Скачать бесплатно

Сегодня довольно интересный и знаковый для меня день. Ровно год назад увидела свет моя первая и самая главная книжка – «Учебник виртуального пилота». Работа над ней заняла примерно два года, из которых второй год получился особенно напряженным – происходило много всего в личной жизни, а потому со свободным временем и подходящим настроением было туго.

Помимо очень важного для меня факта – посвящения книжки памяти моего отца, без которого я никогда не стал бы тем, кем стал, Учебник собрал в себе огромное количество наработок, накопленных за довольно долгий срок – порядка семи-восьми лет. В определенный момент разрозненные заметки на тему сравнения виртуального и реального полета превысили «критическую массу», и меня попросту понесло: Главы писались одна за другой, безжалостно выбрасывались и переделывались, структура книги полностью пересматривалась не менее пяти раз… Полная вычитка и правка производилась раз двадцать. Если сравнить конечный результат с первым наброском полуторалетней давности – разница удивительная.

И все же работа над книжкой была для меня большой радостью. Возможностью воплотить, оставить на бумаге самое лучшее и интересное, чему я научился в жизни. Я безжалостно правил текст, если он меня хоть немного не устраивал. Время и объем работы не имели значения – важен был только конечный результат. И глядя на него сегодня, год спустя, я могу с уверенностью сказать – все получилось.

Время не стоит на месте – текст годичной давности уже снова хочется шлифовать и переписывать, пополнять новыми идеями, корректировать с учетом накопленного опыта. Его оказалось немало – фактически, я на собственной шкуре проверил все сказанное в книжке, пока работал над канадской лицензией частного пилота. Но главное – подход оказался правильным. Все задуманное исполнилось, все предполагаемое оправдалось. Я ни в чем не подвел своих читателей.

И тем не менее, продолжения у этой книжки не будет. По крайней мере, на русском языке и для русскоязычного рынка. Причина тому банальна – пиратство, помноженное на своеобразную аудиторию.

Я прекрасно помню первую попытку рассказать о новой книжке – через публикацию небольшого объявления в дружественной фидошной эхоконференции. Немедленно некий шустрый мальчик заявил: «Чего зря болтаешь – скан на бочку!». Выглядело это настолько паскудно, что брезгливость не позволила ответить на данный комментарий. Объявление содержало предложение – первая сотня экземпляров раздавалась бесплатно, с просьбой отозваться, прокомментировать. Даже рассылка была за свой счет, меня интересовало – примут ли мои слова люди? Нужна ли моя работа только мне самому, или имеет самостоятельную ценность?

Конечно же я отдавал себе отчет в том, на что иду. Отчасти была надежда на то, что хорошо принятую работу можно будет издать уже более крупным тиражом, и возможно даже «отбить» его, чтобы не платить из своего кармана. Если уж на то пошло, первый тираж был вообще оплачен мне в подарок, и рассылкой занимались любящие и уважающие лично меня люди, работавшие за совесть.

Но потом изначально русское стремление бескорыстно делиться лучшим уникально переплелось с современной вакханалией стяжательства. Я дарил людям книжки, а люди сканировали их и выкладывали в сеть. Владельцы сетевых библиотек грызлись друг с дружкой, называли себя благодетелями человечества и зарабатывали на баннерах. Любители скачивать «бесплатные» книжки благодарили своих благодетелей. Милые земляки ежедневно утаскивали сотни коряво сосканированных PDF, и громогласно высказывали анонимное мнение об авторе и его работе. Наблюдать и читать это было весьма занимательно.

Десяток человек из числа получивших первые экземпляры, написал в ответ – кто-то просто похвалил, кто-то дал действительно ценные комментарии. Еще десяток экземпляров потеряла российская почта – естественный для отечественных учреждений процент «усушки и утруски». Остальные книжки тихонько расползлись, но весь тираж оказался просто смехотворным по сравнению с сетевой скачкой. Она полностью обеспечила весь потенциальный «рынок», освободив меня от необходимости заниматься допечаткой и распространением последующих тиражей.

Ситуация предельно логична. Себестоимость производства и распространения физической копии книжки, не говоря об оригинале, несопоставимо высока по сравнению с себестоимостью «производства» скана и заливки на «библиотечный» сайт. Какие-то вещи, например автомобили или картошка, защищены от пиратства именно дороговизной воспроизводства и распространения. А другие вещи, например книжки – наоборот. Было бы забавно заставить платить за воспроизводство книжки эквивалентом времени, сил и денег, затраченных на создание оригинала, но увы – никак не получится. Такая вот незатейливая арифметика.

Проглотив очевидное, я решил выложить книжку в виде сайта – просто потому что убогие сканы с отсутствующим форматированием негативно влияли на восприятие содержания Учебника. Более того, формат блога позволял комментировать главы. Однако пиратские сайты аккуратно проставляли «линк» на самих себя под видом ссылки на оригинал книжки, а скромная посещаемость блога в связке с премодерацией и нежеланием русскоязычных граждан оставлять неанонимные отзывы привела к впечатляющему результату – ноль комментариев.

Если бы я не видел отзывов на книжку в форумах, не получал удивительно хорошие письма от благодарных читателей, и не общался напрямую с заинтересованными людьми на предмет отзывов и предложений, зрелище бы получилось просто удручающее. Но в конечном итоге, стало ясно – живого диалога не получится, а значит формат блога себя исчерпал. Комментарии были выключены, и появился линк:

Скачать учебник виртуального пилота

Это не корявый скан, а сгенерированный из авторского макета PDF. Продолжения не будет – уж извините, земляки. Такой подарок можно делать только раз в жизни. Спасибо всем тем, кто ответил добром на добро!

Posted in Условия публикации | Tagged | Comments Off on Скачать бесплатно

Продолжение следует

Эта книга была целиком и полностью посвящена процессу управления самолетом. Но в реальности развороты, взлет и посадка занимают лишь малую часть от общего времени пребывания в небе. Даже простенький перелет с одного аэродрома на другой потребует знаний из области навигации и радиообмена. Расчет заправки топливом и максимального взлетного веса окажутся безусловно необходимыми, а скучные и сложные навигационные приборы станут намного важнее пилотажных. Ветер из неприятной помехи на взлете и посадке превратится в естественную составляющую полета.

Тем не менее, способность чувствовать самолет как свое собственное тело является основой безопасного, уверенного перемещения по воздуху. Именно поэтому мы издевались над огромными, скоростными машинами, наматывая на них круги на малой высоте и крутя не свойственные им пилотажные фигуры. Задача была в том, чтобы развить в себе чувство полета, осознать как нечто само собой разумеющееся базовые принципы управления летательными аппаратами.

Многократно повторенные, отточенные до элегантности задания из предыдущих глав должны убрать страх перед машиной, небом. Заранее выработать четкое неприятие опасных и глупых действий. Дать возможность «наиграться» всласть так, чтобы не возникало соблазна рисковать собой и другими людьми, экспериментируя в настоящем небе. Приучить пилотировать уверенно и спокойно.

Даже если человек просто провел несколько сот часов, развлекаясь откровенно «игрушечными» полетами, его восприятие летной работы будет на порядок более четким, чем у не имеющих такого опыта и знакомых с пилотированием лишь по книжкам. Если же сочетать такое чтение и осознанные эксперименты в виртуальных небесах с внятно сформированной методикой самообучения, пользы будет на порядок больше. С таким багажом не стыдно появиться на аэродроме – более того, иногда придется доказывать недоверчивому инструктору, что ты действительно в первый раз в жизни выполняешь разворот на горке или перехватываешь вектор VORа на настоящем самолете!

Слабое моделирование физики полета домашними симуляторами вкупе с личными особенностями обучающегося, конечно, способны преподнести неприятные сюрпризы в момент перехода к тренировкам в настоящем небе. Но на фоне общей массы знаний эти шероховатости будут легко устранимы. Именно поэтому так полезно сочетать работу над заданиями дома с поездками на аэродром – многие ошибки будут исправлены загодя, не успев превратиться во вредную привычку.

Предварительное обучение на симуляторе способно очень сильно сократить время наземного обучения в летной школе и заметно уменьшить минимально количество часов налета с инструктором. Прогресс будет зависеть только от способности к самостоятельной работе, внимательности к объяснениям и умению воспринимать происходящее в общем контексте, а не в виде разрозненных событий и явлений.

Кульминацией традиционного обучения является первый самостоятельный вылет. Виртуального летчика этим не удивишь – он и так постоянно летает один. Поэтому речь будет идти скорее об оттачивании базовых навыков на практике. Как только уверенность в себе станет сопоставима с реальными способностями, пора переходить к следующему этапу – полетам по маршруту. Этому посвящена следующая книга из серии учебников для виртуального пилота…

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Продолжение следует

Авиалайнеры

Тяжелые реактивные авиалайнеры – венец современной авиации. Быстрее и выше их летают только боевые машины, но на эти полеты тратятся громадные деньги, в то время как на пассажирских и транспортных перевозках они зарабатываются. Более сложная организационная инфраструктура найдется разве что в космонавтике, но это уникальная отрасль. Вокруг авиалайнеров кипят серьезные политические страсти, далеко не каждой стране доступно строить и продавать их. Если такой самолет разбился, огромное число одновременных смертей, не говоря о материальных убытках, вызывает сильнейший отклик в прессе.

Подавляющее большинство мечтающих о карьере капитана воздушного судна людей никогда не смогут добраться до заветного штурвала – слишком высока ответственность, суровы требования к здоровью, дорого стоит обучение. Многим из нас просто нет смысла ставить на кон свою судьбу, пытаясь стать пилотом авиалиний – риск сойти с дистанции на полпути высок, а зарплата, пусть даже довольно приличная, сопоставима с зарплатой любого другого серьезного специалиста.

И тем не менее соблазн порулить огромной реактивной птицей очень велик! Умение пилотировать авиалайнер включает в себя практически все ранее приобретенные нами навыки, возможность задействовать их одновременно крайне привлекательна. Пусть даже кресло капитана окажется недоступным – симулятор позволит воспроизвести его работу достаточно правдоподобно. А полученная при этом тренировка очень пригодится потом, когда в наших руках окажется штурвал более простого самолета.

Что выделяет авиалайнер среди других летательных аппаратов?

Современные пассажирские самолеты работают десятилетиями, их сдают в аренду и перепродают из одной авиакомпании в другую, а под конец карьеры переделывают в транспортные машины и дожимают остаток экономической эффективности, возя самые разнообразные грузы. В результате лайнеры с самого начала строятся с большим запасом живучести и надежности, в расчете на длительную эксплуатацию.

Их летные характеристики должны быть максимально нейтральны, без малейших вредных привычек. Даже очень средний в плане рефлексов пилот должен быть способен справиться с управлением, не говоря о тщательно отобранных и подготовленных мастерах своего дела. Машина должна прощать грубые ошибки, выдерживать жестокие условия эксплуатации в самых разнообразных климатических зонах, переносить техническое обслуживание любого, порой не самого лучшего уровня.

Конечно же, далеко не все когда-либо созданные пассажирские самолеты сочетают в себе такой набор замечательных качеств. Именно поэтому за всю историю создано не более нескольких десятков машин, способных гарантированно приносить деньги своим владельцам. Все они по-своему похожи друг на друга, их пилотирование и летные характеристики также очень близки.

Но при всей схожести, в каждом конкретном случае дизайн кабины и небольшие особенности пилотирования отличаются, а эксплуатационные режимы у авиалайнеров очень напряженные и сложные. В результате к новой машине приходится долго привыкать, исследуя до мелочей сложнейшую бортовую начинку, тщательно отрабатывая каждый элемент полета.

Для первого знакомства лучше всего взять небольшие авиалайнеры, рассчитанные на небольшие по продолжительности полеты и скромное число пассажиров. Например Fokker 28 или BAC 1-11. Скорости и режимы пилотирования у них соответствуют более крупным самолетам, но при этом отклики на движения рулей поживее и инерции поменьше.

Полет по кругу: Это не самый подходящий режим для реактивного самолета. Он характеризуется чрезмерным расходом топлива, видимость из кабины ограничена, заход приходится строить издали, напрягая зрение. В жизни большинство реактивных лайнеров садится по приборам и почти никогда не кружит над аэродромом, но сейчас нам нужно разобраться с поведением нового летательного аппарата – так что без полета по кругу не обойтись.

