Голландский ролл

Голландский крен — это движение самолета, из противофазной состоящее комбинации «вибрирования хвостом» (рыскание) и покачивания из стороны в сторону (крен). Эта связь рыскания и крена является одним из основных динамических режимов полета (другие включают фугоид , короткий период и спиральное расхождение ). может ухудшаться Это движение обычно хорошо демпфируется в большинстве легких самолетов, хотя на некоторых самолетах с хорошо демпфированными режимами голландского крена демпфирование по мере уменьшения воздушной скорости и увеличения высоты . Устойчивость голландского крена можно искусственно увеличить за счет установки демпфера рыскания . Крылья, расположенные значительно выше центра тяжести, стреловидные крылья и двугранные крылья имеют тенденцию увеличивать восстанавливающую силу крена и, следовательно, усиливать тенденцию голландского крена; именно поэтому самолеты с высоким крылом часто имеют слегка анэдральную форму , а самолеты транспортной категории со стреловидным крылом оснащены демпферами рыскания. Аналогичное явление может произойти в прицепе, запряженном автомобилем.

Стабильность

В конструкции самолета голландский крен является результатом относительно более слабой положительной курсовой устойчивости по сравнению с положительной боковой устойчивостью . При крене самолета вокруг продольной оси боковое скольжение вносится в относительный ветер в направлении качения (за счет боковой составляющей подъемной силы при невыровнености крыльев). Сильная боковая устойчивость (из-за более прямого потока воздуха мимо нижнего крыла, которое было повернуто вперед из-за скольжения) начинает возвращать самолет к горизонтальному полету. В то же время несколько более слабая путевая устойчивость (из-за большего сопротивления крыла, которое теперь создает большую подъемную силу, а также из-за аэродинамической силы на вертикальном киле из-за рыскания) пытается исправить боковое скольжение, выравнивая самолет по воспринимаемой высоте. относительный ветер. Поскольку путевая устойчивость у конкретного самолета слабее, чем поперечная, восстанавливающееся рыскание значительно отстает от восстанавливающегося крена. Самолет проходит горизонтальный полет, поскольку рыскание продолжается в направлении первоначального крена. В этот момент боковое скольжение происходит в противоположном направлении, и процесс меняется на обратный.

Существует компромисс между курсовой и боковой устойчивостью. Большая поперечная устойчивость приводит к большей устойчивости спирали и меньшей колебательной устойчивости. Большая направленная устойчивость приводит к спиральной нестабильности, но к большей колебательной устойчивости. ^[1]

Механизм

Наиболее распространенным механизмом возникновения голландского крена является рыскание, которое может быть вызвано рядом факторов. Когда самолет со стреловидным крылом отклоняется от курса (например, вправо), левое крыло становится менее стреловидным, чем правое, в зависимости от относительного ветра. Из-за этого левое крыло развивает большую подъемную силу, чем правое, что приводит к крену самолета вправо. Это движение продолжается до тех пор, пока угол рыскания самолета не достигнет точки, в которой вертикальный стабилизатор фактически становится флюгером и меняет направление рыскания. Когда самолет отклоняется назад влево, правое крыло становится менее стреловидным, чем левое, в результате чего правое крыло развивает большую подъемную силу, чем левое. Затем самолет катится влево, когда угол рыскания снова достигает точки, когда флюгер самолета поворачивается в другом направлении, и весь процесс повторяется. Средняя продолжительность полупериода голландского ролла составляет 2–3 секунды.

Режим голландского крена можно активировать любым использованием элеронов или руля направления , но в целях летных испытаний он обычно активируется синглетом руля направления (короткое резкое движение руля направления на заданный угол, а затем обратно в центральное положение) или дублет (пара таких движений в противоположных направлениях). Некоторые более крупные самолеты лучше возбуждаются элеронами. Периоды могут варьироваться от нескольких секунд для легких самолетов до минуты и более для авиалайнеров . ^{[ нужна ссылка ]}

Текс Джонстон описывает голландский крен как «...неотъемлемую характеристику самолетов со стреловидным крылом. Он начинается с рыскания. В самолете со стреловидным крылом на 35 градусов рыскание сопровождается одновременным креном в направлении рыскания. Крен вызван изменением коэффициента подъемной силы при изменении траектории воздушного потока по крылу. Например, при повороте влево левое крыло поворачивается назад, так что поток воздуха смещается по размаху от своего обычного пути вперед-назад по аэродинамической части. Это уменьшает подъемную силу. Одновременно с этим наступающее правое крыло получает больший поток по хорде, и поэтому его подъемная сила увеличивается. В сочетании эти два условия создают крен влево. Аналогично, рыскание вправо приводит к крену вправо. настроено». ^[2]

Движение по курсу

Голландский перекат - это также название (которое профессионалы считают неправильным), данное координационному маневру, которому обычно обучают пилотов- студентов для улучшения их техники управления рулем направления. Самолет попеременно поворачивается на 60 градусов влево и вправо, при этом руль направления используется для удержания носа самолета в фиксированной точке. Точнее, это практическое упражнение по координации руля направления, призванное научить пилота-студента корректировать эффект, известный как неблагоприятное рыскание элеронов во время крена.

