Если вы хотите безопасно (и законно) управлять самолетом, вам необходимо получить летное свидетельство пилота. Но если вы думаете, что однажды окажетесь в чрезвычайной ситуации, или вам просто любопытно, как все работает, умение управлять самолетом может оказаться очень кстати. Эта задача не из простых, а полное руководство займет несколько сотен страниц. Эта статья поможет вам понять, с чем вы столкнетесь во время первых тренировочных полетов.

Шаги

Знакомство с системой управления

    Осмотрите самолет, прежде чем подняться на борт. До взлета важно провести осмотр самолета. Это визуальная оценка самолета, которая позволяет убедиться, что все детали судна находятся в рабочем состоянии. Инструктор выдаст вам список действий, которые вам нужно будет совершать как во время полета, так и до его начала. Крайне важно следовать этим правилам. Ниже мы приводим основные правила осмотра самолета до начала полета.

    • Проверьте контрольные поверхности. Уберите контрольные замки. Убедитесь, что элероны, закрылки и руль направления двигаются плавно, что им ничего не мешает.
    • Осмотрите бензобаки и резервуары с маслом. Проверьте, чтобы они были заполнены до нужного уровня. Для измерения уровня топлива вам понадобится топливомерный щуп. Для измерения уровня масла в моторном отсеке есть масломерный щуп.
    • Проверьте топливо на наличие загрязняющих веществ. Для этого небольшое количество топлива помещают в специальный стеклянный контейнер и смотрят на наличие в образце воды или грязи. Инструктор покажет вам, как это сделать.
    • Заполните бланки по допустимому весу на борту и по распределению нагрузки в самолете. Это позволит не допустить перегрузки самолета. Опять-таки, инструктор объяснит вам, как это сделать.
    • Проверьте корпус самолета на наличие сколов, трещин и прочих повреждений. Повреждения, особенно на лопастях пропеллеров, могут повлиять на поведение самолета в воздухе. До взлета всегда проверяйте состояние пропеллеров и воздухозаборных устройств. Приближайтесь к пропеллерам с осторожностью. Если в проводке самолета есть повреждения, пропеллер может самопроизвольно начать вращаться, что приведет к серьезной или даже смертельной травме.
    • Проверьте аварийные запасы. Конечно, думать об этом не хочется, однако нужно всегда учитывать возможность аварии. Проверьте запасы еды, воды, аптечку, а также наличие рации, фонарика и батареек. Вам также может понадобиться оружие и стандартные запчасти для ремонта.

  1. Найдите штурвал. Когда вы займете свое место в кресле пилота, вы увидите перед собой сложную панель управления, однако вам будет проще разбираться в ней, когда вы поймете, за что отвечает каждое из устройств. Прямо перед вами будет находиться длинный рычаг, напоминающий руль. Это штурвал.

    • Штурвал выполняет ту же роль, что и руль в машине - он задает положение носа самолета (вверх и вниз) и наклон крыльев. Попробуйте подержаться за штурвал. Нажмите на него от себя, затем потяните к себе, поводите влево и вправо. Не тяните за него слишком сильно – достаточно небольших движений.

  2. Найдите газ и устройство управления горючей смесью. Обычно эти кнопки находятся между сидениями в кабине пилота. Кнопка газа черная, а кнопка управления горючей смесью обычно красная. В гражданской авиации эти инструменты управления обычно выполнены в виде обычных кнопок.

    • Впуск топлива управляется кнопкой газа, а за управление горючей смесью отвечает вторая кнопка.

  3. Найдите инструменты управления полетом. В большинстве самолетов их шесть, и они расположены в два ряда горизонтально. Эти инструменты показывают высоту над уровнем морем, пространственное положение воздушного судна, курс и скорость (как набора высоты, так и снижения).

    • Вверху слева: указатель воздушной скорости . Он показывает скорость судна в узлах. (Узел равен одной морской миле в час, или примерно 1,85 км/ч.)
    • Вверху посередине: указатель пространственного положения (искусственный горизонт). Он показывает пространственное положение самолета, то есть его угол наклона вверх или вниз, влево или вправо.
    • Вверху справа: альтиметр (высотомер). Он показывает высоту над уровнем моря.
    • Внизу слева: указатель поворота и скольжения . Это комбинированный инструмент, который показывает угол поворота самолета относительно вертикальной оси, угол крена и скольжения относительно продольной оси (не летит ли самолет боком).
    • Внизу посередине: указатель курса . Он показывает текущий курс судна. Этот инструмент калибруют (обычно каждые 15 минут), приводя его в соответствие с компасом. Это делается на земле или в воздухе, но только во время полета по прямой с постоянной высотой .
    • Внизу справа: указатель скорости набора высоты . Он показывает, с какой скоростью самолет набирает или сбрасывает высоту. Ноль означает, что самолет летит на постоянной высоте.

