Сложно ли управлять самолётом

Сложно ли управлять самолётом

Управление самолётом – это изменение его положения в воздухе. Делать это разрешается людям, имеющим соответствующую подготовку - профессиональным пилотам либо пилотам-любителям.

Система управления самолётом

Сложно ли управлять самолётом

Управление полётом самолёта по заданной траектории проводится с помощью системы управления, которая может быть неавтоматической, полуавтоматической и автоматической.

В невтоматическом, или ручном, режиме пилот, в зависимости от обстановки, самостоятельно отклоняет рулевые поверхности и удерживает их в нужном положении с помощью силы своих мускулов. В полуавтоматической системе манипуляции пилота усиливаются различными автоматическими устройствами, которые и обеспечивают управляемость самолёта. А в автоматическом режиме отдельные этапы полёты проходят вообще без участия лётчика, так как система полностью обеспечивает их автоматизацию. Но, если потребуется, пилот в любой момент может взять управление на себя.

Рули управления

Управлять самолётом намного сложнее, чем, к примеру, автомобилем. У автомобиля всего один руль, который нужно либо держать прямо, либо поворачивать налево или направо. А самолёт может двигаться вверх или вниз или вообще накрениться. Поэтому у него несколько рулей, которые называют рулями управления: руль высоты, руль направления, отклоняемые элероны.

Связанная система координат

Сложно ли управлять самолётом

В пространстве во время полёта самолёт движется по сложной траектории. Чтобы описать его движение, вводят оси, связанные с самим самолётом. Они движутся и вращаются вместе с ним. А сама система координат называется связанной. Она состоит из продольной, поперечной и вертикальной осей. Все они проходят через центр масс самолёта.

Продольной осью (ОХ) считают строительную ось самолёта. Её закладывают на стадии проектирования. Когда самолёт вращается вокруг этой оси, он опускает одну консоль крыла и поднимает другую. Такое движение называют «креном». Управлять креном пилот может с помощью элеронов.

Сложно ли управлять самолётом

Нажмите на изображение

Ось OY, перпендикулярная продольной оси, называется вертикальной. Она расположена в плоскости симметрии самолёта. Вращение вокруг этой оси называется «рыскание». При таком движении нос самолёта отклоняется влево или вправо. Управляет «рысканием» руль направления.

Сложно ли управлять самолётом

Нажмите на изображение

Ось OZ, перпендикулярная плоскости симметрии самолёта и направленная в сторону его правой консоли, называется поперечной осью. Вращаясь вокруг этой оси, самолёт поднимает или опускает нос. Это движение называется «тангаж. Угол между продольной осью ОХ и горизонтальной плоскостью называется «углом тангажа». Тангаж, при котором угол увеличивается, а нос самолёта поднимается, называется кабрированием. А при уменьшении угла и опускании носа – пикированием. По отношению к морским судам это движение называют дифферентом. Управляет тангажом руль высоты. Он представляет собой подвижную управляемую поверхность. Её отклонение и приводит к отклонению самолёта по тангажу.

 

Сложно ли управлять самолётом

Нажмите на изображение

Руль высоты может устанавливаться в разных местах самолёта. В различных аэродинамических схемах он является либо элементом хвостового оперения, либо расположен в передней части самолёта.

Элероны называют рулями крена. Они представляют собой симметрично расположенные на задней кромке консолей крыла аэродинамические подвижные поверхности. Элероны отклоняются дифференциально, то есть, в противоположные стороны. Для того чтобы накренить самолёт вправо, правый элерон поворачивается вверх, а левый вниз и наоборот.

Усилие на рули высоты и элероны пилот передаёт с помощью штурвала. Поворачивание штурвала вызывает отклонение элеронов и изменяет крен самолёта. А отклонением штурвала «на себя» или «от себя» приводятся в действие рули высоты. Это изменяет угол тангажа. Нос самолёта приподнимается или опускается. В некоторых моделях современных самолётов штурвал заменяют ручкой управления.