Этот метод координации лучше называть «качкой по курсу», при которой самолет перекатывается таким образом, чтобы поддерживать точный курс без движения носа из стороны в сторону (или рыскания). Рыскание вызывается за счет использования только элеронов из-за сопротивления элеронов, при этом подъемное крыло (элероны вниз) выполняет больше работы, чем опускающееся крыло (элероны вверх), и, следовательно, создает большее сопротивление, заставляя подъемное крыло назад, отклоняясь от курса. самолет навстречу ему. Этот эффект рыскания, вызванный движением крена, известен как неблагоприятное рыскание. Этому необходимо противодействовать, применяя руль направления в том же направлении, что и управление элеронами (левый стик, левый руль направления – правый стик, правый руль направления). Если все сделано правильно, это называется синхронизированным управлением, и его трудно освоить и хорошо применить. Правильная величина руля направления для применения с элеронами различна для каждого самолета.

Имя

Происхождение названия голландский ролл неясно. Однако вполне вероятно, что этот термин, описывающий боковое асимметричное движение самолета, был заимствован из ссылки на аналогичное движение при катании на коньках . В 1916 году авиационный инженер Джером К. Хансакер опубликовал: «Голландский крен – третий элемент [бокового] движения [самолета] представляет собой рыскание вправо и влево в сочетании с качкой. Движение является колебательным с периодом 7 до 12 секунд, которые могут быть демпфированы, а могут и не быть. Аналогия с «Dutch Roll» или «Outer Edge» в катании на коньках очевидна». ^[3]В 1916 году голландский ролл использовался для обозначения многократного катания вправо и влево (по аналогии с движением, описанным для самолета) по внешнему краю коньков. К 1916 году этот термин был импортирован из катания на коньках в авиационную технику, возможно, самим Хансакером. В 1916 году прошло всего пять лет после того, как Г.Х. Брайан в 1911 году провел первый математический анализ бокового движения самолетов. ^[4]

Известные инциденты

19 октября 1959 года во время приемочного полета Боинга 707 , где демпфер рыскания был отключен для ознакомления новых пилотов с техникой полета, действия пилота-стажера резко усугубили крен голландцев и вызвали отказ трех из четырех двигателей самолета. быть оторванным от его крыльев. Самолет, совершенно новый 707-227, N7071 , направлявшийся в Бранифф , совершил аварийную посадку на русле реки к северу от Сиэтла в Арлингтоне, штат Вашингтон , в результате чего погибли четверо из восьми пассажиров. ^[5]^[6]
12 августа 1985 года рейс 123 Japan Airlines , Боинг 747SR , продемонстрировал голландский крен в сочетании с фугоидными циклами после потери всей гидравлики после потери вертикального стабилизатора из-за неправильно отремонтированной задней гермопереборки, разорвавшейся из-за усталости металла . В конечном итоге он разбился в результате самой смертоносной катастрофы с участием одного самолета в истории.
6 марта 2005 года рейс 961 авиакомпании Air Transat , самолет Airbus A310 , попал в инцидент с креном в Голландии из-за структурного разрушения руля направления на крейсерской высоте после вылета из аэропорта Хуана Гуальберто Гомеса , Варадеро , Куба . Самолет вернулся в аэропорт с серьезными структурными повреждениями, один бортпроводник получил легкие ранения.
3 мая 2013 года самолет авиабазы МакКоннелл , KS (USAF) KC-135R , 63-8877 , пилотируемый экипажем авиабазы Фэйрчайлд , штат Вашингтон, развалился в полете примерно через одиннадцать минут после взлета с авиабазы Манас в Киргизии , в результате чего погибли все три члена экипажа. ^[7]^[8] Было установлено, что неисправность блока управления усилием руля направления привела к колебательной нестабильности голландского крена. Не распознав крен голландца, экипаж использовал руль направления, чтобы оставаться на курсе, что усугубило нестабильность и привело к необратимому состоянию полета. Перенапряженная хвостовая часть оторвалась, и вскоре после этого развалилась остальная часть самолета. Самолет находился на крейсерской высоте примерно в 200 км к западу от Бишкека, а затем разбился в горной местности недалеко от села Чорголу, недалеко от границы между Кыргызстаном и Казахстаном . ^[9]^[10]^[11]^[12]
30 октября 2015 года Leonardo-Finmeccanica -Helicopters Division (ранее AgustaWestland ) прототип AW609 разбился в Италии, в результате чего погибли два пилота. Итальянское агентство ANSV установило, что вероятной причиной был крен Датча во время испытаний на высокой скорости. ^[13]^[14]
25 мая 2024 года самолет , регистрационный номер N8825Q компании Southwest Flight 746 Boeing 737 MAX 8 , испытал голландский крен во время полета из международного аэропорта Финикс Скай-Харбор в международный аэропорт Сан-Франциско Бэй Окленд . Послеполетный осмотр выявил повреждение блока управления резервным питанием (БУП). Среди 175 пассажиров и шести членов экипажа травм не было. ^[15]^[16]^[17]