  4. Найдите инструменты управления посадкой. На многих маленьких самолетах установлены фиксированные передачи, и в этом случае рычага управления передачей для посадки не будет. Если же в вашем самолете предусмотрена возможность ручного переключения передач, соответствующий рычаг может иметь любое расположение. Как правило, это рычаг с белой рукояткой. Вы будете использовать его при взлете, посадке и при движении самолета по земле. Помимо выполнения прочих функций, этот рычаг управляет шасси, лыжами и поплавками самолета.

    Поставьте ноги на педали поворота. У вас под ногами будут педали, с помощью которых можно задавать поворот. Они прикреплены к вертикальному стабилизатору. Если вам нужно слегка повернуть налево или направо по вертикальной оси, используйте педали. Фактически педали задают поворот относительно вертикальной оси. Они также отвечают за повороты на земле (многие начинающие пилоты считают, что направление движения на земле задается штурвалом).

    Взлет

    1. Получите разрешение на взлет. Если вы находитесь в аэропорту с диспетчерской, до начала движения по земле вам нужно связаться с диспетчером. Вам дадут всю необходимую информацию, включая код приемоответчика. Запишите его, поскольку эту информацию нужно будет повторить для диспетчера, прежде чем вам дадут разрешение на взлет. Когда разрешение будет получено, начинайте движений к взлетной полосе в соответствии с инструкциями сотрудников наземной службы. Никогда не выезжайте на взлетную полосу без разрешения на взлет!

      Настройте закрылки для взлета. Как правило, они должны располагаться под углом 10 градусов. Закрылки позволяют создать подъемную силу, из-за чего они и используются при взлете.

      Проверьте работу двигателей. Перед выездом на взлетную полосу остановитесь в зоне проверки двигателей и произведите соответствующую процедуру проверки. Так вы убедитесь, что взлетать безопасно.

      • Попросите инструктора показать, как производится проверка двигателей.

    2. Сообщите диспетчеру, что вы готовы к взлету. После успешной проверки двигателей сообщите диспетчеру о готовности и ждите разрешения продолжать движение по взлетной полосе.

    3. Вдавите кнопку управления горючей смесью максимально вниз. Начните постепенно давить на кнопку газа – самолет станет разгоняться. Он захочет повернуть влево, поэтому удерживайте его в середине взлетной полосы с помощью педалей.

      • При боковом ветре вам нужно будет слегка повернуть штурвал в сторону ветра. Когда наберете скорость, постепенно верните штурвал к исходному положению.
      • Отклонение от курса (кручение вокруг по вертикальной оси) нужно контролировать с помощью педалей. Если самолет начнет кручение, используйте педали, чтобы его выровнять.

    4. Разгонитесь. Чтобы подняться в воздух, самолету нужно набрать определенную скорость. Газ должен быть выжат до конца, и тогда самолет начнет подниматься (обычно у небольших самолетов скорость взлета равняется примерно 60 узлам). Указатель воздушной скорости сообщит вам, когда вы достигнете этой скорости..

      • Когда возникнет необходимая подъемная сила, нос самолета начнет подниматься над землей. Потяните за штурвал, чтобы помочь самолету взлететь.

    5. Потяните штурвал на себя. Это позволит самолету подняться в воздух.

      • Не забывайте поддерживать скорость набора высоты и правильное положение руля направления.
      • Когда самолет поднимется на достаточную высоту и когда указатель скорости набора высоты будет показывать положительное значение (то есть самолет будет набирать высоту), верните закрылки и шасси в нейтральное положение, чтобы снизить сопротивление.

    Управление полетом

    1. Установите искусственный горизонт, или указатель пространственного положения. Он поможет вам удерживать самолет в горизонтальном положении. Если вы выйдете за нужные значения, потяните штурвал на себя, чтобы приподнять нос. Не дергайте слишком резко – здесь не нужно больших усилий.

      • Чтобы самолет не отклонялся от горизонта, постоянно проверяйте пространственное положение и показания альтиметра. Но помните, что слишком долго смотреть на тот или иной указатель не стоит.

    2. Выполните поворот. Это еще называется выполнением виража. Если перед вами штурвал, поверните его. Если он имеет вид рукоятки, наклоните ее влево или вправо. Чтобы не потерять управление, смотрите на указатель поворота. Этот инструмент отображает картинку маленького самолета, на которую накладывается уровень с черным шариком. Нужно, чтобы черный шарик оставался в середине – корректируйте положение самолета педалями, и тогда все ваши повороты будут плавными и аккуратными.