Руль направления управляет самолётом относительно вертикальной оси, то есть, с его помощью изменяется угол рыскания. Располагается он в хвостовом оперении. Управляют им, нажимая на педали, расположенные в кабине пилота.

Как управлять самолётом

Сложно ли управлять самолётом

Основные этапы управления самолётом – руление, взлёт и посадка.

Руление

Сложно ли управлять самолётом

Руление производится перед взлётом и после приземления.

Перед тем как выехать на взлётно-посадочную полосу (ВПП), запускают и прогревают двигатели самолёта. Затем он трогается сам или с помощью специального тягача, подъезжает к началу полосы и останавливается. Когда диспетчер даёт разрешение, происходит выруливание на ВПП, затем разбег, быстрый набор высоты и отрыв от земли при достижении определённой скорости.

Взлёт

Сложно ли управлять самолётом

Момент, когда самолёт начинает движение по взлётно-посадочной полосе для разбега, считается началом взлёта. Перед взлётом пилот переводит в расчётное положение закрылки и предкрылки. Пассажиры самолёта могут наблюдать в иллюминатор, как в этот момент из задней части крыла появляются новые плоскости. Это и есть закрылки. Их основная функция – снизить скорость взлёта.

Сложно ли управлять самолётом

На взлёте большая скорость не нужна. Пока самолёт наберёт её, не хватит никакой посадочной полосы. Но снижение скорости вызывает уменьшение подъёмной силы. И чтобы увеличить подъёмную силу, самолёт должен увеличивать угол атаки, то есть, «задирать нос». Но увеличивать этот угол до бесконечности невозможно. При определённом значении этого угла, называемого критическим углом атаки, воздушный поток не может удерживаться на верхней поверхности крыла, происходит его срыв. Меняется распределение давления на поверхности крыла, и оно уже не может создавать подъёмную силу, то есть, теряет свои несущие свойства.

Справиться с этой проблемой помогают закрылки. Это расположенные симметрично на задней части крыла отклоняемые поверхности. Выпуская закрылки, увеличивают кривизну профиля крыла и площадь его поверхности. Это, в свою очередь, увеличивает подъёмную силу без увеличения угла атаки, а, следовательно, и несущую способность крыла, и позволяет снизить взлётную скорость.

Предкрылки – отклоняемые поверхности, устанавливаемые на передней кромке крыла. Отклоняются они вместе с закрылками. Их основная задача – увеличить допустимый угол атаки, чтобы срыв воздушного потока с верхней поверхности крыла проходил при большем его значении. С помощью предкрылков угол атаки увеличивается на 10-15о, и после отрыва от полосы самолёт уходит вверх, резко задрав нос.

Посадка

Сложно ли управлять самолётом

Посадка считается самым сложным этапом управления самолётом. Начинается она с момента снижения высоты и заканчивается полной остановкой на земле.

Перед посадкой самолёт выполняет заход на посадку. Во время захода он маневрирует над аэродромом. Меняется его конфигурация. Постепенно выпускаются шасси, затем предкрылки или закрылки, которые позволяют удерживать горизонтальное положение самолёта на малых скоростях. Скорость снижается до посадочной.

Посадка самолёта начинается на высоте 25 м над уровнем порога взлётно-посадочной полосы. Её продолжительность – 6-10 секунд. Она включает в себя выравнивание, процесс выдерживания, парашютирование и приземление, пробег.

При выравнивании снижается почти до нуля вертикальная скорость на глиссаде (траектории снижения самолёта). Но его горизонтальная скорость всё ещё остаётся высокой. И для того чтобы её погасить, некоторое время самолёт летит горизонтально, то есть «выдерживается». Таким образом, выравнивание плавно переходит в выдерживание.

Во время выдерживания одновременно уменьшается скорость и увеличивается угол атаки до значений, позволяющих осуществить приземление. Далее, в результате падения скорости, подъёмная сила становится меньше силы тяжести самолёта, и он начнёт «парашютировать». Это похоже на планирование. Вскоре самолёт коснётся земли и через некоторое время остановится.