Устойчивость и управляемость Boeing 737 (cl&ng). Боковая устойчивость и управляемость.
Боинг 737 имеет излишнюю степень поперечной статической устойчивости (mxβ), особенно с отклоненной механизацией крыла.
Поперечной устойчивостью самолета называется его способность крениться в сторону, обратную скольжению. Основную роль в создании кренящего момента играет стреловидное крыло: при возникновении скольжения у выдвинутого вперед полукрыла угол стреловидности как бы уменьшится на величину угла скольжения, а у отстающего увеличится на такую же величину.
Такое изменение углов стреловидности полукрыльев приведет к изменению их несущих свойств так, что у выдвинутого вперед полукрыла увеличится коэффициент подъемной силы, а у отстающего – уменьшится. Возникнет кренящий момент в сторону, обратную скольжению. Возникающий момент частично компенсируется, возникающим при вращении, демпфирующим моментом крена (mxωx), но все равно вызывает энергичное кренение.
Таким образом, самолет чрезмерно реагирует креном на боковые порывы ветра, что усложняет пилотирование в условиях порывистого бокового ветра.
При вращении самолета вокруг продольной оси, возникает скольжение в сторону опускаемого крыла, за сет возникающей боковой составляющей силы тяжести. При этом, сразу возникает момент поперечной устойчивости Mxβ, который стремится уменьшить возникающий крен. И, если самолет имеет слишком большую степень поперечной устойчивости, то этот момент довольно значителен. Причем значителен настолько, что момент путевой устойчивости Mуβ, стремящийся развернуть нос самолета в сторону возникшего скольжения, при восстановлении скольжения, значительно отстает от восстановления крена. Таким образом, при возвращении крена в 00 , самолет имеет тенденцию, к восстановлению скольжения и проскакивает это положение начиная крениться в противоположную сторону. Возникает явление, называемое «голландским шагом». Самолет совершает незатухающие колебания по крену и скольжению.
Для улучшения путевой устойчивости на самолете установлен демпфер рысканья (Yaw Damper), искусственно увеличивающий путевую устойчивость. Демпфер рысканья, анализируя сигналы, поступающие с гироскопа, с помощью ADC (Air-Data-Computer) усиливает или уменьшает эти сигналы, в зависимости от скорости полета, передавая их на привод руля направления. При этом, на педали управления РН остаются неподвижными, таким образом, пилот не может тактильно ощущать работу YD.
На самолетах в новой комплектации установлен специальный узел связи (IFSAU), интегрированный между САУ и самолетом, увеличивающий при выпущенных закрылках сигнал YD на 29%, а так же, на 50% гасятся сигналы с частотой 8герц, для улучшения комфорта пассажиров.
После катастрофы боинга 737-200 в районе Colorado Springs, NTSB были опубликованы результаты испытаний боинга 737 на координированное скольжение. Скорость 150-160 узлов, выпуск механизации - 10-40 градусов. В данном испытании рассматривался случай полного отклонения РН вправо (что составляет 250).
|
Угол отклонения руля направлен. |
Угол отклонения закрылков |
Угол скольжения |
Угол отклонения колеса штурвала |
Угол крена |
|
25 прав |
40 |
14 прав |
35 лев |
18 лев |
|
25 прав |
30 |
15 прав |
44 лев |
17 лев |
|
25 прав |
25 |
15 прав |
68 лев |
16 лев |
|
23 прав |
15 |
17 прав |
107 лев |
23 лев |
Таким образом видно, что, при закрылках 40-250 , увод РН в крайнее положение не опасен, так как, благодаря излишней продольной устойчивости, и крайне высокой эффективности отклоняемых в полете интерцепторов (flight spoilers), кренящий момент от РН парируется штурвалом. А вот при выпуске механизации на 150, необходимая балансировка самолета была достигнута лишь при полном отклонении штурвала влево, и отклонении РН на 230 вправо. Таким образом, закрылки 30 обеспечивают лучшую управляемость в условиях отклонения РН и, как следствие, в условиях бокового ветра и сдвига ветра, что подтверждает рекомендация по пилотированию в FCOM раздел Supplementary Procedures - Adverse Weather - Windshear:
Precautions If windshear is suspected, be especially alert to any of the danger signals and be prepared for the possibility of an inadvertent encounter. The following precautionary actions are recommended if windshear is suspected: /.../ Approach and Landing • Use flaps 30 for landing