Выбираем аэродром с широкой длинной полосой – не менее двух ки­лометров. Все подходы к ней должны идеально просматриваться. Пого­ду настраиваем как можно более «настоящую», с легким и порывистым бо­ковым ветерком, хорошей видимостью. Ставим самолет на стоянку и за­пускаем двигатели. Процедура знакома, никаких осложнений не должно возникать. Рулевое колесо поворачивается специальным штурвальчиком – педали будут управлять только аэродинамическим рулем поворота.

В отличие от привычных нам самолетов, реактивные лайнеры требуют постоянной балансировки. Для взлета надо переставить управляемый стабилизатор в одно положение, для крейсерского полета в другое, для посадки в третье и т.п. Симулятор упрощает эти действия, сводя все к «триммированию», но пытаться летать на руках не надо. Если не настроить самолет, он просто не взлетит! Так что выставляем стабилизатор или триммер в нужное положение и выпускаем механизацию крыла на указанный в документации угол.

Разгон умеренно быстрый, эффективность рулей позволяет поднять нос задолго до того, как крылья смогут нести машину. Если поторопиться, самолет просто ударится о землю хвостом и потеряет скорость из-за аэродинамического торможения, но не взлетит.

Современные аэродромы почти всегда окружены застройкой. Обычно считается необходимым рисковать жизнями пассажиров ради снижения уровня шума на земле. Для этого сразу после отрыва самолет переводится на максимальный угол атаки и уходит на определенную высоту. Повышается расход горючего и растет риск сваливания в случае отказа, но тем не менее именно этот способ взлета сегодня общепринят.

На симуляторе нет никакого смысла рисковать, поэтому отработаем обычный взлет. Плавно поднимаем нос на 10-12 градусов и триммируем машину в таком положении. По достижении взлетной скорости, смотрим на вариометр. Как только стрелка пошла вверх – убираем шасси и постепенно переводим закрылки в полетное положение.

Слишком высоко забираться и разгоняться не надо. Высота – не более километра, скорость процентов на 20-30 больше минимально разрешенной для выпуска механизации. Продолжаем лететь по курсу полосы, удаляясь на расстояние около 10-15 километров (это считанные минуты полета), после чего начинаем процедурный разворот.

Это последний из стандартных маневров, который мы пока не изучили. Смысл его в том, чтобы изменить направление полета на обратное за четко заданное время. Обычно выполняется разворот по профилю 45/180, иногда для ускорения можно сделать 80/260 (цифры означают угол смены курса). Разворот всегда скоординированный, без набора или снижения, двух- или четырехминутный по шкале указателя поворота.

В первом случае мы отворачиваем в сторону, обычно влево, и летим этим курсом ровно минуту. После этого разворачиваемся назад и смотрим на подплывающую спереди-сбоку полосу. Доворачиваем оставшиеся до нее 45 градусов «на глазок» и начинаем заход на посадку.

Во втором случае мы поворачиваем влево почти на прямой угол, а потом сразу перекладываемся в долгий вираж вправо, пока не окажемся носом к полосе. Точность первого способа выше, но второй несколько проще в выполнении и занимает меньше места и времени.

Длинное стреловидное крыло обладает достаточно неприятными характеристиками  сваливания, а сложная балансировка затрудняет вывод из штопора. Поэтому срыв очень медленный и тягучий, причем машина с большим запасом сообщает о выходе на опасный режим и изо всех сил старается помочь выйти из него с минимальными потерями. Но если все-таки довести дело до штопора, вывести будет очень трудно, если вообще возможно.

На вираже обычно не проявляется скольжение, эти машины практически не требуют педалей. А на заходе, даже при полностью выпущенной механизации и убранном газе, происходит разгон. Его можно приостановить выпуском воздушных тормозов, но лучше все-таки повнимательнее строить глиссаду, заходя на посадку не слишком круто и не слишком быстро. Вдобавок симулятор часто имитирует только полный ход тормозов, хотя в жизни их можно выставлять во множество промежуточных положений, достигая более высокой точности управления.

Снижение регулируется небольшим и плавным изменением тяги, довольно активно используются воздушные тормоза. Машина тяжелая, так что задирать нос перед касанием нет смысла – затормозить не получится. Наоборот, самолет просядет и тяжело ударится основными стойками, а то и хвостом о землю. Вытянуть моторами тоже не получится – велика инерция и мала приемистость.

Последовательно выпускаем закрылки, потом шасси и снова закрылки – на все больший угол. Каждому положению механизации соответствует четко заданный диапазон скоростей полета, поэтому рукоятка выпуска механизации и штурвальчик триммера задействуются гораздо больше, чем штурвал. Балансировка продолжается непрерывно, вплоть до самого касания.

Ощущение в момент приземления такое, будто «подковыриваешь» полосу носом, приподнимая его и опускаясь на главные стойки. Газ убирается в самый последний момент, когда основные колеса уже катятся по полосе, а нос все еще летит. Если при этом вертикальная скорость была слишком высокой, нос с размаху шмякнется о полосу.

Экранный эффект от мощной механизации очень сильный, а самолет обтекаемый. Если сразу не приземлить его, то можно долго скользить над полосой, гася остаток скорости. Но достаточно поставить колеса на землю и начать торможение ими, чтобы дистанция пробега получилась в несколько раз меньше, чем при попытке растормозиться «об воздух».

Боковой ветер парируется креном на заходе и скольжением – на выравнивании. Если моторы висят под крылом, то есть риск ударить ими о полосу, поэтому некоторое боковое смещение в момент касания нормально. Как только основные колеса оказались на земле, полностью выпускаем воздушные тормоза и плавно опускаем нос. Сразу после этого начинаем торможение колесами. Современные авиалайнеры часто оборудованы специальной системой, исключающей проскальзывание и блокировку колес, а также позволяющей настраивать степень энергичности замедления.

Наращиваем вес: Попрактиковавшись на небольших машинах, переходим ко все более тяжелым. Ту-134, Caravelle, DC-9, Boeing 727, Trident. Серьезный вес потребует особого внимания и аккуратности. Кроме привычных кругов над аэродромом, пробуем полеты на потолок и скорость, а заодно отрабатываем срывные режимы – но только и исключительно на большой высоте и в отличную погоду.

Несимметричные отказы лучше отработать на многомоторных самолетах – DC-8, Ил-62, Boeing 707, VC 10. Двигатели Ильюшина и Виккерса установлены по пакетной схеме, зато Боинг и Дуглас несут их вдоль всего крыла – на радость тренирующегося. Эти машины рассчитаны на трансконтинентальные перелеты, по сути они представляют из себя огромные летающие баки. Вес топлива может превышать вес конструкции самолета, зато при неполной заправке разгон и набор высоты невероятно стремительны для таких громадин.

В зависимости от количества топлива и пассажиров на борту сильнейшим образом меняются все настройки – угол установки стабилизатора, скорости на всех режимах, степень просадки при уборке газа, поведение на большой высоте, срыв и вывод из него… Таким самолетом практически невозможно безопасно управлять, не имея представления о его точной массе в каждый конкретный момент. Придется внимательно изучить таблицы скоростей и весов, привыкнуть гибко адаптировать технику пилотирования в зависимости от загрузки.

На реактивных лайнерах обычно устанавливается система реверса, действующая за счет отклонения струи газов вперед под углом. Она несколько менее эффективна по сравнению с реверсом пропеллеров, но тем не менее помогает существенно сбросить скорость в начальной стадии пробега.

Экспериментируем с разными весами, пробуем взлеты и посадки с длинных или коротких полос, в горах и на островах, в полярных областях и тропиках. Симулятор даст возможность создать огромное количество комбинаций из погодных условий, а тяжелые машины наглядно покажут, как эти условия влияют на управляемость и устойчивость. Например, полет по кругу в жаркий день из аэропорта La Paz в Боливии обеспечит массой информации к размышлению о предельно допустимых скоростях, весах и аккуратности движений рулями при работе на большой высоте.

Пилотаж: Может показаться, что удел авиалайнеров – скучная работа воздушных автобусов или грузовиков, но это не совсем так. Даже очень тяжелые и хрупкие самолеты могут выполнять фигурные полеты, если грамотно дозировать перегрузки и скорости. Например, итальянские пилоты часто показывают на авиашоу эффектный пилотаж на небольшом турбовинтовом транспортнике Alenia G.222. Мне лично доводилось видеть аналогичный комплекс, выполняемый мастерами из ОКБ Антонова на реактивном Ан-72: Косые петли, бочки, развороты на горке… А во время демонстрации прототипа Boeing 707, пилот Alvin Johnston выполнил на нем управляемую бочку с небольшой постоянной перегрузкой и выводом на высоте чуть меньше 200 метров от земли. Машина пережила этот полет без повреждений, но пилота попросили больше так не делать.

После первых опытов с тяжелыми реактивными самолетами трудно поверить, что они способны планировать без помощи двигателей – но это так. В 1983 году Boeing 767 компании Air Canada аварийно сел на старом военном аэродроме. Вследствие ошибки при расчете необходимого горючего лайнер остался без топлива посреди полета. Часть приборов выключилась и в руках пилотов оказался огромный планер с 69 живыми душами на борту. Во время захода пришлось использовать скольжение, так как часть механизации не работала. Носовая стойка сложилась, потому что ее замок не сработал в аварийном режиме, но тем не менее все остались живы. Место действия – аэродром Gimli, бывшая авиабаза канадских ВВС.

Симулятор позволит крутить виражи вокруг небоскребов и пролетать на огромных авиалайнерах под знаменитыми мостами. Сажать скоростные, тяжелые машины на таких аэродромах, которые в реальности были бы закрыты для подобных посадок и крутить сложный пилотаж на последних каплях горючего – для уменьшения взлетного веса… Все это крайне полезно для исследования границ допустимого, так что здесь реальные пилоты могут только позавидовать виртуальным.

Специфика симуляции: Как правило, крупные и тяжелые самолеты моделируются наиболее тщательно. Уровень детализации и правдоподобность работы бортовых систем приближаются к профессиональным симуляторам.

Несмотря на это, все ограничения в области сложных аэродинамических режимов и эффектов продолжают присутствовать. Срыв, снос, скольжение, реакция на перевес или смещение центровки по-прежнему далеки от идеала.

Поскольку большую часть времени лайнеры проводят на огромной высоте, меньше нагрузка на видеокарту из-за меньшего числа объектов. В то же время моделирование современных аэропортов и навигационных систем сильно увеличивает нагрузку в самый неподходящий момент – при выполнении захода на посадку. При желании можно сильно нагрузить видеокарту и в высотном полете, заполнив небо массой красивых пушистых облаков.

Игрушечная поверхность земли обычно настолько прочна, что позволяет запросто сажать огромные и быстрые машины мимо полосы. Либо, наоборот, моделируется «взрыв по заказу», если скорость выше минимума, а модель находится за пределами бетонки.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Авиалайнеры

Планер

Эта глава может показаться неожиданной, стоящей не на своем месте – зачем после буйства скоростей и тяжеленных машин забираться в тесную кабинку «пластмассовой игрушки»? Но на самом деле, только парящие полеты способны научить по-настоящему чувствовать полет, воспринимать его как привычную часть жизни. Воздушный водитель «летает», пока работает мотор, а планеристу для полета достаточно одного неба!

Планер хрупок, но по-настоящему сильные воздушные потоки, необходимые для его полета, встречаются только в горах. Взять грубой силой здесь не получится – придется действовать аккуратно, понимая происходящее вокруг.

Необходимость крутить спирали в восходящих потоках воздуха невероятно отточит мастерство выполнения виражей и способность пилотировать на грани срыва. Умение накапливать и грамотно расходовать кинетическую энергию приучит продумывать будущий полет от взлета до посадки, постоянно помнить об аэродинамическом качестве, скорости и высоте. Планер кажется инертным и неповоротливым, как большой самолет, но при этом способен мгновенно разгоняться или медленно плыть над землей, практически без снижения. А фигурный полет на такой хрупкой и стремительной машине способен раскрыть новые горизонты даже для опытного пилотажника!

Уже самое начало полета на планере – буксировка – потребует отличной реакции и филигранной техники пилотирования, а шасси с одним-единственным колесом заставит грамотно и безошибочно действовать на посадке.

Права на ошибку при выполнении маневра нет, а вокруг, как прави­ло, горы. Расчет захода, долет, перелет, снижение и набор высоты – все эти навыки вынужденно доводятся до очень серьезного уровня. Посадка вне аэродрома на неподготовленную площадку для самолета – аварийная си­туация. Для планера – обычное дело. Не то чтобы это доставляло особен­ное удовольствие, но порой приходится рисковать, а погода подводит.

