Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
«Штопор или штопорная бочка, волна», в авиации — особый, критический режим полёта самолёта или планёра, заключающийся в его снижении по крутой нисходящей спирали малого радиуса с одновременным вращением относительно всех трёх его осей[1]; неуправляемое движение самолёта на закритических углах атаки[2].
Штопору предшествует потеря скорости и сваливание. В ряде случаев предштопорное состояние сопровождается предварительной тряской. Введение самолёта в «штопор» является элементом ряда фигур высшего пилотажа, позволяющим быстро сбросить высоту, без угрозы превышения ограничения по скоростному напору. Пилотажные самолёты должны как просто вводиться в штопор, так и легко выходить из него (в том числе в плоский и перевёрнутый), а пассажирским и транспортным трудно входить в штопор и выходить из него.
Содержание
Классификация штопора
Штопор подразделяется по виду[3]:
- нормальный (прямой) — самолёт движется на положительных углах атаки.
- перевёрнутый (обратный) — самолёт движется на отрицательных углах атаки, то есть «пилот висит на ремнях».
По углу наклона продольной оси самолёта к горизонту[4]:
- крутой (50—90°)
- пологий (30—50°)
- плоский (<30°)
По направлению движения самолёта[4]:
- левый штопор — вращение против часовой стрелки,
- правый штопор — вращение по часовой стрелке.
По степени изменения средних параметров движения самолёта в штопоре от витка к витку:
- установившийся (устойчивый) — параметры практически неизменны,
- неустановившийся (неустойчивый) — параметры изменяются.
По характеру изменения параметров движения самолёта в процессе выполнения одного витка:
- равномерный — все параметры движения самолёта в режиме близки к своим средним значениям, изменение по времени угловых скоростей, углов атаки и скольжения небольшие.
- колебательный штопор — параметры движения самолёта изменяются значительно
Развитие штопора
Самолёт может попасть в штопор непроизвольно (например, из-за ошибки пилотирования или других причин) или может быть введён в него преднамеренно. Преднамеренный может использоваться для ознакомления лётчика с особенностями поведения самолёта в штопоре, обучения технике входа и выхода из него и также в рамках выполнения фигуры пилотажа.
Предпосылкой к попаданию самолёта в штопор является выход на закритические углы атаки или углы скольжения (аэродинамический подхват) и сваливание. Если происходит асимметричный срыв потока (например, вследствие скольжения или действия элеронов), то возникают моменты сил, придающие самолёту вращение вокруг осей. Если самолёт имеет хорошие противоштопорные характеристики, то вращение быстро затухает и происходит обычное сваливание, набор скорости и выход на нормальный режим полёта. В противном случае самолёт попадает в режим устойчивого вращения, при котором асимметрия обтекания усугубляется и затягивает самолёт в установившийся штопор.
В случае, если пилот попытается потянуть штурвал или РУС на себя, велика вероятность перехода в плоский штопор с большими углами атаки и угловыми скоростями вращения.
Опасность штопора
Эффективность управляющих поверхностей при штопоре падает, а быстрое вращение может привести к дезориентации пилота, что затрудняет выход из штопора. Существенное падение подъёмной силы приводит к быстрой потере высоты, что представляет значительную опасность, особенно на малых высотах полёта. Всё это требует от пилота умения избегать сваливания (если только нет цели выполнить штопор преднамеренно), распознавать предвестники сваливания и штопора (тряска, сигнал АУАСП и т. п.) и при возникновении штопора выводить из него самолёт на безопасной высоте.
При плоском штопоре воздушно-реактивные двигатели не получают необходимого набегающего потока воздуха, что может привести к срыву стабильной работы двигателя (помпаж), что ещё более затрудняет выход из штопора.
Выход из штопора
Существует несколько методов вывода самолёта из штопора в зависимости от воздушного судна и от типа штопора. Общий принцип всех методов: остановить вращение, увеличить скорость, восстановить эффективность рулей, прекратить срыв потока на обеих консолях крыла, переведя аппарат в нормальный полёт со снижением и набором скорости.
В процессе лётных испытаний опытных самолётов, чьи штопорные характеристики ещё не известны, для обеспечения надёжного выхода из уже развившегося (устойчивого) штопора применяются противоштопорные парашюты или ракеты.
Уилфред Парк
Впервые вывод из штопора, зафиксированный в авиационной истории, осуществил британский авиатор Уилфред Парк[англ.]. В августе 1912 года на аэродроме Ларкхил[англ.] при полете по аэродромному кругу его биплан Avro G[англ.] попал в непредумышленный левый штопор на высоте 210 метров (700 футов). Пытаясь уменьшить перегрузку, возникшую в штопоре, Парк полностью отклонил руль направления в сторону, противоположную направлению вращения самолета в штопоре, после чего ему удалось вывести самолёт на высоте 15 м из штопора. На тот момент обнаруженный Парком метод вывода не получил должного распространения и не стал изучаться в авиационных школах того времени.
Гарри Хокер
Первый задокументированный преднамеренный вход и выход из штопора осуществил австралийский авиатор Гарри Хокер летом 1914 года.[5]
Константин Арцеулов
Впервые в России преднамеренный ввод самолёта в штопор на аэроплане «Ньюпор-XXI»[6] осуществил 24 сентября 1916 российский военный лётчик Константин Константинович Арцеулов, внук художника-мариниста Ивана Айвазовского. На высоте 2000 м он два раза подряд вводил машину в штопор и благополучно выводил её[7][8].
Штопор на пассажирских самолётах
|
|