Что такое «глубокий ларек» и как пилоты могут оправиться от него?

Глубокое стойло или супер стойло-это состояние, при котором след крыла падает на поверхность хвоста и делает его почти неэффективным. Крыло полностью остановлено, поэтому воздушный поток на его верхней поверхности отделяется сразу после передней кромки, что создает широкий след замедленного, турбулентного воздуха. Следовательно, динамическое давление на хвостовой поверхности значительно меньше, чем при неостановленном полете, что является основной причиной снижения эффективности.

Рассмотрим такой случай: самолет летит в носовом положении, но по нисходящей траектории полета. Следовательно, угол атаки крыла α

$\alpha$ значительно за своим нормальным рабочим диапазоном,причиняя польностью отделенную верхнюю поверхностную подачу. Из-за конфигурации T-хвоста след поражает лифт так, что все это защищено от регулярного воздушного потока.

Момент подачи этой конфигурации по углу атаки (синяя линия) выглядит примерно так. Во-первых, существует устойчивая область с отрицательным градиентом при низких значениях α

$\alpha$ далее следует минимум, когда крыло заглохнет, а затем область с положительным уклоном, где развернется отрыв и хвост двинется в след сверху. Эта область неустойчива по тангажу, поэтому без управляющего входа самолет не останется там, но либо опустится, либо до тех пор, пока он снова не достигнет стабильной области. При больших углах атаки следует еще одна устойчивая область с отрицательным градиентом:Обратите внимание, что у нас есть две точки обрезки, одна в регулярном диапазоне угла атаки и один выход вправо. В обоих случаях самолет имеет стабильное состояние дифферента, поэтому на небольшие возмущения отвечают изменениями силы, которые удерживают самолет в одной из этих точек. Между ними есть еще одна точка равновесия, но здесь самолет неустойчив. Если он немного поднимется, шаг вверх ускорится, пока не достигнет верхней точки обрезки.

Теперь рассмотрим управляющую мощность горизонтального хвоста. Когда он летит в безмятежном воздухе, он может обрезать широкий диапазон углов атаки. В глубоком состоянии стойла, однако, его мощность управления значительно снижается, что приводит к гораздо меньшему диапазону подрезаемых углов атаки. Если нижний конец этого диапазона находится справа от точки, где момент качки переходит в положительные значения (здесь α

$\alpha$ = 24°), самолет не может убежать с отклонениями лифта!

Обратите внимание, что управляющей мощности недостаточно для входа в глубокий ларек с квазистационарными изменениями дифферента. Пилот должен сделать шаг быстро и должен промахнуться статический диапазон отделки, чтобы пересечь в стабильную область выше 30° угол атаки. Там, его ряд trimmable α

$\alpha$s слишком мал, чтобы достичь такого же проскока назад.

Чтобы выбраться из этой ловушки нужны другие изменения: либо сдвинуть центр тяжести вперед, либо попытаться сбросить одно крыло. К сожалению, как элероны, так и руль также будут намного менее эффективными из-за массивного разделения и следа. В ряде случаев даже опытные летчики-испытатели не могли избежать этого состояния.

Глубокий киоск-киоск, где пилот неспособен понизиться из-за или потери чистого воздушного потока по лифту (Типичный в хвостах) или утки, все еще производящие лифт, в то время как крыло позади него остановлено.

В зависимости от самолета пилот может иметь возможность наклониться и использовать руль, чтобы получить нос вниз, чтобы исправить стойло. По возможности пилот может перемещать / сбрасывать груз для перемещения центра масс вперед.

В статье о стойле в Википедии говорится об одном случае, когда B727 оправился от глубокого стойла, «раскачивая самолет до более высоких углов банка», пока нос не упал, и нормальная реакция управления не была восстановлена.

Предполагается, что глубокое сваливание в основном влияет на хвосты, но высокие углы атаки могут привести к более традиционной конструкции с низким хвостом, когда хвост застопорился. Если вы посмотрите на анимацию расследования несчастных случаев AF447 (youtube) , вы увидите, что было много неэффективного движения палки. Наконец, когда палка пошла вперед, нос опустился примерно на 10 градусов вниз, но угол траектории полета был близок к -45 градусам, поэтому угол атаки составлял примерно 35 градусов. Обе поверхности были глубоко остановлены, и этот маневр был выживаем с обычным восстановлением стойла.

Есть методы восстановления, которые могут работать. Я использовал для испытания в воздухе большую конструкцию хвоста T, и инструктированный маневр состоял в том, чтобы катиться, чтобы вызвать боковое скольжение, которое уменьшило бы угол атаки. На конструкции хвоста T это было бы в основном достигнуто с помощью руля. Но низкий дизайн хвоста может иметь руль, заглушенный хвостом под этими углами атаки. Единственным способом вызвать крен от рыскания в этом случае было бы использование асимметричной тяги.

Пилоты AF447 не были оснащены этими знаниями, которые, возможно, спасли самолет. Я спросил у своих коллег их мнение, и у меня сложилось впечатление, что эта ситуация не очень ценится. С недавним расследованием авиакатастрофы Air Asia следуйте аналогичному подходу к событиям, ведущим к потере AF447, возможно, сейчас самое время.