Вместо отслеживания температур и оборотов двигателя, внимание планериста приковано к малейшим оттенкам освещенности и цвету земной поверхности, движению крон деревьев и отклонению дыма из труб. Температура и влажность воздуха и почвы, сочетание лесных массивов и полей, водоемов и застройки – все это оказывает влияние на горизонтальное и вертикальное перемещение воздушных масс. Планерист обязан уметь пользоваться гигантским, постоянно меняющимся воздушным океаном так, чтобы лететь по выбранному маршруту максимально быстро, заставляя работать на себя саму природу.

Именно полеты на планере превратят ползающего вокруг родного аэродрома летуна в человека, способного самостоятельно находить дорогу в небе даже после сотен виражей, с минимумом навигационных приборов. Постепенно выработается своеобразное чутье, позволяющее не глядя знать: где находится аэродром, сколько осталось до земли, какова скорость, какие участки неба подходят для полета, а какие создадут ненужные помехи?

Планеризм – это вершина искусства полета, удивительное сочетание техники и человеческого таланта, колыбель летного мастерства. Можно специализироваться на любых летательных аппаратах, полет на планере все равно будет полезен и интересен. Не говоря о том, что безмоторное парение дает настоящему летчику уникальное ощущение единения с небом, недостижимое на других машинах.

Треугольный маршрут: Втискиваемся в узкую кабину планера. Притягиваем ремни, пробуем рули. Нас накрывает длинный пластиковый фонарь, становится тихо. Где-то впереди сбоку выкатывается, раскачиваясь на кочках, самолет буксировщик. Помощник цепляет трос к замку планера и уходит в сторону, чтобы помочь нам приподнять крыло перед разбегом.

Самолет начинает тянуть, грохот шасси почти мгновенно сменяется свистом ветра, и вот мы в воздухе, а буксировщик еще только начал разбег! Немедленно ручку от себя, заставляем планер буквально «рыть носом землю», не давая ему подняться. Скорость растет, вот уже и буксировщик взлетел… Постоянно возникает желание самостоятельно наводить нос планера на хвост буксировщика, но с этим прекрасно справляется трос, наше дело – не уходить слишком далеко в стороны и не задирать чужой хвост.

День теплый, даже жаркий. Воздух так и кипит многочисленными невидимыми «кочками». На самолете мы бы их особенно и не заметили, но крыло планера ловит даже самый крохотный поток воздуха и подскакивает на нем. Постепенно буксировка начинает превращаться в пытку и только опыт позволит спокойно, не напрягаясь, длительное время  идти на тросе за буксировщиком.

А вот и отцепка. Глухой удар – трос отскочил вперед, буксир качнул крылом и провалился куда-то вниз. Не важно, наша задача в другом. Мы ищем облака! Большие клубы пара, сконденсировавшиеся над разогретой землей. Под ними стоят, наклонившись, гигантские невидимые «колонны» восходящего воздуха. Нам нужно влететь в одну из них, встать в вираж и подняться вместе с этим потоком повыше.

Постоянное кружение, попытка правильно угадать: где поток сильнее, а где уже вот-вот рассеется? Все это накладывается на необходимость ориентировки на местности. Мы же не просто так взлетели, нужно пройти по маршруту. Он начинается над нашим аэродромом, проходит над лысой горой вон там, у самого горизонта, потом идет к вовсе не видимой отсюда деревушке, и наконец возвращается обратно к аэродрому. Все это расстояние нужно пролететь как можно быстрее, не имея на борту ни капли горючего, пользуясь для навигации только собственными способностями к ориентированию в небе.

При всей кажущейся простоте, этот «треугольник» дастся не просто, не сразу и не каждому. Способность интуитивно понимать движения воздуха одновременно с умением ориентироваться на местности и отточенной техникой пилотирования, присущи далеко не всем. Если человек способен держаться в небе только силой мотора и не разбивается лишь в идеальных погодных условиях – ему место в пассажирском салоне, а не пилотской кабине. Тем более кабине планера.

Специфика симуляции: Обычно виртуальное небо симуляторов смоделировано слабо, взаимодействие его с рельефом еще хуже. А уж такие тонкости, как перепады температуры и изменение вертикальной скорости потоков воздуха над разными типами поверхности, вообще изображаются только в специальных симуляторах. Лучшим из них на сегодняшний день является уже упоминавшийся Condor, хотя более или менее правдоподобные условия для парящих полетов можно настроить и в других играх.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Планер

Корабельная авиация

Выполнение взлетов и посадок на малокрылых машинах помогает отточить навыки пилотирования, привыкнуть действовать решительно и быстро в крайне жестких условиях лимита времени и избытка скорости. Полеты с палубы авианосца добавляют к этому необходимость управлять самолетом предельно точно и единообразно, исключая право на ошибку.

Плавучие аэродромы существуют столько же, сколько и сами самолеты, но более или менее надежные способы осуществления взлета и посадки с кораблей появились лишь между двумя мировыми войнами. На уровне концепции, полеты с палубы выполняются следующим образом:

  • Авианесущий корабль идет с максимальной скоростью против ветра
  • Самолет стартует с палубы вперед, ему может помогать катапульта
  • К скорости разбега суммируются скорости корабля и ветра
  • На посадке пилот зацепляет специальным крюком тормозные тросы
  • Касание в режиме парашютирования, на мягкое и прочное шасси

С учетом развитой механизации крыла, избыточной тяги двигателя, устойчивости на предельно малых скоростях и больших углах атаки, а также особой конструкции шасси, оказывается возможным уверенно и в массовом порядке запускать и приземлять машины на предельно короткую «взлетную полосу» плавучего аэродрома.

Развитие авианосцев и летающих с них самолетов можно условно разделить на три эпохи – экспериментальную, поршневую и реактивную. Каждой из них присущи особые технологии, особенности организации полетов и способы пилотирования.

Останавливаться на экспериментальной эпохе нет особого смысла. Многочисленные странные и опасные решения ничему особенному не научат, а найти более-менее похожие симуляторы той поры почти невозможно. Поэтому мы остановимся на двух главных этапах развития палубной авиации – до и после Второй Мировой войны.

Поршневая эра: Палубы авианосцев того времени были прямыми и узкими. Готовые ко взлету машины выкатывали на корму и постепенно выпускали в небо. После этого корма расчищалась для посадок, в ожидании возвращения взлетевших самолетов, а приземлившиеся собирались на носу корабля. Оттуда их постепенно убирали в ангар под палубой.

Для придания ускорения на разбеге использовались гидравлические катапульты. По палубе в специальной длинной щели скользил бегунок, идущие от него тросы цеплялись к силовой конструкции самолета, обычно в районе узлов крепления главных стоек шасси. После взлета трос отцеплялся от машины и падал в море.

Развиваемый катапультой импульс вместе с тягой мотора разгонял взлетающий самолет до скорости около 160 км/ч за несколько секунд. Тем не менее для основательно загруженных машин этого не всегда хватало, и пилотам приходилось серьезно рисковать в первые мгновения после отрыва. Как правило, взлет производился с открытым фонарем кабины – чтобы успеть выбраться в случае аварийного приводнения.

Выводим двигатель на максимальный режим, заранее даем педаль против выката и отпускаем стопор. Моторы мощные, реактивный момент от винта сильный, и хотя тросы катапульты слегка помогают удерживать направление на разбеге, потанцевать на педалях все равно придется как следует.

Чтобы не сорваться на малой скорости, при взлете выпускаются закрылки. Сразу после отделения от палубы может произойти просадка, поэтому ручку понадобится тянуть на себя – ровно настолько, чтобы не свалиться. Если самолет все-таки просядет, то десяток метров до водной поверхности промелькнет очень быстро… Не допускаем этого, убираем шасси и натужно вытягиваем машину в горизонтальный полет, медленно набирая скорость.

Полет по кругу строится как обычно. На заходе учитываем очень эффективную механизацию крыла – глиссада получается крутой. Заходить издали нельзя, потому что корабль будет «убегать» от нас. Соответственно заходим со значительным перелетом и потом тянем мотором так, чтобы удержаться на режиме стабильного, равномерного снижения. Целимся при этом в кормовую часть корабля.

Вместо выравнивания, перед касанием нужно просто поднять нос самолета, чтобы он плюхнулся на палубу в посадочном положении. Это делается нарочно, шасси обязано выдерживать очень высокие ударные нагрузки. Обычный самолет при таком касании неизбежно подскочит, но гидроамортизаторы палубной машины проглотят удар, обжимая стойки на невероятно большой ход. По мере накопления опыта можно научиться немного смягчать касание, но посадка все равно должна быть жесткой – плыть над палубой нельзя! При некотором опыте получается «подковыривать» палубу хвостом на выравнивании, заведомо срывая машину в момент касания.

Для торможения используются четыре стальных троса, лежащих поперек палубы. Если наехать на них колесами, ничего особенно страшного не произойдет – расстояние от троса до палубы обычно меньше толщины покрышки главных колес шасси.

Тормозной крюк, которым нужно зацепиться за эти тросы, выпускается из-под брюха или из хвостовой части самолета. Он подпружинен и свисает значительно ниже колес, если самолет находится в посадочном положении. Зацепка происходит еще до касания палубы, при этом тормозной трос сначала свободно, а потом со стремительно возрастающим усилием вытягивается вслед за самолетом, тормозя его вплоть до полной остановки. Если по какой-либо причине зацепки не произошло, нужно немедленно дать полный газ, подобрать закрылки до взлетного положения и постараться уползти обратно в небо. Приемистость поршневого двигателя вместе с избыточной мощностью здесь очень помогают.

Качество посадки оценивается по зацепленному тросу. Идеальным считается третий, считая от кормы корабля. Если пилот зашел с недолетом, крюк подцепит ближайшие к корме, первый или второй тросы. Если перелетел – четвертый. Недолет опаснее, так как при этом можно просесть ниже уровня палубы и врезаться в корму авианосца. Отвернуть не удастся, она широкая. Перелет же чреват потерей скорости и скатыванием в море.

Обзор вперед на глиссаде заслоняется объемистым капотом мощного двигателя, по бокам видно только море. Если механизация не позволяет выполнить крутой заход, при котором на протяжении всей глиссады будет видна палуба корабля, придется заходить по дуге, глядя на авианосец вперед и вбок. Сама глиссада при виде сбоку будет по-прежнему прямой, дуга описывается в горизонтальной плоскости – фактически вместо четвертого разворота, заход выполняется прямо из третьего.

Часто пилоты приподнимали сиденье или открывали фонарь кабины, выглядывая сбоку. А с палубы им подавал сигналы флажками и по радио следящий за точностью выполнения захода офицер. Симуляторы редко моделируют такие детали, так что лучше привыкнуть рассчитывать «кривую» глиссаду либо заходить с небольшим скольжением то в одну, то в другую сторону, выглядывая вперед мимо капота.

Для начала нужно потренироваться на самых удобных машинах, например японском Mitsubishi Zero. Этот самолет отличается отличным обзором и устойчивостью на малых скоростях полета, прочным шасси и гармоничным управлением. Садиться на нем легко и удобно, а отличное соотношение веса и мощности позволяет взлетать без катапульты при достаточно сильном встречном ветре.

После этого можно попробовать конкурента Зеро – Grumman Wildcat. Эта машина хорошо ведет себя на малых скоростях, но обзор из кабины плох, а узенькое шасси очень усложняет жизнь на посадке и при взлете. Заход по дуге лучше отрабатывать на Hawker Sea Hurricane – неуклюжий самолет с длинным носом не позволит сесть по-другому.

На закуску рекомендую побороться с Vought Corsair. Эта машина была разработана для моряков, но летали на ней, в основном, с суши. Причина тому в отсутствующем обзоре вперед, прескверном поведении на малых скоростях и прыгучем, жестком шасси с очень короткой базой. Единственное, что хорошо в Корсаре – это мощнейший двигатель, позволяющей уйти на второй круг без лишних проблем.

Реактивная эра: Взлетная и посадочная скорость реактивных самолетов в полтора-два раза больше, чем у поршневых. Вес этих машин больше в два-три раза. Механизация крыла гораздо более эффективна, а обзор из кабины лучше, но особенностей эксплуатации все равно хватает.

