Всем привет! Пристегните свои привязные ремни, мы начинаем.
Наверное, один из самых больших страхов аэрофобов - отказ всех двигателей на эшелоне. Что в таком случае произойдет? Самолет продолжит лететь или свалится в штопор после потери серости? И сколько он сможет пролететь, лишившись тяги? Выясняем сегодня.
Физика полёта
Пока самолет летит на эшелоне, такой полет можно назвать установившимся и горизонтальным, так как скорость и высота самолета относительно постоянны. Это обеспечивается за счет равенства действующих на самолет сил:
Если подъемная сила (Y) равна весу самолета (G) - высота самолета будет постоянной. Аналогичное равенство силы тяги (P) силе сопротивления (X) обеспечит постоянство скорости.
Но как только двигатели встанут - сила тяги пропадет, а сила сопротивления останется неуравновешенной, и, если продолжать поддерживать горизонтальный полёт, самолет начнет стремительно замедляться, что приведет к сваливанию.
Поэтому нам все же придется снижаться, чтобы сохранить скорость. Во время снижения она может быть меньше той, что была на эшелоне до отказа двигателей, равной ей или даже больше. Все зависит от того, как интенсивно мы будем снижаться.
Скорость в этом случае не будет уменьшаться так быстро за счет горизонтальной составляющей силы тяжести, которая будет как бы разгонять самолет, преобразовывая потенциальную энергию в кинетическую. Такой процесс в аэродинамике называется «планирование» (от слова планер). Но как понять, какую скорость в итоге держать: больше? меньше? Или равную скорости на эшелоне? И сколько мы сможем пролететь в таком случае? Все зависит от аэродинамического качества самолета.
Качество самолета и дальность планирования
Аэродинамическим качеством самолета в аэродинамике называют отношение его подъемной силы к силе сопротивления и обозначают буквой К.
То есть оно показывает, во сколько раз подъемная сила больше сопротивления. А вот дальность планирования напрямую зависит от качества, а так же высоты полёта. В аэродинамике она обозначается буквой L и рассчитывается по формуле:
Из формулы так же можно выделить и другую интерпретацию аэродинамического качества - это расстояние, которое пролетает самолет, при потере единицы высоты. Например, у легкомоторного самолета Cessna-172 качество равно порядка 9,3. То есть, такой самолет пролетит чуть более 9 км, потеряв при этом 1 км высоты.
Стало быть, надо подобрать такое соотношение, при котором качество будет максимальным. А оно зависит от скорости полёта, а точнее - от угла атаки*.
Угол атаки (α) - это, если по-простому, угол, под которым воздушный поток набегает на крыло.
По графику видно, что качество будет максимальным при некотором угле атаки, который называется наивыгоднейшим, и соответствующая ему скорость так же называется наивыгоднейшей.
Получается, что, выдерживая данную скорость при планировании, мы преодолеем наибольшее расстояние. Такую скорость, как и само качество самолета, определяет производитель и указывает в документации к самолету. Но стоит так же учитывать, что для разных масс она может быть разной.
Так, например, аэродинамическое качество Boeing 737-700 составляет около 14. Значит, при отказе двигателей на эшелоне FL390 (11,887 м) он сможет пролететь порядка 166 км, выдерживая наивыгоднейшую скорость. Это как если бы у вас отказали двигатели над Москвой, но вы смогли бы долететь почти до Владимира. Однако такие расчеты верны только в штилевых условиях, поскольку ветер вносит в планирование существенные коррективы.
Влияние ветра на дальность планирования
Дело в том, что ветер влияет на путевую скорость самолета (скорость относительно земли). Встречный ветер тормозит самолет, а попутный - наоборот подгоняет. И это соответствующим образом влияет на расстояние, которое преодолеет самолет за время планирования: встречный ветер уменьшает дальность планирования, а попутный - увеличивает. Это хорошо видно по графику.
Однако тут есть еще одна особенность: на дальность планирования при наличии ветра влияет еще и масса самолета. Более тяжелый самолет будет лететь с большей поступательной и вертикальной скоростью (чтобы не свалиться), следовательно, время планирования у него будет гораздо меньше, чем у легкого самолета, и ветер будет на него воздействовать меньшее время. Получается, что, например, при встречном ветре дальность планирования у тяжелого самолета будет больше, чем у легкого, а при попутном - наоборот.
На дальность планирования также влияет выпуск закрылков и обледенение: чем больше угол отклонения закрылков и интенсивнее обледенение, тем меньше становится качество и, соответственно, расстояние, на которое может спланировать самолет.
Рейс 143 AirCanada или «Планер Гимли»
В истории авиации существует довольно много примеров, когда во время полёта самолет терял тягу по тем или иным причинам. Но самый знаменитый случай - планер Гимли. Это неофициальное название одного из самолетов Boeing 767 авиакомпании AirCanada, полученное им после авиационного инцидента, произошедшего 23 июля 1983 года. Этот самолёт выполнял плановый внутренний рейс AC143 по маршруту Монреаль-Оттава-Эдмонтон, во время которого (вскоре после вылета из Оттавы) у него закончилось топливо и, как следствие, встали оба двигателя.
После продолжительного планирования лайнер успешно приземлился на неиспользуемом военном аэродроме «Гимли» в Манитобе. Все находившиеся на его борту 69 человек(61 пассажир и 8 членов экипажа) выжили.
Таким образом, даже если самолет потерял все двигатели, отчаиваться рано. Шанс на спасение еще есть и довольно высокий. Самолет сразу не упадает, а продолжит лететь пусть и с небольшим снижением. А у экипажа будет время подобрать аэродром поблизости.
———————————————————————
До новых встреч и хорошего полёта!