Как всегда - разбираемся на примере, в основном, Airbus A320. Но начнем издалека... Взгляните на картинку - это самолет Як-18Т, совершивший свой первый полет в 1967 году. Есть на нем гидросистема? Правильно, нету. И не потому, что самолет старый, а просто по причине отсутствия в ней необходимости. Взлетный вес и геометрические размеры аппарата небольшие - мускульных усилий пилота вполне хватает для управления.
А вот - Boeing 737 Original (он же Jurassic), машина примерно тех же лет. Вот тут гидросистема уже есть, даже не одна. С чем это связано? В первую очередь, возросшие размеры и скорость самолета - сил пилота уже не особо хватает для управления. Приходится прибегать к усилителям, а самые простые и легкие из них используют гидравлику.
Однако, возразят мне знатоки авиации, а как же наш советский Ил-62? Он еще больше чем 737, однако никакой гидравлики в управлении тут нет!
Правильно, нет. Вместо этого тут чистая механика и аэродинамическая компенсация усилий. И это тоже работает, так что - применение гидравлики на Boeing 737 и ее отсутствие на Ил-62 это дело скорее вкуса, чем какой-то жесткой необходимости. Ведь и 737 вполне может сесть при полностью отказавшей гидравлике (хотя тут и стоят 2 независимые системы) - в режиме Manual Reversion. Да, при этом очень велики усилия на штурвале, ведь в отличии от Ил-62 никаких мер по их снижению конструкторами Боинга не предпринималось.
Но вот - Airbus A320. И это самолет, который без гидравлики летать НЕ МОЖЕТ. Дело в том, что здесь применена система "Fly-by-Wire", то есть "управление по проводам". При этом механической связи ручки управления самолетом в кабине и рулей нет в принципе. В отличии от Ан-2, В737 и Ил-62! Как это работает? Ручка управления соединена с датчиками, которые отслеживают ее положение (то есть управляющие действия пилотов) и передают эти данные в компьютеры управления.
Также эти компьютеры (их 7 штук для пущей надежности) получают данные о скорости и высоте полета, пространственном положении, о положении шасси и механизации. И, на основании всех этих данных, компьютеры принимают решение, как именно лучше всего выполнить пожелания пилота (выразившиеся в отклонении ручки управления) и отдают команду исполнительным механизмам, перемещающим рулевые поверхности. А вот собственно исполнительные механизмы и требуют для своей работы наличия давления в гидросистеме, ибо являются, пусть и очень сложными и надежными, но все же вполне обыкновенными гидроцилиндрами.
Зачем так сделано? Для безопасности. Компьютеры позволяют не залететь самолету в опасные режимы и исправить возможные ошибки экипажа.
Итак, как и любая гидросистема, гидросистема самолета состоит из следующих основных узлов:
1. Насос, создающие в ней давление.
2. Набор клапанов и других управляющих устройств.
3. Бак для хранения гидрожидкости.
4. Трубопроводы, по которым эта жидкость перемещается.
5. И непосредственно исполнительные устройства.
Но тут некто вредный может спросить - а что, если откажет один из компонентов гидросистемы? Да пусть отказывает, отвечу я, она все равно дублирована - выйдет из строя первая гидросистема, останется вторая! А если и она? Что ж... Неприятно, но не смертельно - в запасе есть и третья! Именно столько ПОЛНОЦЕННЫХ гидросистем имеется на нашем А320. Для безопасного завершения полета достаточно любой из них! И называются они желтая, зеленая и синяя системы. Вот тут у нас имеется схема:
Пойдем по порядку. За создание давления в гидросистемах отвечают насосы. Два основных установлены на двигателях и они создают давление в зеленой (двигатель N1 - левый) и желтой (двигатель N2 - правый) системах. За давление в синей отвечает электрический насос, а кроме него еще и RAT (Ram Air Turbine)- аварийная турбинка, которая раскручивается набегающим потоком. Кроме того, электрический насос есть и в желтой гидросистеме (а вот на ручной не стоит обращать внимание - он используется только на земле). Получается так: при отказе двигателя N2 - не происходит (с точки зрения гидравлики) вообще ничего, давление в желтой системе продолжает создавать электронасос. При отказе двигателя N1 - давление в зеленой системе создавать вроде бы нечему, но... Но между желтой и зеленой системами находится PTU (Power Transfer Unit) - блок передачи мощности.
Используя давление в желтой системе он создает давление в зеленой. При этом, это всего лишь турбинка, соединенная с насосом, то есть гидравлически эти системы не связаны. Кстати, завывания, которые иногда слышат пассажиры А320 (вввуа-ввуа-вввуааа) это и есть звук от работы PTU, возникающий, когда один из двигателей еще не запущен. Несложно представить, что при отказе ОБОИХ двигателей тоже ничего страшного не случится - в желтой и синей системах давление будет от электронасосов, а в зеленой - от PTU. А откуда взять столько электричества, чтобы питать эти потребители? Так ведь есть еще и третий двигатель - APU (Auxiliary Power Unit, по-русски ВСУ - Вспомогательная Силовая Установка).
А вот если откажет и он - тогда все хуже, от аккумуляторов электронасосы работать не будут (есть потребители поважнее), поэтому желтая и зеленая системы будут работать лишь пока есть давление в их гидроаккумуляторах. Но вот с давлением в синей ничего не случится - RAT выйдет или автоматически или от кнопки и уж он будет качать давление в синей системе.
А хватит ли одной синей системы для нормального управления самолетом? Вновь обратимся к схеме:
Как видим, от синей системы управляются и руль высоты и руль направления и элероны и интерцепторы. То есть реально мы лишимся лишь нескольких секций спойлеров (не всех!) и управления передней ногой шасси. Что в ситуации отказа обоих двигателей и ВСУ не так и важно. Главное - долететь до ВПП, а самостоятельное руление на стоянку без двигателей все равно невозможно.
Как вы понимаете, при физическом разрушении трубок какой-либо гидросистемы мы тоже лишимся только этой системы и останемся при двух рабочих. А одновременное разрушение более чем одной системы - событие маловероятное. Всех трех - и вовсе практически невероятное. По крайней мере, за прошедшие 30 лет выпущено более 10 000 самолетов семейства А320 (А318/А319/А320/А321), они налетали безумное количество часов, но такого случая не было ни разу!