Первое, что бросается в глаза, это «косая» посадочная палуба авианосца, смотрящая в сторону от курса корабля. Такая конструкция обеспечивает одновременные взлеты и посадки. Кроме того уменьшается вероятность опасной ситуации, когда не сумевший зацепиться за тросы самолет влетает в приземлившиеся перед ним машины.

Размер новых авианосцев увеличился, а заходящему на посадку пилоту приходится учитывать наличие постоянного небольшого бокового ветра. Если раньше авианосец представлял собой огромное «поле» с относительно небольшими надстройками, то теперь количество надстроек выросло. Обтекающий их поток воздуха заметно закручивается, создавая дополнительную турбулентность над палубой. Тяжелые и быстрые машины реагируют на нее вяло, но тем не менее эффект присутствует.

Для ускорения разбега используется паровая катапульта. Ее бегунок цепляют прямо за носовую стойку трехколесного шасси. Разбег получается простым и устойчивым, а возросшая мощность достаточна для запуска даже очень увесистых и скоростных машин. Катапульт на палубе теперь как минимум две – соответственно можно осуществлять два запуска одновременно. Взлетающие машины сразу после разделения выполняют маневр «роспуск», расходясь в стороны друг от друга.

Посадочные тросы остались практически неизменными, разве что могут выдержать и растормозить гораздо большую нагрузку. Вдобавок к тросам, сразу после них может натягиваться специальная сеть для поимки по какой-либо причине не зацепившейся за тросы машины.

Кроме офицера с флажками и радио, в кабине самолета и на корме авианосца теперь установлены специальные оптические и радиотехнические системы, позволяющие точно выдерживать траекторию глиссады.

Оптическая система представляет из себя набор линз, меняющих цвет при смещении самолета относительно заданной оси глиссады. В кабине устанавливаются приборы наподобие прицела, также указывающие на отклонение от идеальной траектории. Кроме того, радиотехническая система «слепой» посадки позволяет выйти на авианосец даже в условиях полного отсутствия видимости, когда корабельная оптика с воздуха не видна. Мы поговорим об электронных приводных системах в другой раз, а пока что достаточно научиться пользоваться оптикой.

Сама по себе посадка не отличается от прежней – самолет как и раньше влетает в палубу со значительной вертикальной скоростью, практически парашютируя под тягой. Отличный обзор из расположенной высоко впереди кабины помогает удобно определять момент касания и видеть палубу на протяжении всего захода, а прочное и мягкое, проглатывающее сильнейшие удары шасси не дает машине козлить. Впрочем, возросшие масса и скорость требуют определенной осторожности в момент касания – легко зайти слишком быстро или плюхнуться на палубу так размашисто, что колеса не выдержат.

Проще всего отрабатывать полеты реактивной эпохи на истребителях последних поколений – оптимально на сравнительно легком F-18 Hornet. Если же захочется острых ощущений, достаточно откатиться на пару десятилетий назад. DH Sea Venom, Vought Cutlass или MD Demon, особенно летающие с прямой и короткой палубы авианосца старого образца, обеспечат массу незабываемых впечатлений!

Специфика симуляции: Жесткость, прочность и эластичность шасси крайне редко моделируются настолько аккуратно, чтобы приземляться «как в жизни». Завихрения воздуха, обтекающего корабельные надстройки и стоящие на палубе самолеты, обычно не ощущаются.

В некоторых симуляторах игрушечные авианосцы могут идти боком к ветру или вообще стоять на месте – тогда для создания правильного набегающего потока придется повозиться с ручными настройками погодных условий.

Нереалистичное поведение виртуальных моделей на предельно малых скоростях полета, а также недостатки обзора из игрушечной кабины дополнительно усложняют выдерживание глиссады. Особенно неудобен оказывается обзор вперед-вбок.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Корабельная авиация

Маленькое крыло

Основное ощущение при виде летящего самолета – стремительно­сть. Высоко в небе крошечная серебристая точка пронизывает пространство, оставляя за собой пушистый облачный хвост… Зато основное ощуще­ние внутри летящего самолета – медлительность! Небо вокруг кажется застывшим, земля внизу еле движется, время тянется бесконечно.

Это состояние мучительного переползания не давало людям покоя с самого начала времен авиации. Цена бешеного пронизывания пространства была высока. Быстрые машины получались маленькими, дико мощными, с крохотными крылышками. Летать на них было сложно и опасно, а слабые познания в области аэродинамики добавляли риска.

Понимание того, что быстрый полет неизбежно должен быть высотным, пришло не сразу. Почти полвека воздушные гонщики соревновались в достижении максимальной скорости у самой поверхности земли. Вторая Мировая война вывела поршневые машины в стратосферу, и почти сразу же низвергла их оттуда, заменив реактивными. А те, в свою очередь, начали наперегонки штурмовать «невидимые барьеры» скоростей и высот – еще быстрее звука, еще дальше от земли, почти что в космос…

Но не успели скоростные реактивные машины избавиться от неизбежных «детских болезней» развития, как их возможности оказались доведенными до предела. На смену гоночным монстрам тридцатых годов пришли пилотируемые ракеты с парой крохотных крылышек – история совершила полный виток.

В обычной жизни эти нечеловечески стремительные самолеты являются уделом избранных. Молодых, с идеальным зрением и феноменальными рефлексами. Остальная масса людей довольствуется куда более спокойными машинами. Зачем же связываться с такими редкими аппаратами в виртуальности? Да хотя бы потому, что как носители доведенной до предела концепции они полезны для изучения границ возможного. В данном случае – полетов на огромных скоростях и высотах, а также управляемости самолета с практически отсутствующим крылом. Приставка «аэро» отпадает от слова «аэродинамика», остается только мощь мотора и продуманная, быстрая работа рулями и двигателем, порой в микроскопически малые мгновения!

Для начала постараемся понять специфику малокрылых. Размашистое крыло, легко несущее самолет на малой скорости, начинает все сильнее мешать при быстром полете. Приходится делать его потоньше, размером поменьше – в результате несущие плоскости стремительных машин приближаются по аэродинамическим параметрам к кухонному ножу. Сваливание становится нормой: немного перетянул ручку – и даже на высокой скорости полета поток немедленно оторвется от верхней плоскости.

Особенно некрасиво маленькое крыло ведет себя на вираже. Чуть перетянул – срыв. Недотянул – скольжение. Даже если угол атаки подобран идеально, потеря скорости и радиус разворота получаются намного больше, чем у «большого» крыла. Двигатель на вираже постоянно работает на максимальной тяге, перегреваясь от недостатка скорости.

По-хорошему, малокрылым самолетам проще разворачиваться не по горизонтали, а по вертикали – петлей! Запас скорости обычно огромен, и если не перетягивать ручку, то выход на вертикаль окажется куда удобнее муторного выдерживания горизонтального разворота. Ну а если вираж неизбежен – например, при заходе на посадку – то удобнее накренить машину крылом в землю и гнуть траекторию с помощью только руля высоты, держа элероны и руль поворота нейтрально.

Взлет на маленьком звере: Для этого упражнения возьмем гоночный самолет 30-х годов. Полное отсутствие механизации, чрезвычайно ограниченный обзор, очень мощные двигатели и неудобное шасси. GeeBee Racer и тому подобные аппараты просто идеальны для знакомства со спецификой взлета «без крыльев».

Первым делом шокирует адская мощь двигателя. Чуть двинул сектор газа вперед – и самолет сворачивает в сторону, да так, что даже полностью выжатая в пол педаль не сможет его остановить. Мы видели что-то подобное и раньше, пробуя истребители второй мировой, но здесь ситуация сложнее. Аккуратно, нежно, плавно, на малой толике от располагаемой мощности выкатываемся и начинаем разгон. Разгоняем, разгоняем… Вот вроде бы и педали начали действовать… При этом скорость уже бешеная, а до взлета еще далеко!

Ручку от себя, не стесняясь. Хвост тяжеловат, крошечные рули не могут поднять его даже на такой большой скорости. Продолжаем поднимать, постепенно отпуская выжатую в пол педаль. Разгон переходит в разбег на основных колесах – теперь приподнимаем нос. Можно взлетать? Еще нет. Если сразу же взять ручку на себя, машина чуть подпрыгнет и немедленно сорвется. Запаса по штопору нет никакого, поэтому мы просто крутанемся на спину и войдем в землю кабиной вниз.

Так что не торопимся, стараемся прочувствовать наличие подъемной силы на крыле. Чуть покачиваем ручкой, аккуратнейше приподнимаем аэроплан, не отрываясь полностью от земли. Поначалу заметить момент безопасного отрыва получается с трудом, а за колеса так вообще страшно – непонятно, как покрышки выдерживают такое издевательство и не разрываются? Продолжаем разбег, сверяемся с указателем скорости и стараемся мягко, балансируя всем телом, «отклеиться» от полосы. Вот наконец-то и взлет…

Только после отрыва можно будет, наконец, полностью дожать вперед сектор газа! На разбеге это было нельзя делать, нас бы просто снесло в траву.

Поначалу наш маленький зверь будет вести себя в воздухе очень робко. Хоть мотор и воет на всю округу, крылья еле держат в воздухе. По­степенно дело наладится, нос самостоятельно опустится к горизонту, мы окажемся в нормальном полете.

И тут начнет происходить нечто крайне увлекательное. Стрелка указателя скорости уверенно уйдет за привычные пределы. Малейшее шевеление ручки на себя вызовет сокрушительную перегрузку. Если вытерпеть ее и не сорваться, самолет понесется вверх свечой, почти не сбавляя скорости. Особенно впечатляет управление по крену – даже легкое движение ручки способно прокрутить нас сквозь несколько бочек без дополнительных усилий и координации ногами. Длинного хвоста нет, координировать нечего!

Подойдем поближе к земле. Раньше множество вертящихся клубков воздуха делали полет на малой высоте раздражающе тряским. Теперь мы просто прорезаем приземную турбулентность, лишь чуть подрагивая от особенно сильных потоков. Виражи почти такие же огромные, как те, что получались раньше на тяжелых машинах. Достаточно убрать газ и самолет стремительно просаживается – нагрузка на крыло чрезмерно велика. Попытка замедлить снижение поднятием носа немедленно приведет к срыву! Этот самолет требует солидного запаса скорости даже для того, чтобы просто держаться в воздухе.

Бестия идет на посадку: Чем яростнее работает мотор, тем меньше времени нам остается на развлечения. Баки быстро пустеют и пора идти на посадку. В первый же раз разбив в лохмотья наше стремительное чудо, присаживаемся рядышком с ангелочками и задумчиво созерцаем дырку в земле. Что было сделано не так? Почти наверняка можно сказать – многое. И в первую очередь, не выдержана скорость на глиссаде и касании.

Малокрылый самолет лучше всего заходит на посадку с почти пу­сты­ми баками, без бокового ветра и при строжайшем выдерживании скоро­стного режима. Отклонение от заданной скорости более чем на 10-15 км/ч запросто угробит посадку и нас вместе с ней. Обзор из кабины почти никакой – фонарь гоночного са­молета позволяет смотреть вверх, отчасти вперед и немного по сторонам. Поэтому четвертый разворот рассчитывается так, чтобы видеть поло­су вплоть до выхода на глиссаду. Дальше направление и посадочный угол выдерживаются только боковым зрением, практически по наитию. Ста­раемся контролировать горизонт и общую картину приближения земли, смотрим как можно дальше вперед и в стороны. Очень важно выработа­ть в себе ощущение движения, без необходимости проверять его зрением.

Что случится, если потерять скорость при хотя бы немного взятой на себя ручке? Мгновенный срыв, часто несимметричный. Шевельнул рукой, и все – штопор на малой высоте. А если подойти с запасом? Просвистим над всей полосой, мучительно стараясь хоть как-то прижать к ней машину. Под занавес потеряем скорость и рухнем в травку на краю аэродрома.

Восстановление после срыва затруднено: сначала нужно снова воткнуть наш «нож» в воздух, а если мы падаем, то нос самолета при этом придется нацеливать практически вертикально вниз. Потом надо как можно быстрее набрать скорость, при которой крыло способно держать самолет. Затем плавно, аккуратно и очень медленно вывести машину из пике. Если поспешить и перетянуть ручку – мы снова окажемся в срыве, на еще меньшей высоте. Хватит ли ее? Скорее всего – нет.