      • Чтобы лучше запомнить, какую педаль нажимать, представьте, что вы наступаете на шарик.
      • Элероны отвечают за угол крена. Они работают вместе с педалями поворота. При повороте скоординируйте педали с элеронами, чтобы хвост оставался позади носа. Всегда следите за высотой и воздушной скоростью.
        • При повороте штурвала влево левый элерон приподнимается, а правый опускается. При правом повороте правый элерон поднимается, а левый опускается Не слишком задумывайтесь о том, как это происходит с точки зрения механики и аэродинамики; сейчас вы знакомитесь с основами.

    3. Управляйте скоростью самолета. У каждого самолета есть настройки двигателя, оптимизированные под крейсерский режим полета. Когда наберете нужную высоту, измените настройки так, чтобы двигатель работал на 75% мощности. Скорректируйте настройки для постоянного горизонтального полета. Вы почувствуете, что все рычаги начнут двигаться более плавно. На некоторых самолетах эти настройки позволяют перевести самолет в режим, не создающий вращающего момента, при котором для удержания самолета на прямой линии не потребуется управление педалями.

      • При стопроцентной загрузке двигателя нос смещается в сторону из-за вращающего момента, создаваемого двигателем, который требует коррекции с помощью педалей, поэтому чтобы вернуть самолет в нужное положение, приходится направлять его в противоположную сторону.
      • Чтобы самолет удерживал положение в пространстве, необходимо обеспечивать необходимую скорость и подачу воздуха. Если самолет будет лететь слишком медленно или под крутым углом, он может потерять необходимое ему обтекание воздушным потоком и замереть. Это особенно опасно при взлете и посадке, однако за скоростью следует следить всегда.
      • Как и при управлении машиной, чем чаще вы выжимаете газ в пол, тем большей нагрузке это подвергает двигатель. Жмите на газ лишь в том случае, если вам надо набрать скорость, и отпускайте газ, чтобы снижаться без ускорения.

    4. Не злоупотребляйте управлением. Во время турбулентности важно не переборщить с корректировками, иначе можно случайно вынудить самолет работать на пределе возможностей, что приведет к повреждениям оборудования (в случае сильной турбулентности).

      • Другой проблемой может стать обледенение карбюратора. Вы увидите кнопку с надписью "обогрев карбюратора" ("carb heat"). Включайте обогрев на короткие промежутки времени (например, на 10 минут), особенно при высокой влажности, которая вызывает обледенение. (Это касается лишь самолетов с карбюратором.)
      • Не переключайте свое внимание на эту задачу целиком – вам нужно все время следить за всеми приборами и проверять наличие летающих объектов вблизи вашего самолета.

    5. Установите крейсерскую скорость двигателя. Когда скорость выровняется, зафиксируйте элементы управления в их текущем положении, чтобы самолет постоянно двигался с той же скоростью, а вы могли бы контролировать курс. Снизьте нагрузку на двигатель до 75%. Если вы пилотируете самолет Cessna с одним двигателем, рекомендуемая нагрузка составит 2400 оборотов в минуту.

      • Установите триммер. Триммер – это небольшое устройство на панели, которое можно перемещать в кабине. Правильная установка триммера позволяет не допустить подъема или снижения при крейсерском полете.
      • Существуют разные типы триммеров. Одни имеют форму колеса или рычага, другие – ручки, которую нужно тянуть, или качалки. Есть также триммеры в виде винта и троса. Существуют также электрические системы, управлять которыми проще всего. Настройки триммера соответствуют определенным скоростям, которых может придерживаться самолет. Обычно они зависят от веса, строения корабля, центра тяжести и веса груза и пассажиров.

Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума.
Н. Е. Жуковский

Фото И. Дмитриева.

Рис. 1. При взаимодействии плоской пластины с потоком воздуха возникают подъёмная сила и сила сопротивления.

Рис. 2. При обтекании потоком воздуха выгнутого крыла давление на его нижней поверхности будет выше, чем на верхней. Разница в давлениях даёт подъёмную силу.

Рис. 3. Отклоняя ручку управления, лётчик изменяет форму руля высоты (1-3) и крыльев (4-6).

Рис. 4. Руль направления отклоняют педалями.

Вы когда-нибудь летали? Не на самолёте, не на вертолёте, не на воздушном шаре, а сами — как птица? Не приходилось? И мне не довелось. Впрочем, насколько я знаю, это не удалось никому.