См. также

Динамические режимы самолета § Режим проседания крена
Динамика полета самолета § Боковые режимы
Голландский ракурс — техника камеры, при которой предметы в кадр помещаются под углом.

Ссылки

^ Дэвис, Дэвид П. (1971). Управление большими реактивными самолетами: объяснение существенных различий в летных качествах между реактивными транспортными самолетами и транспортными самолетами с поршневыми двигателями, а также некоторые другие аспекты управления реактивным транспортом (3-е изд.). Комиссия по регистрации воздуха. п. 100. ИСБН 9780903083010 .
^ Джонстон, AM «Текс» (1992). Текс Джонстон: летчик-испытатель реактивного возраста . Нью-Йорк: Бантам. п. 140. ИСБН 9780553295870 .
^ Хансакер, Джером К. (1916). «Динамическая устойчивость самолетов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 2 (5). Национальная академия наук : 282. Бибкод : 1916PNAS....2..278H . дои : 10.1073/pnas.2.5.278 . ПМК 1091005 . ПМИД 16576144 .
^ Брайан, GH (1911). Стабильность в авиации . п. 123 .
^ Описание происшествия в Сети авиационной безопасности.
↑ HistoryLink , опубликовано 23 июля 2017 г. Авиалайнер Boeing 707 разбился в округе Снохомиш, 19 октября 1959 года. [1] Архивировано 31 октября 2020 года в Wayback Machine.
^ Описание происшествия для 63-8877 в Сети авиационной безопасности . Проверено 21 октября 2014 г.
^ Хамфри, Джефф (20 июня 2013 г.). «Возможно, на видео с мобильного телефона запечатлена смертельная катастрофа KC-135» . Спокан, Вашингтон. Архивировано из оригинала 15 марта 2016 года . Проверено 21 октября 2014 г.
^ «Следственная комиссия установила причину майской катастрофы КС-135» . 14 марта 2014 года. Архивировано из оригинала 16 марта 2017 года . Проверено 21 октября 2014 г.
^ Дэвис, Кристин (13 марта 2014 г.). «Неисправность, ошибка пилота привели к крушению майского КС-135» . Таймс ВВС . Спрингфилд, Вирджиния . Проверено 21 октября 2014 г.
^ Камден, Джим (13 марта 2014 г.). «Хвост танкера отделился в полете перед катастрофой «Кыргызстан»» . Пресс-секретарь-обзор . Спокан, Вашингтон. Архивировано из оригинала 28 января 2021 года . Проверено 21 октября 2014 г.
^ Отчет Комиссии по расследованию авиационных происшествий ВВС США; КС-135Р, Т/Н 63-8877; 22-е авиационное дозаправочное крыло авиабазы МакКоннелл, Канзас; Местоположение: 6 миль к югу от Чалдовара, Кыргызская Республика (PDF) (Отчет). 31 декабря 2013 г. Архивировано (PDF) из оригинала 21 октября 2014 г. . Проверено 21 октября 2014 г.
^ Джонсон, Оливер. «AgustaWestland: AW609 в день крушения проводил испытания на высокой скорости» . Архивировано из оригинала 19 ноября 2021 года . Проверено 28 декабря 2019 г.
↑ Промежуточный отчет. Архивировано 19 ноября 2021 г. на Wayback Machine ANSV.
^ «Уведомления ФАУ об авариях и инцидентах: уведомления созданы 12 июня 24» . ФАУ. 12 июня 2024 г. . Проверено 14 июня 2024 г.
^ «ФАУ и NTSB расследуют необычное перекатывание самолета Boeing 737 Max авиакомпании Southwest Airlines» . АП Новости. 13 июня 2024 г.
^ «Авария: Southwest B38M на маршруте 25 мая 2024 года, Датч-Ролл» . Авиационный вестник. 12 июня 2024 г.