Но так же невозможно работать! В принципе, да. Поэтому желающие жить пилоты изобрели фундаментальный принцип управления на глиссаде:

Заключается он в том, что ручка должна ходить вперед-назад синхронно с сектором газа. Управление по этому принципу выглядит так: Нос самолета нацеливается ровно в край полосы. Если она уползает вниз, ручка отдается от себя и одновременно убирается тяга. Если всплывает вверх – ручку на себя и одновременно полный газ. Эта связка должна быть вызубрена до полного автоматизма, ее применение позволяет управлять траекторией снижения без изменения скорости полета, лишь бы приемистости хватило…

Выдерживать машину перед касанием бесполезно – экранный эффект крошечного крыла минимален, а завешивание над полосой в попытке уменьшить бешеную скорость приземления приведет к срыву, практически неизбежно несимметричному. Поэтому надо аккуратно притирать самолет к полосе, касаясь ее скользящим, растянутым движением.

Как только оба основных колеса окажутся на земле, мягко и быстро отпускаем ручку от себя. Психологически это крайне трудно сделать – после аккуратного и тщательного удерживания самолета в небе, «вогнать его в землю» клевком носа попросту страшно! Но бояться не надо – подскока не последует, а пропеллер достаточно удален от полосы, чтобы не пострадать даже при зрительно большом клевке.

Пробег будет долгим, тряским и опасным. Малейшая кочка будет словно пинком подбрасывать одно из крыльев вверх. Если ручка при этом взята хоть немного на себя, машина взмоет и опрокинется, буквально стоя на хвосте. Спасет здесь лишь удерживание носа прижатым к земле и мгновенная реакция пилота. Поднимающееся крыло нужно мгновенно «втоптать» соответствующей педалью, прижав и сразу же отпустив ее. Правое крыло возвращают на землю правой педалью, левое – левой.

По мере замедления, эффективность рулей сойдет на нет и придется аккуратно и точно действовать тормозами. К этому времени хвост дол­жен быть прижат к полосе. Это не так просто сделать – хотя несущей спо­собности крыльев недостаточно для полета, ее вполне хватит для опро­кидывания машины, так что не расслабляемся до полной остановки!

При некоторой сноровке и достаточно большом аэродроме можно научиться сажать гоночные самолеты достаточно уверенно. Но ошибок такие посадки не допускают, любые отклонения от единственно верного режима захода караются аварией.

Новая эра: Истребители Второй Мировой слегка снизили планку – стро­евые пилоты были нужны живыми и воюющими, а не бьющимися на по­садке. В результате крылья снова стали размашистыми, самолеты «лету­чими», а большие скорости достигались при помощи все более могучих дви­гателей. В течение первого десятка лет после войны люди еще летали с относительно нормальными посадочными скоростями, но потребность во все более быстрых машинах вновь вернула в небо малокрылые бестии, теперь уже реактивные. Познакомимся с ними поближе:

Отсутствие пропеллера и трехколесное шасси приятно упрощает технику взлета, но посадка стала более рискованной – минимальная скорость новых самолетов примерно соответствует максимальной скорости предвоенных гоночных машин! Для ее снижения приходится применить самую совершенную механизацию, которую только можно сочетать со сверхскоростными профилями новых крыльев.

Так, вместо предкрылка появился отклоняемый носок крыла. Одновременно с ним опускается вниз и выдвигается назад огромный многощелевой закрылок. В результате крыло чуть ли не вдвое увеличивает площадь и сопротивление, одновременно сильно выгибая свой профиль. Возрастают подъемная сила и устойчивость на больших углах атаки, в результате посадка становится не то чтобы комфортной, но хотя бы относительно доступной для простых смертных.

Система сдува пограничного слоя. Отбираемый от компрессора двигателя воздух выдувается через профилированную щель на верхнюю плоскость закрылка. В результате поток обтекает крыло практически безотрывно и самолет реагирует на перетянутую ручку гораздо мягче. Для работы этой системы требуется полная или почти полная тяга двигателя одновременно с выпуском механизации. Пока самолет идет на режиме, все в порядке. А вот исправить ошибку не получится – резервов по тяге и скорости нет.

Нагляднейшими демонстраторами аэродинамических новшеств послужат МиГ-21 или Lockheed Starfighter. Оба этих самолета являются бессмертной классикой жанра. МиГ ведет себя подружелюбнее, а вот Старфайтер откровенно опасен и требователен к пилоту.

Как уже отмечалось, взлет несложен. Закрылки во взлетное положение, сектор газа плавно вперед, все как обычно. Разве что разгон настолько стремителен, что шасси нужно будет убрать буквально немедленно после отрыва, закрылки мгновение спустя. Медленно ползать вокруг аэродрома не получится, полоса окажется далеко позади через считанные секунды полета. Набираем высоту и закладываем плавный вираж влево. Проносимся высоко над аэродромом, убираем газ и выпускаем воздушные тормоза. Снижаем скорость, выпускаем закрылки во взлетное положение и начинаем плавный вираж обратно к полосе.

Скорость пропадет довольно быстро. Выпускаем шасси и продолжаем доворачивать в створ полосы. После выхода на глиссаду триммируем самолет на стабильное снижение, предельно точно выдерживая горизонтальную скорость. Настраиваем двигатель так, чтобы обеспечить вертикальную скорость, удерживающую нас на траектории. Постепенно выпускаем закрылки все больше и больше, постоянно уменьшая скорость полета. Машина при этом не должна вспухать или проваливаться!

Управляем скоростью с помощью воздушного тормоза, снижаемся стабильно и ровно, выводим самолет четко на край полосы. Касание совершается под тягой, с незначительно поднятым носовым колесом и убранными тормозами Серией крошечных, аккуратных движений приподнимаем нос и плавно, но решительно убираем тягу.

Носовое колесо продолжает нестись над полосой, в то время как основные колеса плавно и без удара опускаются на нее. Держим нос приподнятым, скорость постепенно уходит. Выпускаем воздушные тормоза, ставим все три колеса на землю, открываем тормозной парашют и убираем закрылки. После стремительного захода и дикой скорости на касании, пробег покажется на удивление коротким.

Привыкнув приземляться с помощью развитой механизации, пробуем самолеты, выполненные по схеме «летающее крыло», например Dassault Mirage или SAAB Draken. Эти машины отличаются весьма высокой посадочной скоростью, поэтому глиссада будет выглядеть как довольно крутое пикирование со стремительным выходом на приличный угол атаки непосредственно перед касанием. Подъем носа напрочь закроет от нас полосу как раз в тот момент, когда главные стойки окажутся на ней. Это поведение напоминает старые гоночные машины, разве что теперь у нас есть эффективные воздушные тормоза, да обзор из кабины немного получше.

Форсаж: Очень быстрые самолеты всегда оснащаются разнообразными системами форсирования двигателя. На поршневых моторах устанавливаются мощные системы наддува, а кроме того в топливо может кратковременно добавляться вода со спиртом, либо закись азота. Это позволяет понизить температуру смеси и увеличить эффективность мотора – ценой его сильнейшего износа.

Реактивные двигатели форсируются как за счет охлаждения подаваемой в камеру сгорания смеси, так и за счет повышения температуры и увеличения массы выхлопных газов. Для этого сразу после турбины устанавливается специальная камера, в которую с огромной скоростью накачивается содержимое топливных баков. Расход горючего просто невыносимо велик, но и прирост тяги более чем значителен. Современные двухконтурные двигатели позволяют слегка компенсировать огромный расход на форсаже за счет более высокой крейсерской скорости полета.

Симуляторы довольно неплохо имитируют перерасход топлива и прирост тяги, хотя температуры и обороты на режиме форсажа редко соответствуют действительности. Сами моторы виртуальных моделей также не очень переживают из-за жестокого обращения.

Естественно, не попробовать такую мощность в пилотаже было бы непростительно! Увы, пилотаж на малокрылых машинах скучен и туп. Сводится он к очень растянутым кубинским восьмеркам и почти не требующим координации простым бочкам. Штопорные вращения чреваты захлебывающимся двигателем, а виражи уведут нас так далеко от аэродрома, что воображаемые зрители успеют уйти домой, пока мы вернемся обратно. При этом достаточно чуть потерять устойчивость – и машина начнет яростно кувыркаться вокруг совершенно непонятных осей. Поэтому «пилотируемые ракеты» часто оснащаются богатым набором автоматических стабилизаторов и демпферов, снижающих раскачку и устраняющих разбалансировку до того, как пилот хотя бы заметит ее.

Интересно попробовать управлять нашей «крылатой ракетой» при выключенных гасителях колебаний и прочей автоматикой стабилизации. Разница в поведении будет впечатляющей – немедленно начнутся забросы и раскачка, поймать самолет и заставить его лететь ровно окажется совсем непросто!

Еще одно остросюжетное домашнее задание – посадка с выключенным двигателем. Выполняется в виде очень крутого спирального снижения прямо в торец полосы, причем выпуск механизации и шасси производится в самый последний момент. Закрылки надо ставить на небольшой угол и стараться коснуться полосы с запасом скорости.  В жизни такие приземления почти всегда осложняются отказами силовых приводов и приборов, но симулятор поможет вежливо проигнорировать эти трудности.

Особенно интересно выполнять безмоторную посадку после полета на динамический потолок. Для подобного эксперимента отлично подойдут американские ракетопланы типа X-24 или X-15. Их запускали на большой высоте с подвески, оборудованной на тяжелом бомбардировщике, после чего эти рекордно-исследовательские машины «выстреливали» чуть ли не в ближний космос, развивая огромную скорость и приземляясь с пустыми баками, как удивительно нелетучие планеры.

Отличие от знакомого нам полета на практический потолок заключается в том, что у пилотируемой ракеты есть огромный запас тяги. В результате после разгона до максимальной скорости и выхода горкой вверх можно набрать намного больше высоты, чем на поршневых машинах. Какое-то время нас будет нести в космос только тяга двигателя, но постепенно и она исчезнет. Вот тогда-то и можно выключить мотор, чтобы вернуться на аэродром и сесть в полной тишине, мчась при этом с дикой скоростью …

Специфика симуляции: Уже знакомые проблемы с моделированием неустойчивых состояний ярко проявляются при имитации сдува пограничного слоя – степень просадки при неточно выдержанной скорости может не соответствовать действительности, как и устойчивость на околокритических режимах.

Поведение самолета в трансзвуковой зоне, например затягивание в пикирование или подхват, практически никогда не проявляются – виртуальная модель просто продолжает лететь, плавно разгоняясь.

Для ограничения предельных углов атаки при данной скорости часто используются толкатели – они пересиливают пилота, не дают ему вытягивать ручку на себя так сильно, как хотелось бы. К сожалению, действие этих полезных механизмов почти невозможно правдоподобно воспроизвести на джойстиках – они соответствуют разве что модным кистевым ручкам некоторых современных самолетов с электронным управлением.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Маленькое крыло

Обледенение

Теплые и холодные воздушные слои закручиваются в гигантские спи­рали циклонов и наползают друг на друга, образуя атмосферные фрон­ты. Разогретая за день поверхность земли выталкивает в небо клубы те­плого воздуха, а прямо рядом с ними сползают вниз потоки остывшего. Где-то смесь температуры и влажности превращает огромный участок не­ба в невесомую взвесь воды и пара, а где-то эта дымка превращается в ли­вень или град. Поведение воздуха сложно и труднопредсказуемо.

Если в погожий летний день заниматься круговыми полетами вокруг аэродрома, то по большей части все эти небесные чудеса пройдут мимо нас. Но достаточно поиграться с симуляторными настройками погоды, чтобы оказаться в совершенно неожиданном мире «живой» атмосферы. Самым опасным и неприятным явлением в котором окажется круговерть восходящих и нисходящих потоков, а вторым после него – обледенение.

Как оно выглядит? Как все действительно опасные вещи, поначалу совершенно безобидно. Без малейшего предупреждения, не издав ни звука, самолет начинает быстро обрастать тончайшей корочкой льда. Внешне можно заметить разве что слегка запотевшие окна кабины, но когда они всерьез покроются инеем – будет уже слишком поздно.

Слой льда на плоскостях постепенно изменит профиль крыла – и машина начнет менять угол атаки. Можно попытаться удержать ее, но через некоторое время рулей не хватит и самолет все-таки свалится. Пока лед не растает, машину с деформированными плоскостями не удастся вывести, срыв будет непрерывным. Обледеневшие самолеты особенно охотно валятся в штопор, выйти из которого оказывается почти невозможно.