Почему же человек не смог этого сделать, ведь кажется, нужно лишь скопировать крылья птицы, прикрепить их к рукам и, подражая пернатым, взмыть в поднебесье. Но не тут-то было. Оказалось, что человеку не хватает сил, чтобы поднять себя в воздух на машущих крыльях. Рассказами о таких попытках пестрят летописи всех народов, от древнекитайских и арабских (первое упоминание содержится в китайской хронике «Цаньханьшу», написанной ещё в I в. н.э.) до европейских и русских. Мастера в разных странах использовали для изготовления крыльев слюду, тонкие прутья, кожу, перья, но полететь так никому и не удалось.

В 1505 году великий Леонардо да Винчи писал: «… когда птица находится в ветре, она может держаться в нём без взмахов крыльями, ибо ту же роль, которую при неподвижном воздухе крыло выполняет в отношении воздуха, выполняет движущийся воздух в отношении крыльев при неподвижных крыльях». Звучит это сложно, но по сути не просто верно, а гениально. Из этой идеи следует: чтобы полететь, не нужно размахивать крыльями, нужно заставить их двигаться относительно воздуха. А для этого крылу нужно просто сообщить горизонтальную скорость. От взаимодействия крыла с воздухом возникнет подъёмная сила, и, как только её величина окажется больше величины веса самого крыла и всего, что с ним связано, начнётся полёт. Дело оставалось за малым: сделать подходящее крыло и суметь разогнать его до необходимой скорости.

Но опять возник вопрос: какой формы должно быть крыло? Первые эксперименты проводили с крыльями плоской формы. Посмотрите на схему (рис. 1). Если на плоскую пластину под небольшим углом действует набегающий поток воздуха, то возникают подъёмная сила и сила сопротивления. Сила сопротивления старается «сдуть» пластину назад, а подъёмная сила - поднять. Угол, под которым воздух дует на крыло, называется углом атаки. Чем больше угол атаки, то есть чем круче к потоку наклонена пластина, тем больше подъёмная сила, но вырастает и сила сопротивления.

Ещё в 80-х годах XIX века учёные выяснили, что оптимальный угол атаки для плоского крыла лежит в пределах от 2 до 9 градусов. Если угол сделать меньше - сопротивление будет небольшим, но и подъёмная сила маленькой. Если развернуться круче к потоку - сопротивление окажется так велико, что крыло превратится скорее в парус. Отношение величины подъёмной силы к величине силы сопротивления называется аэродинамическим качеством. Это один из самых важных критериев, относящихся к летательному аппарату. Оно и понятно, ведь чем выше аэродинамическое качество, тем меньше энергии тратит летательный аппарат на преодоление сопротивления воздуха.

Вернёмся к крылу. Наблюдательные люди очень давно заметили, что у птиц крылья не плоские. Всё в тех же 1880-х годах английский физик Горацио Филлипс провёл эксперименты в аэродинамической трубе собственной конструкции и доказал, что аэродинамическое качество выпуклой пластины значительно больше, чем плоской. Нашлось и довольно простое объяснение этому факту.

Представьте, что вам удалось сделать крыло, у которого нижняя поверхность плоская, а верхняя - выпуклая. (Очень просто склеить модель такого крыла из обычного листа бумаги.) Теперь посмотрим на вторую схему (рис. 2). Поток воздуха, набегающий на переднюю кромку крыла, делится на две части: одна обтекает крыло снизу, другая - сверху. Обратите внимание, что сверху воздуху приходится пройти путь несколько больший, чем снизу, следовательно, сверху скорость воздуха будет тоже чуть больше, чем снизу, не так ли? Но физикам известно, что с увеличением скорости давление в потоке газа падает. Смотрите, что получается: давление воздуха под крылом оказывается выше, чем над ним! Разница давлений направлена вверх, вот вам и подъёмная сила. А если добавить угол атаки, то подъёмная сила ещё увеличится.

Одним из первых вогнутые крылья сделал талантливый немецкий инженер Отто Лилиенталь. Он построил 12 моделей планеров и совершил на них около тысячи полётов. 10 августа 1896 года во время полёта в Берлине его планер перевернуло внезапным порывом ветра и отважный пилот-исследователь погиб. Теоретическое обоснование парения птиц, продолженное нашим великим соотечественником Николаем Егоровичем Жуковским, определило всё дальнейшее развитие авиации.