Внешние ссылки

Статьи

Как остановить голландский ролл из FltPlan в Wayback Machine (архивировано 22 июля 2015 г.)
Что такое голландский ролл и как его предотвратить?

Видео

Не так летают самолеты на Wayback Machine (архивировано 7 мая 2020 г.) Голландский крен во время испытательного полета авиалайнера Туполева . По неофициальной информации, причиной является неисправность демпфера рыскания. Самолет благополучно приземлился.
Голландский ролл анимация
Autoflight № 12 Демпфер рыскания ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[1] Дэвис, Дэвид П. (1971). Управление большими реактивными самолетами: объяснение существенных различий в летных качествах между реактивными транспортными самолетами и транспортными самолетами с поршневыми двигателями, а также некоторые другие аспекты управления реактивным транспортом (3-е изд.). Комиссия по регистрации воздуха. п. 100. ИСБН 9780903083010 .

[2] Джонстон, AM «Текс» (1992). Текс Джонстон: летчик-испытатель реактивного возраста . Нью-Йорк: Бантам. п. 140. ИСБН 9780553295870 .

[3] Хансакер, Джером К. (1916). «Динамическая устойчивость самолетов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 2 (5). Национальная академия наук : 282. Бибкод : 1916PNAS....2..278H . дои : 10.1073/pnas.2.5.278 . ПМК 1091005 . ПМИД 16576144 .

[4] Брайан, GH (1911). Стабильность в авиации . п. 123 .

[5] Описание происшествия в Сети авиационной безопасности.

[6] HistoryLink , опубликовано 23 июля 2017 г. Авиалайнер Boeing 707 разбился в округе Снохомиш, 19 октября 1959 года. [1] Архивировано 31 октября 2020 года в Wayback Machine.

[7] Описание происшествия для 63-8877 в Сети авиационной безопасности . Проверено 21 октября 2014 г.

[8] Хамфри, Джефф (20 июня 2013 г.). «Возможно, на видео с мобильного телефона запечатлена смертельная катастрофа KC-135» . Спокан, Вашингтон. Архивировано из оригинала 15 марта 2016 года . Проверено 21 октября 2014 г.

[9] «Следственная комиссия установила причину майской катастрофы КС-135» . 14 марта 2014 года. Архивировано из оригинала 16 марта 2017 года . Проверено 21 октября 2014 г.

[10] Дэвис, Кристин (13 марта 2014 г.). «Неисправность, ошибка пилота привели к крушению майского КС-135» . Таймс ВВС . Спрингфилд, Вирджиния . Проверено 21 октября 2014 г.

[11] Камден, Джим (13 марта 2014 г.). «Хвост танкера отделился в полете перед катастрофой «Кыргызстан»» . Пресс-секретарь-обзор . Спокан, Вашингтон. Архивировано из оригинала 28 января 2021 года . Проверено 21 октября 2014 г.

[12] Отчет Комиссии по расследованию авиационных происшествий ВВС США; КС-135Р, Т/Н 63-8877; 22-е авиационное дозаправочное крыло авиабазы МакКоннелл, Канзас; Местоположение: 6 миль к югу от Чалдовара, Кыргызская Республика (PDF) (Отчет). 31 декабря 2013 г. Архивировано (PDF) из оригинала 21 октября 2014 г. . Проверено 21 октября 2014 г.

[13] Джонсон, Оливер. «AgustaWestland: AW609 в день крушения проводил испытания на высокой скорости» . Архивировано из оригинала 19 ноября 2021 года . Проверено 28 декабря 2019 г.

[14] Промежуточный отчет. Архивировано 19 ноября 2021 г. на Wayback Machine ANSV.

[15] «Уведомления ФАУ об авариях и инцидентах: уведомления созданы 12 июня 24» . ФАУ. 12 июня 2024 г. . Проверено 14 июня 2024 г.

[16] «ФАУ и NTSB расследуют необычное перекатывание самолета Boeing 737 Max авиакомпании Southwest Airlines» . АП Новости. 13 июня 2024 г.

[17] «Авария: Southwest B38M на маршруте 25 мая 2024 года, Датч-Ролл» . Авиационный вестник. 12 июня 2024 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]