Двигатель тоже не испытывает никакого удовольствия от льда. Забиваются входные патрубки и карбюратор, резко и быстро изменяется качество смеси. Поток размолотого льда может запросто сбить факел в камерах сгорания турбин. Накопившийся на лопастях пропеллера лед будет срываться и молотить по обшивке, иногда пробивая ее и разрушая структуру фюзеляжа и крыла. Испарения между стекол кабины и салона сконденсируется и превратят их в матовые, заснеженные панели.

При полном отсутствии видимости начнут врать барометрические приборы – трубки Пито, подающие к ним забортный воздух, легко замерзают. В результате обледеневший самолет быстро становится кандидатом для очередной сводки катастроф.

Как обнаружить обледенение? В первую очередь, знать опасные сим­­птомы:

  • Облачность, влажный воздух, дождь, снег, водяная мгла или дымка
  • Прохождение через области с резкими и значительными перепадами температуры
  • Взвесь водяных капель в воздухе в сочетании с высокой скоростью полета

На современных самолетах для раннего обнаружения наростов льда используются специальные приборы. Датчики выставляются за борт кабины, и накапливающийся на них лед позволяет оценить состояние всей машины в целом. Ну а при полете на более старых самолетах остается надеяться на умение пилота не попадать в опасную зону, либо своевременно уходить из нее…

Как бороться с обледенением? Главным образом, стараться не попадать туда, где оно вероятно. Обходить места столкновения атмосферных фронтов, не пролетать сквозь грозовые облака, избегать сочетаний холода, влаги и высоких скоростей полета. Если обойти опасную зону нельзя, нужно превентивно задействовать специальные механизмы, уничтожающие ледяную корку на ранней стадии образования:

Наросты на крыльях и лопастях растапливают горячим воздухом от турбины или выхлопа двигателя. На передней кромке крыльев и хвоста устанавливаются резиновые камеры – в них накачивается воздух или выхлопные газы, в результате нарастающая корка льда ломается. Последовательность надувания камер может быть автоматической или задаваемой вручную, с выборочным включением камер на усмотрение пилота.

Карбюратор подогревается жаром от выхлопной трубы, при этом мощность мотора обычно падает – из-за повышения температуры смеси. Патрубки приборов обогревают электрическими спиралями, а кабину, отсеки с оборудованием и пространство между стекол отапливают горячим воздухом. Система циркуляции обычно довольно сложна, но к счастью не требует от пилота никакого дополнительного контроля.

Иногда вместо растапливания или разламывания льда применяется его растворение с помощью химических реактивов. Чаще всего такие противообледенительные устройства используются для очистки стекол пилотской кабины.

Побеждаем лед: Если нам повезло с симулятором и эффект присутствует, изучаем последствия обледенения на практике. Обычно игрушки не настолько реалистичны, так что просто привыкаем выполнять правильные действия в соответствующей обстановке. Изменение цвета неба, появление водяных капель и показания датчика температуры за бортом должны автоматически вызывать мысль о растущей ледяной корке и заставлять руки тянуться к нужным выключателям.

Настраиваем симулятор на пасмурный осенний день. Моросящий дож­дик, мутное серое небо, дымка. Имитируем зону перепада температур, настраивая плюс десять у земли и минус пять на высоте в несколько ки­лометров. Уберем облака повыше – нам нужно будет видеть горизонт и землю внизу.

Выбираем хорошо знакомый турбовинтовой самолет и сверяемся с документацией на противообледенительную систему. Перед рулежкой проверяем ее работоспособность. Нарочно выключаем обогрев патрубков приборов, кабины и пассажирского салона.

Набираем высоту и контролируем датчики обледенения. Вскоре должны появиться разные опасные эффекты – тряска, неустойчивость, изменение отклика на рули… Скорее всего никаких эффектов не будет, разве что красивые капли дождя поползут по лобовому стеклу. Так что просто привыкаем включать все нужные системы перед входом в опасную зону, вырабатываем полезный рефлекс. Скучно, но полезно.

Специфика симуляции: Физические эффекты обледенения часто не моделируются, либо показываются чисто визуально, не влияя на динамику полета.

Для наибольшей эффективности подобных тренировок полезно иметь возможность динамически изменять погоду, например имитировать столкновение атмосферных фронтов или обтекание циклонами гористой местности. Некоторые симуляторы обладают такими механизмами моделирования «настоящей» погоды, но чаще ограничиваются лишь красивыми визуальными эффектами.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Обледенение

Реактивные

На заре реактивной авиации основными потребителями турбореактивных моторов были военные. Их не интересовал большой расход топлива и сильный шум – скорость и высота полета были важнее. Разумный максимум скорости был достигнут буквально за несколько десятилетий, после чего радиус действия вновь вошел в число приоритетов. В то же время в гражданской авиации реактивные лайнеры первого поколения настолько заметно сократили время полета, что даже изрядная прожорливость новых моторов не слишком помешала революции на рынке авиаперевозок. Поршневые тихоходы угрюмо сползли на малую высоту и начали таскать грузы, не слишком требовательные ко времени перелета, а их место заняли стремительные машины нового образца.

Турбовинтовые лайнеры обещали совместить скорость и высотность реактивных самолетов с экономичностью поршневых. После непродолжительного толкания плечами, они все же уступили реактивным, уменьшились в размерах и занялись средневысотными перевозками на коротких и средних маршрутах. Какое-то время обстановка казалась четко определенной, но ближе к концу шестидесятых годов турбовинтовые двигатели вернулись в новом обличье.

Принцип был известен давно, только реализация задержалась. Решение заключалось в совмещении турбовинтового и турбореактивного двигателей: воздушный винт стал многолопастным и превратился в дополнительный компрессор, установленный в кольце перед обычным турбовинтовым двигателем. Он уже не столько тянул самолет, сколько сжимал набегающий поток воздуха и выдувал его за сопло турбины, смешивая с вылетающей оттуда струей газа. Росла масса выхлопа, а вместе с ней и тяга.

Получившийся двигатель назвали двухконтурным, и чего в нем больше от каждого из предшествующих типов мотора, определяет так называемая степень двухконтурности. Чем больше размер «пропеллера», выдувающего воздух за сопло, тем выше эта степень. Если не вдаваться в технические детали, новая силовая установка ведет себя как обычный реактивный мотор, но при этом обладает несколько большей приемистостью и гораздо более скромным аппетитом.

Тренировочный полет: С точки зрения управления, разница между двухконтурным и «обычным» турбореактивным двигателем незаметна. Управление и приборы одинаковы, техника пилотирования ничем не отличается. Поэтому наше знакомство с новым типом двигателя начнем с небольших учебно-тренировочных самолетов, например Jet Provost, Fouga Magister, L-29, Aermacchi MB326, Cessna T-37.

Все они сравнительно просты в пилотировании, но при этом отличаются быстрым откликом на движения рулей. Маленькие турбинки, установленные на этих машинах, не напугают стремительным разгоном, но и не побалуют приемистостью. Зато как следует разогнавшись, можно в полной мере прочувствовать тяжелые и долгие перегрузки, характерные для реактивной авиации, привыкнуть к экономным и аккуратным движениям рулями. Нагрузка на крыло у таких самолетов довольно велика, но развита и механизация – что делает посадку стремительной, хотя и несложной.

Запуск турбореактивного двигателя не отличается от аналогичной процедуры для турбовинтового. Параметры, за которыми нужно следить, также схожи – разве что чуть менее важен контроль за оборотами и чуть более критичен контроль за температурой газов на выходе из двигателя. При полете с малой скоростью на полной тяге можно легко расплавить сопло турбины! Читаем документацию и следим за тем, чтобы не выйти за ограничения…

В ответ на полностью выжатый вперед РУД классический реактивный двигатель сначала призадумается, а потом начнет все громче и пронзительнее свистеть. Этот шум превратится в тягу лишь очень неспешно, по мере набора самолетом скорости. Но зато чем выше будут обороты двигателя, тем сильнее начнет прирастать мощность.

В отличие от оборотов турбины, огонь в камерах сгорания разгорается мгновенно и жарко, повинуясь малейшему сдвигу рычага. Поэтому при движении РУДом вперед или назад смотреть надо в первую очередь на термометр, и только потом на тахометр. Зато когда турбина раскручена, малейшее движение РУДа будет выдавать намного больший диапазон тяги. В результате пилоты реактивных машин привыкают к очень короткому и экономному перемещению этого рычага – заранее зная, что на скорости даже совсем небольшое движение руки приведет к заметному ускорению или замедлению полета.

Обычно тяга двигателя в полете варьируется в пределах 50-70%, при этом обороты составляют 70-100%. Изменение тяги следует за оборотами как будто прицепленное на мягкой резинке – сначала растет температура, потом турбина начинает вращаться все быстрее и уже только потом мотор начинает «тянуть». Зато при уменьшении оборотов соотношение между ними и тягой гораздо более линейно – даже температура снижается довольно быстро. Но все равно пилот реактивной машины привыкает настраивать двигатель на нужный режим и оставлять его в покое как можно дольше.

Разгон реактивных самолетов выглядит не так, как у поршневых. Вместо выжимания РУДа до упора вперед, нужно двигать его понемногу, постепенно уменьшая интервал, все время контролируя температуру и обороты. Сразу после взлета, когда стрелки термометра и тахометра дойдут до упора, надо немедленно начинать набор высоты и скорости, или убрать РУД назад! Помимо опасного перегрева, поток воздуха может легко снести шасси и закрылки, да и сама машина быстро окажется на грани максимально допустимой на малой высоте скорости.

Поскольку уменьшение тяги более линейно и управляемо, чем ее увеличение, при работе с турбиной управление скоростью полета достигается торможением, а не разгоном. Поэтому важнейшим атрибутом реактивного самолета является воздушный тормоз – он позволяет дозированно сбрасывать излишек скорости, не трогая двигатель. Пилоты поршневых самолетов обычно стараются подтянуть, добавляя немного тяги и тут же сбрасывая ее избыток. Пилоты реактивных машин сначала разгоняются, а потом весь остаток полета стараются затормозить до нужной скорости, не проскочив ее.

Пока механизация крыла убрана, самолет очень обтекаем и разгоняется даже в очень небольшом пологом пикировании. Но стоит выпустить закрылки и предкрылки, как вся машина сначала «вспухнет», останавливаясь в небе, а потом стремительно посыпется на  землю, парашютируя. Остановить это падение можно только дачей тяги, а приемистость мала. Поэтому снижаться придется по строго выбранному режиму, не играя РУДом, и очень аккуратно двигая ручкой на себя.

Пробуем проходы вдоль полосы на предельно малой высоте. Хотя мы летим не так уж быстро, ощущение от скорости совершенно другое – кабина очень «выпуклая» и находится на носу машины. В результате создается ощущение, что несешься буквально вперед головой. На посадке из-за этого вернется старая болезнь высокого выравнивания – придется лечить. А после этого отличная механизация крыла поспособствует касанию с чрезмерно задранным носом – снова придется корректировать свои привычки.

После сравнительно легких учебных машин, познавательно будет познакомиться с реактивными истребителями первого поколения – Gloster Meteor, Lockheed Shooting Star, Messerschmitt Schwalbe, DH Vampire, МиГ-9 или Як-23. Это довольно быстрые и тяжелые машины, с весьма пожароопасными двигателями и слабоватой механизацией крыла. Ради сохранения приемистости придется постоянно держать чуть повышенные обороты и приземляться на избыточно высоких скоростях. Глиссада получится пологой, развороты размашистыми, а движения РУДом – очень осторожными и выверенными.

Особенностью любого воздушно-реактивного двигателя является его зависимость от плотности воздуха. Высотные и скоростные машины продемонстрируют эту зависимость особенно наглядно: при подъеме тяга будет уменьшаться относительно плавно, становясь вдвое меньше на высоте около десяти километров. После этого падение эффективности станет пропорциональным плотности окружающего воздуха, а на высоте около двадцати километров тяга упадет примерно в десять раз.

По мере разгона, реактивный двигатель развивает все большую мощность, но ближе к 600-700 километрам в час происходит заметный провал. При дальнейшем ускорении тяга вновь нарастает, достигая максимума на околозвуковой скорости. После чего, в силу специфики работы компрессора двигателя, мощность резко падает, а расход топлива так же резко увеличивается. Моторы последнего поколения могут сохранять крейсерскую тягу на небольших сверхзвуковых скоростях, но для большинства реактивных самолетов девятьсот километров в час на десяти километрах высоты – экономичная норма.

