Пасажирський лайнер, який мчить на висоті 10 000 метрів і долає багато сотень кілометрів на годину, повинен якось плавно погасити свою швидкість до нуля, завмерши на пероні аеропорту. Тільки тоді політ можна вважати успішним. На жаль, інколи трапляється і так, що настільки популярні в Росії оплески пілотам після торкання літаком землі можуть означати передчасну радість. Позаштатні ситуації після приземлення - бич цивільної авіації.
Відразу хочеться обмовитися, що дана стаття ні в якій мірі не має на меті заразити кого-небудь аерофобією. Серйозні авіаційні події, тим більше з жертвами, миттєво потрапляють в заголовки світових новин, і це найкраще свідчення того, що авіатранспорт відрізняється високим ступенем безпеки: катастрофа літака - подія рідкісна і не рядова. Тим цікавіше розібратися в тому, що відбувається, коли ні напхана електронікою сучасна авіатехніка, ні висока кваліфікація екіпажів не рятують від ситуацій на зразок тієї, що кілька років тому зіпсувала передноворічний настрій жителям нашої країни. Йдеться про загибель лайнера Ту-204 - того, що 29 грудня 2012 року не зміг погасити швидкість після посадки, викотився за межі смуги, пробив огорожу аеродрому і зруйнувався з частковим винесенням уламків на Київське шосе. Викочування літака за межі смуги - одна з найпоширеніших у світі причин авіакатастроф (тобто авіапригод з людськими жертвами), часом його називають «вбивцею номер один» в цивільній авіації. За статистикою IATA (International Air Transport Association), приблизно 24% загиблих припадає на цей вид пригод.
Гальмуємо в повітрі
Перш ніж говорити про причини цих сумних подій, варто трохи зупинитися на технічну сторону питання, коротко розповісти про те, які у сучасного пасажирського лайнера є можливості для своєчасного і керованого гасіння швидкості. Коли літак знаходиться в повітрі, є лише два основних способи знизити швидкість лайнера: прибрати газ, знизивши потужність двигунів, і збільшити лобове опір. Для вирішення останнього завдання існує декілька спеціалізованих пристосувань. Досвідчені авіамандрівники знають, що крило має велику кількість рухомих частин, які (за винятком елеронів - повітряних рулів крену) об'єднуються в поняття «механізація крила». Відхиляються під різними кутами панелі, які відповідають за збільшення лобового опору (а також зниження підйомної сили крила), називаються спойлерами. У вітчизняній авіаційній літературі їх прийнято поділяти на власне спойлери, інтерцептори і елерон-інтерцептори, в результаті чого між цими поняттями виникає плутанина. Як нам пояснили в одній з російських авіакомпаній, більш правильним сьогодні вважається загальний термін «спойлери», які на сучасних літаках працюють в трьох режимах.
Перший режим - режим повітряних гальм (speed brakes). Використовується для зменшення швидкості польоту і / або збільшення вертикальну швидкість зниження. Управляє цим режимом пілот, переміщаючи штурвал або рукоятку на потрібний кут, при цьому відхиляються не всі спойлери, а лише частина з них.
Другий режим - це спільна робота з елеронами для поліпшення характеристик управління по крену (roll spoilers). Відхилення відбувається автоматично на кути до семи градусів при відповідному русі штурвала (ручки управління) по крену, причому відхиляються тільки зовнішні (ті, що далі від фюзеляжу) або тільки внутрішні спойлери (це залежить від конструкції конкретного типу повітряного судна).
Ніяких видатних конструктивних особливостей у коліс шасі і системи їх гальмування немає. Майже всі як в хорошому автомобілі: дискові гальма і система, що запобігає рух юзом.
Нарешті, третій режим - наземного гальмування (ground spoilers) - являє для нас найбільший інтерес. У цьому режимі автоматично відхиляються всі спойлери на максимальний кут, що призводить до різкого зниження підйомної сили. Після того як машину фактично перестає тримати повітря, виникає ефективна навантаження на гальмівні колеса і починається гальмування з автоматом растормаживания. Цей автомат, званий антиюз, фактично не що інше, як антиблокувальна система, функціонально аналогічна тій, що в наші дні встановлюють на автомобілі: ABS прийшла з авіації.
Реверс? Можна без нього
Крім спойлерів, літак має ще двома системами гасіння швидкості. По-перше, це вже згадані колісні гальма. Вони виконані з дисковою схемою, причому для підвищення зносостійкості в них часто застосовуються диски не зі сталі, а з композиційних матеріалів (вуглепластика). Гальма приводяться в дію гідравлікою, хоча вже з'явилися варіанти з електричними актуаторами.
Цей літак не покинув смугу і все ж схильний до серйозного ризику. Заклинило передню стійку шасі, і колеса не котяться, а волочаться по смузі і, стираючи, горять. Головне, щоб стійка не підломилися.
І нарешті, реверс - слово, настільки часто звучала в зв'язку з катастрофою у Внуково. У пристрої реверсу тяги частина реактивного струменя відхиляється за допомогою приводяться в рух гідравлікою стулок. Таким чином, реактивна тяга вже не штовхає літак уперед, а, навпаки, гальмує його. Так чи може бути несправний реверс винуватцем катастрофи?
Відповідь буде швидше негативним, бо, як свідчить практика, одноосібного «винуватця» у серйозних авіапригод в цивільній авіації взагалі не буває. Катастрофа - це завжди невдалий збіг декількох обставин, серед яких як технічні фактори, так і людський. Справа в тому, що пристрій реверсу тяги - це, по суті справи, система аварійного, нештатного гальмування.
