек, и это остается самой смертоносной катастрофой с участием одного самолета в истории.
В 1989 году у рейса 232 United Airlines произошел неконтролируемый отказ двигателя №2 (хвостового) двигателя, что привело к полному отказу гидравлической системы . Экипаж управлял самолетом только с помощью газа . Подавить фугоидную тенденцию было особенно сложно. [6] Пилоты достигли аэропорта Су-Гейтуэй, но разбились при попытке приземления. Все четыре члена экипажа (один из них был помощником капитана DC-10 в полете в качестве пассажира) и большинство пассажиров выжили.
Еще одним самолетом, который потерял всю гидравлику и испытал фугоид, был DHL , эксплуатируемый Airbus A300B4 , который был сбит ракетой класса «земля-воздух», выпущенной иракскими боевиками во время инцидента с попыткой сбития в Багдаде в 2003 году . Это был первый случай, когда экипаж благополучно посадил транспортный самолет, всего лишь отрегулировав тягу двигателя.
Крушение самолета Helios на солнечной энергии в 2003 году было спровоцировано реакцией на неправильно диагностированное фугоидное колебание, из-за которого в конечном итоге конструкция самолета превысила расчетные нагрузки. [7]
Чесли «Салли» Салленбергер, капитан рейса 1549 US Airways , который упал в реку Гудзон было установлено антифугоидное программное обеспечение. 15 января 2009 года, заявил в разговоре с Google, что приземление могло бы быть менее жестоким, если бы на Airbus A320-214 это не помешало ему вручную получить максимальную подъемную силу в течение четырех секунд до удара о воду. [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чарльз Хэмпсон Грант, Проектирование моделей самолетов и теория полета , Джей, Нью-Йорк, 1941 г.
- ^ Кейт Лаумер, Как проектировать и строить летающие модели , Харпер, Нью-Йорк, 1960 г.
- ^ Стенгель, Роберт Ф. (17 октября 2004 г.). Динамика полета . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-11407-1 . Проверено 6 июля 2022 г.
- ^ Фредерик Уильям Ланчестер, Аэродонетика: второй том полного труда по воздушным полетам (Лондон, Англия: Archibald Constant Co. Ltd., 1908), стр. viii и стр. 348.
- ^ Рантер, Харро. «Авиакатастрофа ASN Fokker F-27 Friendship 200 I-ATIP Ardinello di Amaseno» . Aviation-safety.net .
- ^ Рантер, Харро. «Авиакатастрофа ASN McDonnell Douglas DC-10-10 N1819U Аэропорт Су-Гейтвей, Айова (SUX)» . Aviation-safety.net .
- ^ «Расследование сбоя прототипа самолета Helios, том I, отчет о сбое», Томас Э. Нолл, Исследовательский центр НАСА в Лэнгли, 2004 г., http://www.nasa.gov/pdf/64317main_helios.pdf
- ^ Салли Салленбергер: Выступления «Изменить ситуацию» в Google, 2012, (40:23) https://www.youtube.com/watch?v=cKuw49KBywA
Внешние ссылки
[ редактировать ]