Специфика симуляции: Перегрев турбин обычно не наносит вреда виртуальным моделям, что крайне нереалистично. Многочисленные сложные ограничения по режимам работы ранних реактивных двигателей (помпаж, провалы тяги, перегрузка, температура и обороты) обычно не моделируются, либо изображаются крайне упрощенно.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Реактивные

Турбовинтовые

Чем больше высота полета, тем меньшее сопротивление оказывает воздух – можно лететь быстрее, прикладывая то же усилие. К сожалению, поршневые моторы теряют тягу по мере удаления от земли. Компрессоры и турбонаддув отчасти помогают удержать приемлемую мощность до средних высот, но двигатель при этом получается сложным и дорогим. На больших высотах поршневой мотор окончательно теряет мощность, даже с наддувом, а законцовки лопастей пропеллеров выходят на сверхзвук – тщетно пытаясь «оттолкнуться от пустоты», но все равно не поспевая за бешено несущимся самолетом.

Но небольшая газовая турбина, вращающая через редуктор специальный пропеллер, способна выдавать солидную мощность, обеспечивая тягу даже в разреженном воздухе – его сжимает вращаемый самой же турбиной компрессор. Технически эта комбинация проще поршневого двигателя с аналогичными характеристиками, а приличный расход топлива компенсируется за счет высокой крейсерской скорости полета.

«Чистый» турбореактивный двигатель, толкающий самолет потоком раскаленных газов, позволяет летать еще выше и быстрее – поэтому на первых порах турбовинтовые моторы выглядели как что-то второсортное. Но экономическая эффективность быстро расставила все на свои места, построив новую иерархию авиационных двигателей:

  • На малой высоте наиболее экономичны поршневые моторы
  • На средних высотах и скоростях оптимальны турбовинтовые
  • На больших высотах и околозвуковых скоростях господствуют турбореактивные

Два наиболее распространенных вида турбовинтовых двигателей – одновальные и двухвальные. Редуктор пропеллера одновальной турбины насажен непосредственно на ее вал, поэтому обороты пропеллера и турбины взаимосвязаны. Пилот управляет тягой, меняя обороты турбины, а шаг пропеллера автоматически подстраивается под них. Такая конструкция создает неприятный побочный эффект – увеличение тяги сопровождается кратковременным «всплеском» температуры. Соответственно, резкие изменения режима работы турбины не рекомендуются.

При двухвальной схеме скорость вращения пропеллера регулируется независимо от оборотов турбины. Она постоянно выдает максимальную мощность, а тяга изменяется за счет управления шагом винта.

У поршневых моторов тяга изменяется плавно, но турбовинтовые двигатели всегда работают на определенном режиме. Запуск, рулежка, взлет и набор высоты, крейсерский полет, снижение и заход – каждому из них соответствуют определенная настройка двигателя. Ее параметры указаны в руководстве по летной эксплуатации, обычно в виде таблиц. Попытка кратковременно уйти с режима – например резко сбросить тягу, чтобы потерять небольшой избыток высоты – закончится плачевно из-за низкой приемистости турбовинтового двигателя.

Да и с точки зрения пилота управлять турбиной несколько сложнее, чем поршневым мотором. Хотя множество мелких настроек автоматизировано, количество критически важных приборов и дополнительных органов управления все-таки больше. Чтобы немного облегчить себе жизнь, лучше настроить нужный режим работы двигателя и потом как можно дольше не трогать его, управляя только самим самолетом.

Вне зависимости от типа турбины, выбор режима осуществляется одним рычагом, находящимся на месте привычного нам сектора газа. Он либо меняет обороты турбины, либо задает шаг винта, но видимым результатом является изменение тяги двигателя. Называется этот рычаг РУД-ом, Рычагом Управления Двигателем.

На месте рукоятки изменения шага находится похожая ручка, только управляет она режимом работы пропеллера. Вместо плавного изменения шага, эта ручка ставится в фиксированные положения типа «рулежка», «полет» или «нулевая тяга».

Выдерживание режима работы мотора осуществляется по следующим приборам:

  • Датчику температуры газов между компрессором и турбиной
  • Указателю крутящего момента – общей выдаваемой мощности
  • Указателю оборотов турбины
  • Если двигатель двухвальный, еще и указателю оборотов пропеллера
  • Датчику расхода топлива на единицу времени
  • Указателю температуры масла

Если убрать РУД до упора назад, то система управления перейдет в «бета-режим» и дальнейшим изменением тяги станет управлять ручка шага. Ее перемещение полностью вперед заставит лопасти пропеллера развернуться, перенаправив вектор тяги вперед – против направления полета. Некоторые виды турбовинтовых двигателей используют концепцию «упора», ограничителя поворота лопастей. После уборки газа, пилот включает специальный тумблер и при снижении оборотов ниже определенного уровня, пропеллер выходит на режим реверса самостоятельно – «проворачиваясь за упор».

У большинства двигателей винт флюгируется при перемещении ручки управления шагом полностью назад. Эффект торможения незафлюгированного винта турбовинтового мотора на порядок сильнее, чем у поршневого или реактивного двигателя. Если сразу не повернуть лопасти по потоку, автоматика попытается сохранить обороты пропеллера. При этом затраты энергии на прокрутку понижающего редуктора набегающим потоком воздуха  оказываются так велики, что получившийся режим иногда называется «обратной тягой».

Сильнее всего тормозящий эффект сказывается на малых скоростях и оборотах, когда опрокинуться в штопор из-за несимметричной тяги особенно опасно. Поэтому кроме пилота флюгированием турбовинтового двигателя занимается специальный автомат, включающийся при опасном изменении режима работы двигателя. Он иногда склонен к параноидальным ошибкам – может вырубить мотор и зафлюгировать винт даже после слишком резкого движения РУДом и сопутствующего скачка температуры – но очень полезен в аварийной ситуации, когда счет идет на доли секунды.

Запуск турбины: Включаем электричество и гидравлику, открыва­ем топливные краны, включаем насосы. Ставим переключатель режима пус­ка в положение «запуск» и нажимаем кнопку стартера. Пневматический или электрический стартер раскрутит мотор до нужных обо­ротов, после чего поджигается топливо в камере сгорания. Процессом уп­равляет ав­томат, пилот просто нажимает кнопку и ждет, глядя на термо­метры и та­хометры, сверяя их показания с указанными в документации.

Кроме этого положения, можно устанавливать переключатель в режим «ложного запуска», «холодной прокрутки» или «выключено». Первые два режима используются при обслуживании двигателя, последний – для отключения автоматики запуска. Прервать процесс запуска можно специальной кнопкой. Полная остановка двигателя производится установкой РУДов в положение «стоп» и последующим перекрытием топливных кранов. Иногда специально для остановки моторов рядом с секторами устанавливаются отдельные выключатели или стоп-краны.

Если аэродром слабо оборудован, то подачи электричества или сжатого воздуха на стоянке может не быть. Но запуск турбины потребует довольно значительного расхода электроэнергии, да и пассажирам неплохо бы включить кондиционер… Здесь поможет вспомогательная силовая установка (ВСУ). Это небольшой мотор или турбина, торчащая в свободном углу самолета. Ее запускают раньше остальных, а вырабатываемую энергию используют для создания напряжения в бортовой сети. После запуска основных двигателей ВСУ выключается.

Иногда бывает нужно запустить остановившийся двигатель в полете. Поршневой мотор заводится сам собой, благо набегающий поток легко вращает его пропеллер. Но турбина требует особого режима запуска, обычно управляемого с отдельного щитка.

После того, как двигатель запущен, выполнять привычную по поршневым моторам наземную гонку не нужно. Убедившись в том, что обороты и температуры соответствуют указанным в документации, ставим ручку управления шагом в режим малой тяги и рулим на старт!

Сразу перед взлетом обычно требуется включить систему автофлю­гирования винта и автоматического перезапуска двигателя, хотя для не­которых моторов последовательность и момент включения этих систем раз­личаются.

Другая типовая операция – включение отбора воздуха от компрессора двигателя для наддува гермокабины. Очевидно, что эту операцию удобно увязывать со включением и настройкой систем герметизации, кондиционирования и отопления салона.

Тренировочный полет: Для начала стоит выбрать послушный и небыстрый самолет с одним мотором: DHC Turbo Otter, Cessna Caravan, Pilatus Turbo Porter. Все они просты в управлении и отличаются способностью к короткому взлету и посадке. Летаем по кругу, привыкаем к крайне замедленной реакции турбины на дачу РУДа, мгновенному разгону до опасно высокой скорости и другим характерным для турбовинтовой машины особенностям.

Учимся строить заход не меняя режим работы двигателя, влияя на скорость только изменением угла атаки и своевременно выпущенной механизацией. Оцениваем реакцию самолета на выключение турбины при незафлюгированном воздушном винте.

Пробуем включать реверс пропеллера идя в пологом пикировании, с полностью выпущенной механизацией – самолет буквально остановится в воздухе! Этот прием позволяет заходить на посадку под невероятно крутым углом, мгновенно выравниваться и останавливаться почти сразу после касания, со значительной просадкой на выравнивании.

После этого перейдем к легким двухмоторным машинам: DHC Twin Otter, L-410. Они все еще способны садиться и взлетать с небольших участков земли и не слишком требовательны к пилоту, зато позволят отработать полеты на несимметричной тяге, что критически важно именно для турбовинтовых двигателей! Симуляторы не моделируют повышенный эффект торможения незафлюгированного пропеллера у турбовинтовых самолетов – это уменьшает драматизм ситуации, но не отменяет необходимости занятий.

Может показаться, что маленькие турбовинтовые самолеты созданы исключительно для того, чтобы ковыряться на неподготовленных аэро­дромах, но это не так. Знакомимся с небольшими «авиалайнерами», та­ки­ми как Beechcraft King Air, Cessna Conquest и Piper Cheyenne. Это стре­мительные самолеты с отличными летными характеристиками. А на слад­кое можно оставить Piaggio Avanti – он вообще способен летать с ре­активными скоростями по турбовинтовой цене, но укротить его сможет толь­ко умелый пилот, небрежности эта машина не прощает.

После маленьких и быстрых самолетов перейдем к более тяжелым аэропланам. Наиболее познавательными на первых порах окажутся машины с двигателями Rolls-Royce Dart, например Fokker 27, NAMC Y-11, Hawker Siddeley 748.

При неаккуратной работе РУДом автоматика этих моторов мгновенно глушит турбину и флюгирует винт, что заставляет особенно аккуратно манипулировать тягой. Для компенсации нехватки мощности на взлете может использоваться впрыск водометанола, вдобавок имеется возможность настраивать параметры топливной системы, регулируя соотношение воздуха и горючего в зависимости от высоты полета.

Чтобы познакомиться с совершенно другим подходом к турбовинтовым двигателям, берем машины семейства Ан-24 и пробуем повторить уже проделанные полеты. Многое будет выглядеть поначалу непривычно, хотя что-то может показаться более удобным. Например, автоматизация работы двигателя существенно снижает нагрузку на пилота, приборов для контроля винтомоторной группы меньше, а управление реверсом проще.

В завершение знакомства с турбовинтовыми самолетами, нужно попробовать себя в пилотировании крупных многомоторных машин, таких как Ил-18, Vickers Viscount, Lockheed Orion, Hercules или Ан-12. На них интересно отрабатывать несимметричный отказ сразу нескольких двигателей, варьировать разворачивающее усилие, выключая самые дальние моторы, пробовать летать на одном лишь крайнем двигателе… Кроме отключения двигателей в полете, испытываем несимметричный реверс на пробеге, задавая «неожиданные отказы» на разноудаленных от фюзеляжа моторах.

Специфика симуляции: Некоторые симуляторы дополнительно упрощают работу турбовинтовых двигателей, увязывая шаг с крутящим моментом и температурой газов. В жизни существуют автоматы, занимающиеся такого рода регулировкой, но ими оснащен далеко не каждый самолет. Как правило, виртуальные турбины всегда «одновальные», и управление оборотами турбины оказывается более эффективным, чем управление шагом винта.