А теперь попробуем разобраться, как подъёмную силу можно изменять и использовать для управления самолётом. У всех современных самолётов крылья сделаны из нескольких элементов. Основная часть крыла неподвижна относительно фюзеляжа, а на задней кромке устанавливают как бы небольшие дополнительные крылышки-закрылки. В полёте они продолжают профиль крыла, а на взлёте, при посадке или при манёврах в воздухе могут отклоняться вниз. При этом подъёмная сила крыла возрастает. Такие же маленькие дополнительные поворотные крылышки есть на вертикальном оперении (это руль направления) и на горизонтальном оперении (это руль высоты). Если такую дополнительную часть отклонить, то форма крыла или оперения меняется, и меняется его подъёмная сила. Посмотрим на третью схему (рис. 3 на с. 83). В общем случае подъёмная сила увеличивается в сторону, противоположную отклонению рулевой поверхности.

Расскажу в самых общих чертах, как управляется самолёт. Чтобы подняться вверх, нужно слегка опустить хвост, тогда возрастёт угол атаки крыла, самолёт начнёт набирать высоту. Для этого пилот должен потянуть штурвал (ручку управления) на себя. Руль высоты на стабилизаторе отклоняется вверх, его подъёмная сила уменьшается и хвост опускается. При этом угол атаки крыла увеличивается и его подъёмная сила возрастает. Чтобы спикировать, пилот наклоняет штурвал вперёд. Руль высоты отклоняется вниз, самолёт задирает хвост и начинает снижение.

Наклонить машину вправо или влево можно при помощи элеронов. Они расположены на концевых частях крыльев. Наклон ручки управления (или поворот штурвала) к правому борту заставляет правый элерон подняться, а левый - опуститься. Соответственно подъёмная сила на левом крыле возрастает, а на правом падает, и самолёт наклоняется вправо. Ну а как наклонить самолёт влево - догадайтесь сами.

Рулём направления управляют с помощью педалей (рис. 4). Толкаете вперёд левую педаль - самолёт поворачивает налево, толкаете правую - направо. Но делает это машина «лениво». А вот чтобы самолёт быстро развернулся, нужно сделать несколько движений. Предположим, вы собираетесь повернуть влево. Для этого нужно накренить машину влево (повернуть штурвал или наклонить ручку управления) и в то же время нажать на левую педаль и взять штурвал на себя.

Вот, собственно, и всё. Вы можете спросить, почему же лётчиков учат летать несколько лет? Да потому, что просто всё только на бумаге. Вот вы дали самолёту крен, взяли ручку на себя, а самолёт вдруг начал съезжать вбок, как на скользкой горке. Почему? Что делать? Или в горизонтальном полёте вы решили подняться повыше, взяли штурвал на себя, а самолёт вдруг, вместо того чтобы забираться на высоту, клюнул носом и по спирали полетел вниз, как говорят, вошёл в «штопор».

Пилоту в полёте нужно следить за работой двигателей, за направлением и высотой, за погодой и пассажирами, за собственным курсом и курсами других самолётов и множеством других важных параметров. Пилот должен знать теорию полёта, расположение и порядок работы органов управления, должен быть внимательным и смелым, здоровым, а самое главное - любить летать.

Самолет относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Это означает, что для его полета нужны определенные условия, сочетание точно рассчитанных факторов. Полет самолета – это результат действия подъемной силы, которая возникает при движении потоков воздуха навстречу крылу. Оно повернуто под точно рассчитанным углом и имеет аэродинамическую форму, благодаря которой при определенной скорости начинает стремиться вверх, как говорят летчики – “становится на воздух”.

Разгоняют самолет и поддерживают его скорость двигатели. Реактивные толкают самолет вперед за счет сгорания керосина и потока газов, вырывающихся из сопла с большой силой. Винтовые двигатели “тянут” самолет за собой.


Крыло современных самолетов является статичной конструкцией и само по себе не может самостоятельно создавать подъемную силу. Возможность поднять многотонную машину в воздух возникает только после поступательного движения (разгона) летательного аппарата с помощью силовой установки. В этом случае крыло, поставленное под острым углом к направлению воздушного потока, создает различное давление: над железной пластиной оно будет меньше, а снизу изделия – больше. Именно разность давлений приводит к возникновению аэродинамической силы, способствующей набору высоты.

Подъемная сила самолетов состоит из следующих факторов:

  1. Угла атаки
  2. Несимметричного профиля крыла

Наклон металлической пластины (крыла) к воздушному потоку принято называть углом атаки. Обычно при подъеме самолета упомянутое значение не превышает 3-5°, чего достаточно для взлета большинства моделей самолетов. Дело в том, что конструкция крыльев с момента создания первого летательного аппарата претерпела серьезные изменения и сегодня представляет собой несимметричный профиль с более выпуклым верхним листом металла. Нижний лист изделия характеризуется ровной поверхностью для практически беспрепятственного прохождения воздушных потоков.

