Сегодня поговорим об одном интересном явлении в аэродинамике самолетов получившим название "угол гроба". Что интересно, название это пришло из англоязычных стран и в отечественной науке практически не встречается. Итак, в чем же суть?
1. Как известно, скорость является одним из основных параметров полета. Принято различать 2 скорости: IAS - Indicated AirSpeed - индикаторная (приборная) скорость полета и TAS - True AirSpeed - истинная воздушная скорость. Приборная скорость - это некая функция от скоростного напора воздуха - именно она и нужна для того, чтобы самолет держался в воздухе. Истинная скорость - это та скорость, с которой мы фактически летим относительно воздуха. Дело в том, что по мере увеличения высоты, плотность воздуха очень сильно падает, соответственно, при неизменной приборной скорости (скоростном напоре) истинная скорость растет.
2. Также в авиации есть такое понятие, как скорость сваливания (Vs)- это та минимальная скорость (приборная) на которой самолет еще может держаться в воздухе. При падении скорости ниже скорости сваливания - нарушается нормальное обтекание крыла - возникают срывные явления - падает подъемная сила. По мере роста высоты приборная скорость сваливания (то есть выраженная через скоростной напор) практически не меняется, а вот истинная - растет. Кроме того, при увеличении высоты полета падает тяга двигателей. То есть, если мы летим на скорости близкой к скорости сваливания вблизи земли - у нас есть большой запас тяги, мы легко можем ускориться. А на большой высоте - запаса тяги нет, ее едва хватает для поддержания текущей скорости - набрать скорость невозможно.
3. Также нам нужно вспомнить про уменьшение температуры воздуха при росте высоты. Есть у этого явления одно неприятное следствие - по мере роста высоты падает скорость звука. А у нас есть ограничение по максимально допустимому числу М - отношению истинной скорости полета к скорости звука. То есть, по мере роста высоты запас скорости до предельно допустимого числа М уменьшается - истинная скорость растет, а скорость звука уменьшается. На самолета А320 предельно допустимое число М - 0,82. При превышении же его начинаются различные неприятные явления - местные скачки уплотнения (поток в локальных точках может достигать скорости звука), смещение аэродинамического фокуса крыла и центра давления и, как следствие, затягивание самолета в пикирование.
4. А теперь пытаемся объединить эти графики. Как видно, на определенной высоте мы попадаем в крайне неприятную ситуацию:
- уменьшить скорость нельзя, произойдет сваливание,
- увеличить скорость нельзя, превысим допустимое число М.
Вот эта зона на графике и называется "угол гроба". Кстати, в английском используется слово "corner", а не "angle", то есть имеется ввиду именно зона на графике ограниченная двумя "стенами" (corner of the room - угол комнаты) и прямого отношения к углам атаки это не имеет (angle of attak - угол атаки). В русском языке смысловой оттенок отлично передает выражение "загнать в угол".
5. А теперь главный вопрос - насколько это опасно? На пассажирских лайнерах - не опасно. Почему? Есть такое понятие - практический потолок самолета. Этот потолок установлен в качестве закона фирмой производителем. Причем, он установлен так, что на высоте практического потолка у нас еще есть возможность разгоняться. И ограничение по числу М также дано с некоторым запасом. Так что "загнать себя в угол" пассажирский лайнер не может! Всегда есть некоторые запасы.
Больше статей - тут!