Серьезные турбовинтовые самолеты рутинно работают на таких больших высотах, что из-за перепада температуры и давления «закипает» горючее. Образующиеся пузырьки снижают эффективность работы топливных насосов. Если же машина попадет в зону особенно низких температур, то содержащаяся в топливе влага замерзнет, а образовавшиеся льдинки закупорят топливопроводы и форсунки двигателя. Для борьбы с этими опасностями используется система подогрева топлива. Она поддерживает оптимальную температуру горючего автоматически или по указанию пилота. Симуляторы редко моделируют подогрев топлива и обычно ограничиваются простым выключателем – эффекты замерзания или перегрева горючего для игрушечных самолетов не существуют.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Турбовинтовые

Тяжелые самолеты

Первое впечатление при пилотировании тяжелых машин – инертность. Реакции на перекладку рулей замедленные, самолет еле ворочается. Радиусы виражей огромные, скорость набирается как спросонок, но зато если уж удалось разогнаться, то сбросить избыток скорости будет очень трудно! Лишь преодолев огромный запас инерции, гигант сначала остановится в воздухе, а потом неожиданно быстро посыпется вниз – как грузовой лифт с перерезанным тросом…

Маленькая машина «ходит за ручкой», старательно откликаясь на команды пилота. Большой самолет летит сам по себе – отклик на движение штурвала происходит с очень большим опозданием. Полностью даем рули по крену – и тяжеловоз начнет неторопливо наклоняться… Мы уже давно выкрутили руль в обратную сторону, а крен все растет! Продолжаем держать рули вывернутыми обратно. Постепенно наклон замедлится до полной остановки, после чего начнется ленивая перекладка в противоположную сторону.

Все, буквально все нужно продумывать заранее. Быстрота реакции не поможет, так как самолет все равно ответит медленно и с опозданием. Резкие движения рулями вызовут лишь слабую раскачку, но не смогут существенно уменьшить радиус разворота или затормозить все ускоряющееся падение на полосу. Большая машина летит сама – пилот лишь выдает «рекомендации» о том, куда бы он хотел двигаться в будущем.

По сравнению с привычными нам самолетами, существенно хуже обзор из кабины. Летчик сидит сбоку, соответственно «ось» самолета проходит мимо него. Это искажает ощущение при движении в вираже – глаза пилота находятся либо выше, либо ниже линии горизонта. Необходимо обязательно учитывать эту особенность и сверяться по указателю поворота, пока не выработается привычка ощущать осевую линию отдельно от себя. А до этого момента придется особенно тщательно контролировать вариометр…

Приборная доска огромная и широкая, поэтому смотреть поверх нее неудобно, что-то видно только сбоку, со своей стороны. С противоположной стороны окошко второго пилота, рассмотреть в него можно разве что небо. Назад вообще не видно вообще ничего. В жизни такой ограниченный обзор раздражает, но симуляторным пилотам не привыкать! После единственного «окна» монитора любая кабина покажется аквариумом.

На рулежке также создаются дополнительные трудности. Мы сидим очень высоко, а носовая стойка оказывается где-то сбоку и сзади. Придется додумывать – где какое колесо катится. Особенно важно представлять себе движение колес на рулежной дорожке при выполнении поворотов. Носовое колесо должно двигаться с большим «замахом», чтобы не «срезать угол» основными колесами.

Самолеты с классическим шасси требуют раздельного управления тягой двигателей одновременно с раздельным торможением основными колесами шасси. Рулежка представляет из себя постоянный «танец на тормозах», синхронизированный с несимметричной перестановкой секторов газа, блокировкой и освобождением стопора хвостового колеса.

Например, при выполнении поворота влево, сначала зажимается левый тормоз, потом разблокируется стопор хвостового колеса, дается полный газ правому мотору. Едва нос повернулся в нужном направлении, тормоз отпускается – одновременно с полной уборкой газа. Иногда приходится даже чуть подтормаживать правое колесо. Как только самолет покатится прямо, блокируем хвостовое колесо, чтобы сохранить направление движения – и так для каждого поворота!

Разнотяг удобно использовать при полете на малых скоростях – особенно взлете или посадке – при наличии стабильного бокового ветра. Небольшая разница в положении секторов двигателя позволит идти боком к ветру без лишних движений педалями.

Разгон и торможение тяжелых самолетов имеют свои особенности. Из-за большой инертности, для страгивания с места приходится применять избыточную мощность и тут же сбрасывать газ, не давая машине разогнаться. Торможение отнюдь не мгновенно, вдобавок оно создает большую нагрузку на покрышки колес и стойки шасси. Если надолго зажать тормоз, то самолет «разуется», разорвав покрышки о полосу. Диски колес часто выполнены из магниевых сплавов, так что пожар получится впечатляющий. Хорошо что симуляторы почти никогда не моделируют подобные детали.

Точный расчет на пробеге исключительно важен – нельзя ни выкатиться с полосы, ни проскочить ее в надежде затормозить в последний момент. Съезд с полосы означает мгновенное вдавливание колес в грунт, при этом летающий гигант попросту вывернет стойки из узлов крепления и рухнет «на живот», залив все вокруг себя топливом из разорванных баков и трубопроводов…

Легкие самолеты можно долгое время вести «на руках», но с тяжелыми машинами этот номер не пройдет! Триммировать придется непрерывно, точно и загодя. Даже выпуск шасси, не говоря о механизации, приводит к заметной разбалансировке и требует четкой коррекции рулями и подстройки триммерами. Заход на посадку вообще является очень хорошим упражнением на настройку скоростей – правильно подготовленная машина идет на полосу самостоятельно, пилот лишь изредка трогает сектора газа. Только перед касанием придется немного поработать штурвалом.

Взлетный вес отличается от посадочного – при полной заправке шас­си не сможет выдержать даже умеренно жесткое приземление. Поэтому при небольших отказах предпочтительнее взлетать, сбрасывать из­бы­ток топлива и только после этого пробовать аварийную посадку.

Становятся необходимостью длинные и широкие полосы аэродромов, размашистые заходы издали и многокилометровые развороты. Одно дело попасть в створ полосы после виража в несколько сотен метров. Совсем другое – выгнув дугу в несколько километров! Если раньше несоблюдение скорости при выполнении разворота вызывало небольшой промах на выходе, то теперь даже очень аккуратно нарисованный вираж с чуть большей или меньшей скоростью вынесет нас так далеко мимо нужной точки выхода, что просто так «довернуть» и вписаться в нее в последний момент никак не получится.

Осваиваем тяжелые машины: Первоначальные навыки пилотирования больших самолетов интересно получить на тяжелых многомоторных аэропланах Первой Мировой войны. Даже сравнительно «легкие» самолеты, такие как Vickers Vimi, Farman Goliath, Caproni Ca.3 или AEG G.IV, наглядно продемонстрируют специфику управления воздушными тяжеловозами.

Рулежка на них требует помощи наземного персонала и практически невозможна в симуляторе, так что просто устанавливаем модель в начало полосы и взлетаем. Странная балансировка и ленивые отклики на движение рулей в сочетании со слабыми двигателями заставят помучиться на всех этапах полета, особенно досаждая при заходе на посадку. Но как следствие, выработается необходимейшая привычка думать заранее и с запасом.

После этого полезно попробовать самые тяжелые машины ранней эпохи, такие как «Илья Муромец», Zeppelin Staaken “R“, Handley Page “Type O“. Взлетный вес у них значительно больше, а отклик на рули примерно аналогичен самолетам поменьше. Здесь важно отметить, что «неуклюжесть» зависит не столько от веса машины, сколько от эффективности ее рулей, балансировки и устойчивости. Если самолет построен хорошо, то даже при огромной собственной массе и габаритах он будет вполне послушен…

Практические занятия: Освоившись с ощущениями при пилотирования крылатых тяжеловозов, начинаем работу всерьез. Выбираем все более тяжелые и быстрые машины и отрабатываем на них полный комплект маневров. Рулежка, взлет, круг, посадка. Подъем на рабочий потолок, разгон до предельно допустимой скорости, сваливание и вывод из него. Несимметричные отказы двигателей и посадку без моторов.

При выполнении этих полетов можно совместить приятное с полезным, на практике познакомившись с классикой мировой авиации. Например, сначала выбрать относительно небольшие самолеты, такие как DH Dragon Rapide, Beechcraft 18, Lockheed Electra, а после этого пересесть на более тяжелые DC-3, Junkers 52 или Savoia Marchetti 73. Любая из этих машин отличается покладистым характером и весьма достойной историей.

Полным набором из сложнейших моторов и бортовых систем обладают самолеты завершающей эпохи господства поршневых лайнеров – Convair 240, Avro York, DC-6, Boeing 377, Lockheed Constellation. Помимо самой передовой авионики того времени, на этих машинах можно найти и разнообразные удобства, вроде синхронизатора оборотов пропеллеров – чтобы не раздражали пассажиров звенящими завываниями.

Поскольку эти авиалайнеры оптимизированы для полетов на больших высотах, их кабина и салон обычно герметизированы целиком. Давление в них поддерживается на уровне, соответствующем высоте в несколько километров. Чтобы у людей не возникало неприятного ощущения при изменении давления, скорость этого процесса настраивается вручную или задается автоматически, по определенной программе. Обычно управление сводится к указанию конечной «высоты», ощущаемой внутри салона, а также скорости перепада давления.

Для поддержания температуры и влажности воздуха в кабине могут использоваться как примитивные вентиляторы с печками, так и сложные системы кондиционирования. В последнем случае коллекция приборных панелей пополняется отдельным щитком для управления этими системами.

Полеты на большой высоте в холодном воздухе, заставляют внимательно смотреть за тем, чтобы не превысить допустимое число Маха – отношение скорости полета к скорости звука на данной высоте и при данной температуре окружающего воздуха. Для контроля этого предела на указателе скорости появляется еще одна стрелка, а иногда и просто отдельный прибор – махметр. Превышение максимально допустимой скорости полета приведет к уже знакомым нам ужасам, типа рассыпающегося хвоста и затягивания в пикирование. Большие, хрупкие и быстрые машины страдают от этого режима гораздо больше маленьких и прочных истребителей. При наличии избытка мощности моторов, некоторые из тяжеловесов могут превысить допустимое число Маха даже в обычном горизонтальном полете без снижения!

Для облегчения торможения на пробеге придется использовать реверс пропеллера – разворот его лопастей в обратную сторону, иначе не удастся быстро остановить большую и тяжелую машину. Чтобы включить реверс, нужно после касания всеми колесами вывести мотор на указанные в документации обороты и повернуть специальный рычаг. Симуляторное управление реверсом иногда отличается странноватым набором команд, призванным как можно точнее изобразить «настоящее» включение этой системы. Увы, с учетом общего неудобства пользования оборудованием игрушечной кабины, это лишь напрасно усложняет работу виртуального пилота в самый неподходящий момент – в жизни все равно пришлось бы осваивать совершенно другие действия рычагами…

Эффективность реверса у поршневых машин не слишком велика, но тем не менее существенно сокращает пробег. Замедлившись до скорости порядка 60 километров в час убираем газ – лопасти вернутся в нормальное положение самостоятельно и останется окончательно замедлить машину обычными тормозами.

Крайне опасная вещь, которая может произойти при использовании реверса, это отказ с несимметричным поворотом лопастей. Разнотяг мгновенно вынесет машину за пределы полосы, выключить реверс и убрать газ можно просто не успеть. Особенно опасен такой сценарий на обледеневшем или мокром аэродроме. К счастью, симуляторы обычно не имитируют скользкую поверхность, так что наша задача упрощается.

Пока самолет находится на стоянке, его рули запираются в неподвижном состоянии. У легких машин для этого используются деревянные струбцинки, обхватывающие хвост целиком. Большие машины обычно оборудованы внутренней системой блокировки рулей. Забывчивость пилота или отказ такой системы могут привести к катастрофе, поэтому сразу после обхода или перед запуском двигателей обязательно снимаем блокировку!

Неповоротливость тяжелых самолетов может показаться крайне раздражающей, но настоящие мастера умудрялись вытворять на них невероятные вещи. Например, пилот-демонстратор Harold Johnson выполнял на Ford Trimotor целый пилотажный комплекс, включавший в себя помимо петель и бочек развороты на вертикали, колокол и штопор – все это на очень небольшой высоте! При этом иногда намеренно выключался один из трех моторов.

Специфика симуляции: Симулятор обычно воссоздает ощущение тяжести машины замедлением отклика на дачу рулей. Причем вместо имитации постепенного ускорения отклика при удерживании рулей в нужном положении, поведение машины продолжает быть «заторможенным» постоянно.

Отсутствие физической реакции на давление и температуру окружающего воздуха не позволяет оценить необходимость герметизации или кондиционирования кабины.

Posted in 4. Работа на будущее | Tagged , | Comments Off on Тяжелые самолеты