Интересно:

Почему пыль на белом фоне черная, а на черном - белая?

Схематично процесс образования подъемной силы выглядит так: верхним струйкам воздуха нужно пройти больший путь (из-за выпуклой формы крыла), чем нижним, при этом количество воздуха за пластиной должно остаться одинаковым. В результате верхние струйки будут двигаться быстрее, создавая согласно уравнению Бернулли область пониженного давления. Непосредственно различие в давлении над и под крылом вкупе с работой двигателей помогает самолету набрать требуемую высоту. Следует помнить, что значение угла атаки не должно превышать критической отметки, иначе подъемная сила упадет.

Крыла и двигателей недостаточно для управляемого, безопасного и комфортного полета. Самолетом нужно управлять, при этом точность управления более всего нужна во время посадки. Летчики называют посадку управляемым падением – скорость самолета снижается так, что он начинает терять высоту. При определенной скорости это падение может быть очень плавным, приводящим к мягкому касанию колесами шасси полосы.

Управление самолетом совершенно не похоже на управление автомобилем. Штурвал пилота предназначен для отклонения вверх и вниз и создания крена. “На себя” – это набор высоты. “От себя” – это снижение, пикирование. Для того, чтобы повернуть, изменить курс, нужно нажать на одну из педалей и штурвалом наклонить самолет в сторону поворота… Кстати, на языке пилотов это называется “разворот” или “вираж”.

Для разворота и стабилизации полета в хвосте самолета расположен вертикальный киль. А находящиеся под ним и над ним небольшие “крылья” – это горизонтальные стабилизаторы, которые не позволяют огромной машине бесконтрольно подниматься и опускаться. На стабилизаторах для управления имеются подвижные плоскости – рули высоты.

Интересно:

Почему магнит притягивает? Описание, фото и видео

Для управления двигателями между креслами пилотов находятся рычаги – при взлете они переводятся полностью вперед, на максимальную тягу, это взлетный режим, необходимый для набора взлетной скорости. При посадке рычаги отводят полностью назад – в режим минимальной тяги.

Многие пассажиры с интересом смотрят, как перед посадкой задняя часть огромного крыла вдруг опускается вниз. Это закрылки, “механизация” крыла, которая выполняет несколько задач. При снижении полностью выпущенная механизация тормозит самолет, чтобы не дать ему слишком разогнаться. При посадке, когда скорость очень невелика, закрылки создают дополнительную подъемную силу для плавной потери высоты. При взлете они помогают основному крылу удерживать машину в воздухе.

Чего не нужно бояться в полете?

Есть несколько моментов полета, способных напугать пассажира – это турбулентности, прохождение через облака и хорошо видимые колебания консолей крыла. Но это совершенно не опасно – конструкция самолета рассчитана на огромные нагрузки, гораздо больше тех, что возникают при “болтанке”. К подрагиванию консолей следует относиться спокойно – это допустимая гибкость конструкции, а полет в облаках обеспечивается приборами.

У некоторых исследователей появлялись безумные идеи – они хотели полететь, но почему же результат оказался таким плачевным? Давно проводились попытки приделать к себе крылья, и, махая ими, взлететь в небо как пернатые. Оказалось, что силы человека недостаточно для поднятия себя на машущих крыльях.

Первыми народными умельцами были естествоиспытатели из Китая. Сведения о них записаны в «Цань-хань-шу» в первом веке нашей эры. Дальше история пестрит случаями подобного рода, которые происходили и в Европе, и в Азии, и в России.

Первое научное обоснование процессу полета дал Леонардо да Винчи в 1505 году. Он заметил, что птицам не обязательно махать , они могут держаться на неподвижном воздухе. Из этого ученый сделал вывод, что полет возможен, когда крылья движутся относительно воздуха, т.е. когда машут крыльями при отсутствии ветра или когда при неподвижных крыльях.

Почему же самолет летит?

Удерживать в воздухе помогает подъемная сила, которая действует только на больших скоростях. Особая контракция крыла позволяет создавать подъемную силу. Воздух, который движется над и под крылом, претерпевает изменения. Над крылом он разреженный, а под крылом – . Создаются два воздушных потока, направленные вертикально. Нижний поток приподнимает крылья, т.е. самолет, а верхний подталкивает вверх. Таким образом, получается, что на больших скоростях воздух под летательным аппаратом становится твердым.

Так реализуется вертикальное движение, но что заставляет самолет двигаться горизонтально? – Двигатели! Пропеллеры как бы просверливают путь в воздушном пространстве, преодолевая сопротивление воздуха.

Таким образом, подъемная сила преодолевает силу притяжения, а тяговая – силу торможения, и самолет летит.

Физические явления, лежащие в основе управления полетом

В самолете все держится на равновесии подъемной силы и силы земного притяжения. Самолет летит прямо. Увеличение скорости полета увеличит подъемную силу, самолет станет подниматься. Чтобы нивелировать этот эффект, пилот обязан опустить нос самолета.

Уменьшение скорости окажет прямо противоположный эффект, и пилоту потребуется поднять нос самолета. Если этого не сделать, произойдет крушение. В связи с указанными выше особенностями существует риск разбиться, когда самолет теряет высоту. Если это происходит близко к поверхности земли, риск почти 100%. Если это происходит высоко над землей, пилот успеет увеличить скорость и набрать высоту.

Средство управления (рули крена), которым оснащаются обычные самолёты и созданные по схеме «утка». Элероны размещаются на задней кромке консолей крыла. Они предназначены для управления углом наклона «железных птиц»: в момент применения рули крена отклоняются в противоположные стороны, дифференциально. Для того чтобы самолёт склонился вправо, левый элерон направляется вниз, а правый - вверх, и наоборот.

В чём состоит принцип действия рулей крена? Подъёмная сила снижается у той части крыла, которая размещена перед элероном, поднятым вверх. У части крыла, которая размещена перед опущенным элероном, подъёмная сила возрастает. Таким образом формируется силовой момент, который модифицирует скорость вращения самолёта вокруг оси, идентичной продольной оси машины.

История

Где впервые появился элерон? Это удивительное приспособление было установлено на моноплане, созданном в 1902 году новатором Ричардом Перси из Новой Зеландии. К сожалению, его машина совершала лишь весьма неустойчивые и короткие полёты. совершившим абсолютно координируемый полёт с применением рулей крена, оказалась машина 14 Bis, изготовленная Альберто Сантос-Дюмоном. Прежде аэродинамическое средство управления заменяло искажение крыла, исполненное братьями Райт.

Итак, изучаем далее элерон. Это приспособление имеет множество достоинств. Регулирующую поверхность, которая совмещает закрылки и рули крена, именуют флаперон (flaperon). Чтобы элероны имитировали функцию выпущенных закрылков, их одновременно опускают вниз. Для длительного управления креном к этому отклонению добавляется простой дифференциальный поворот.

Для регулировки наклона у лайнеров с вышеуказанной компоновкой могут также применяться модифицирующийся вектор тяги моторов, газовые рули, спойлеры, руль направления, трансформация центра масс самолёта, дифференциальное смещение высотных рулей и прочие уловки.

Побочные явления

Как действует элерон? Это капризный механизм, который имеет некоторые недостатки. Одним из побочных эффектов его действия является незначительное рысканье в противоположную сторону. Иными словами, при использовании элеронов для поворота вправо самолёт в момент увеличения крена может немного переместиться влево. Данный эффект появляется из-за разницы в лобовом сопротивлении между левой и правой консолью крыла, вызванной переменой подъёмной силы при колебании элеронов.

Большим коэффициентом лобового сопротивления владеет та консоль крыла, у которой элерон отклонён вниз. В нынешних системах управления «железными птицами» данное побочное явление уменьшают разными приёмами. Например, для того чтобы создать крен, элероны смещают также в противоположную сторону, но на неравные углы.

Эффект реверса

Согласитесь, управление самолётом требует сноровки. Так, на скоростных машинах со значительно удлинённым крылом может замечаться эффект реверса рулей крена. Как он выглядит?

Если при отклонении элерона, размещённого близко к законцовке крыла, появилась маневренная нагрузка, крыло самолёта выворачивается, и угол атаки на нём отклоняется. Такие события могут сглаживать эффект, полученный от смещения элерона, а могут привести к противоположному результату.

Например, если необходимо увеличить подъёмную силу полукрыла, элерон отклоняется вниз. Далее на заднюю кромку крыла начинает действовать сила, устремлённая вверх, крыло выворачивается вперёд, и угол атаки на нём снижается, что сокращает подъёмную силу. Фактически, действие рулей крена на крыле при реверсе аналогично влиянию на них триммера.

Так или иначе реверс рулей крена обнаруживался на многих реактивных самолётах (особенно на Ту-134). Кстати, на Ту-22 из-за такого эффекта предельное было снижено до 1,4. Вообще, управление элеронами пилоты изучают продолжительное время. Самыми распространёнными методами предотвращения реверса рулей крена являются применение элеронов-интерцепторов (интерцепторы находятся возле центра хорды крыла и при выпуске практически не вызывают его закручивания) либо установка добавочных элеронов около центроплана. Если присутствует второй вариант, внешние (размещённые около законцовок) рули крена, нужные для продуктивного управления на низких скоростях, выключаются при высоких, и поперечное управление осуществляется за счёт внутренних элеронов, которые не дают реверса благодаря внушительной жёсткости крыла, присутствующей в области центроплана.

Системы управления

А сейчас рассмотрим управление самолётом. Группу бортовых аппаратов, гарантирующих регулировку перемещения «стальных птиц», именуют системой управления. Так как пилот размещён в кабине, а рули и элероны расположены на крыльях и хвосте самолёта, между ними установлена конструктивная связь. В её обязанности входит обеспечение надёжности, лёгкости и эффективности управления положением машины.

Разумеется, при смещении координирующих поверхностей, влияющее на них усилие увеличивается. Однако это не должно приводить к недопустимому возрастанию напряжения на рычагах регулировки.

Режим управления самолётом может быть автоматическим, полуавтоматическим и ручным. Если человек с помощью мускульной силы заставляет работать инструменты пилотирования, то такая система управления называется ручной (прямое регулирование лайнера).

Системы с ручным администрированием могут быть гидромеханическими и механическими. Фактически, мы выяснили, что крыло самолёта играет важную роль в управлении. На машинах гражданской авиации базовую регулировку осуществляют два пилота с помощью кинематических устройств, регулирующих усилия и перемещения, командных двойных рычагов, механической проводки и поверхностей управления.

Если пилот управляет машиной с помощью механизмов и устройств, обеспечивающих и повышающих качество процесса пилотирования, то система управления именуется полуавтоматической. Благодаря автоматической системе пилот лишь контролирует группу самодействующих деталей, которая создаёт и изменяет координирующие силы и факторы.

Комплекс

Средством базового управления лайнером называют комплекс бортовых устройств и конструкций, с помощью которых лётчик приводит в действие средства регулировки, изменяющие режим полёта или балансирующие машину в заданном режиме. Сюда входят рули, элероны, переставной стабилизатор. Элементы, гарантирующие регулировку добавочных деталей контроля (закрылки, спойлеры, предкрылки), именуют либо вспомогательным управлением.

В систему базового координирования лайнера входят:

  • командные рычаги, на которые пилот воздействует, перемещая их и прикладывая к ним усилия;
  • специальные и автоматические устройства;
  • проводка пилотирования, соединяющая системы базового контроля с командными рычагами.

Осуществление управления

Пилот выполняет продольное управление, то есть изменяет угол тангажа, отклоняя штурвальную колонку от себя или на себя. Поворачивая штурвал влево или вправо и отклоняя элероны, лётчик реализует поперечное управление, накреняя машину в нужную сторону. Для смещения руля направления пилот нажимает на педали, которые применяются также для контроля передней опоры шасси во время движения лайнера по земле.

Вообще, пилот является главным звеном в ручной и полуавтоматической системах управления, а закрылки, элероны и прочие детали самолёта - это всего лишь способ передвижения. Лётчик воспринимает и перерабатывает сведения о положении машины и рулей, действующих перегрузках, вырабатывает решение и воздействует на командные рычаги.

Требования

Базовое управление самолётом должно отвечать следующим требованиям:

  1. При управлении машиной движения ног и рук пилота, необходимые для смещения командных рычагов, должны совпадать с природными рефлексами человека, которые появляются при удержании равновесия. Перемещение командной рукояти в нужную сторону должно вызывать движение «стальной птицы» в том же направлении.
  2. Реакция лайнера на смещение командных рычагов должна иметь незначительную задержку.
  3. В момент отклонения инструментов контроля (рулей, элеронов и так далее) усилия, прикладываемые к командным рукояткам, должны увеличиваться плавно: их нужно направлять в сторону, обратную перемещению рукояток, а величину труда необходимо согласовывать с режимом полёта машины. Последнее помогает пилоту получить «чувство управления» самолётом.
  4. Рули должны действовать независимо друг от друга: отклонение, к примеру, руля высоты не может вызывать отклонение элеронов, и наоборот.
  5. Углы смещения рулевых поверхностей обязаны обеспечить вероятность полёта машины на всех требуемых взлётных и посадочных режимах.

Надеемся, данная статья помогла вам понять предназначение элеронов и разобраться в базовом управлении «стальных птиц».