1.Законцовка крила знижує лобовий опір, що створюється тремтячим з кінця крила вихором, і таким чином збільшує підйомну силу крила. Різні виробники випускають законцовки різних форм і навіть присвоюють їм спеціальні назви: «Вінглети», «шарклети» і т. П. 2. Елерони відносяться до аеродинамічних рулів (управляють креном) і не є частиною механізації крила. 3. Високошвидкісний елерон. 4. Призначення ряду гондол, розташованих під крилом, часто викликає питання у авіапасажирів. Все просто - це обтічники приводів, які змінюють положення закрилків. 5. предкрилок Крюгера (внутрішній предкрилок) має вигляд випадає щитка. 6. Предкрилки змінюють конфігурацію крила таким чином, щоб збільшити допустимий для літака кут атаки без зриву потоку. 7. Висунуті закрилки збільшують підйомну силу крила, даючи можливість літаку триматися в повітрі на малих швидкостях (при зльоті та посадці). 8. закрилків. 9. Зовнішній спойлер. 10. Внутрішній спойлер.
Західні типи літаків, зрозуміло, оснащені пристроями реверсу, але сертифікуються так, як ніби його немає. Основна вимога пред'являється до енергоємності гальм основних стійок шасі. Це означає, що при відсутності помилки пілотування і при всіх справних системах літак повинен, не вдаючись до реверсу, сісти на суху смугу і без проблем погасити швидкість, щоб згорнути на руліжні доріжки. Більш того, через підвищений рівень шуму при відхиленні струменя у всіх аеропортах Євросоюзу застосування реверсу не дозволено при нічних польотах (23:00 - 6:00) за винятком поганий стан ЗПС та / або аварійної ситуації. Сучасні типи літаків можуть експлуатуватися як з одним реверсом, так і взагалі без них за умови достатньої довжини ЗПС, навіть якщо вона покрита опадами. Іншими словами, при збігу ряду несприятливих факторів, що сприяють викочування літака за межі ЗПС, реверс може виявитися останньою надією на щасливий кінець. Але якщо відмовить і він, навряд чи його можна буде вважати єдиною причиною авіаподії.
Спойлер не тільки збільшує лобове опір, а й організовує зрив потоку при обтіканні повітрям крила, що призводить до зниження підйомної сили останнього. В ході польоту спойлери використовуються, наприклад, для збільшення вертикальної швидкості літака без зміни тангажу. Автоматичний випуск спойлерів на ЗПС забезпечується при їх «армуванні» - переведення в підготовлене до випуску становище ARMED. Це як взвод курка на рушницю - якщо не звести, то і пострілу не буде. Сигналом до випуску служить поєднання даних від радіовисотомір (висота 0), сенсорів обтиску основних стійок, положення РУД - 0 (малий газ). Незаармірованние (помилково або забудькуватості) спойлери досить часто фігурують в розборах випадків, пов'язаних з викочування за межі смуги.
Не поспішайте на посадку!
Однією з головних причин викочування літака за межі ЗПС вважається так званий нестабілізований захід на посадку. Це поняття включає в себе політ на передпосадковій прямій на підвищених швидкостях, з неправильним положенням механізації крила (мова йде перш за все про закрилках), з відхиленням від курсу. Серед інших причин можна назвати пізніше застосування колісних гальм (постулат пілота - «Не покидай гальма на кінець смуги!»). Відомі також випадки, коли пілоти отримували неточні дані про стан ЗПС і здійснювали посадку на слизьку смугу, розраховуючи сісти на суху.
Згідно вітчизняним підручниками аеродинаміки, посадкова дистанція із застосуванням реверсу скорочується на 25-30%, проте сучасні типи літаків сертифікуються без урахування можливостей реверсу. Запуск реверсу жорстко прив'язаний до спрацьовування датчика обтиску стійок. Така прив'язка викликана гірким досвідом кількох авіакатастроф, причиною яких стало спрацьовування реверсу в повітрі. В одній з цих катастроф був винен психічно хворий японський пілот, що включив реверс при заході на посадку.
Що відбувається, коли літак рухається по глиссаде з перевищенням заданої (зазвичай 220 км / ч) швидкості? Зазвичай це означає переліт, дотик смуги в нерозрахункової точці (особливо якщо літак порожній, як це було з Ту-204). Це вже само по собі становить нештатну ситуацію, яка передбачає використання всіх засобів гальмування, включаючи реверс, - «запасу» смуги вже немає. Але небезпека полягає ще і в тому, що лайнер навіть після торкання смуги продовжує рухатися з нерозрахункової високою швидкістю, а чим вище швидкість, тим вище підйомна сила крила. Виходить, що машина не котиться по смузі, спираючись на неї, а фактично летить, торкаючись смуги колесами. У цій ситуації могли не спрацювати датчики обтиску стійок шасі, які по-англійськи називаються більш зрозумілим терміном weight-on-weels (вага на колесах). Таким чином, з точки зору автоматики, лайнер продовжує політ і не може виконувати такі чисто наземні операції, як включення реверсу або випуск спойлерів в режимі наземного гальмування. А якщо після торкання смуги спойлери не випустять або заберуться, катастрофа практично неминуча. Більш того, при слабкому зчепленні коліс з смугою автоматика антиюз буде розгальмовує колеса, як вона робила б це на слизькій поверхні, щоб уникнути втрати управління колесами. Гальма будуть працювати справно, але ... гальмувати вони не будуть. Ну і якщо смуга ще дійсно слизька, то шанси уникнути викочування в описаному випадку можна вважати практично нульовими. Наслідки ж викочування залежать від того, на якій швидкості це відбувається і що виявилося на шляху літака. Таким чином, обставини, що ведуть до катастрофи, можуть наростати лавиноподібно, і відмова, скажімо, реверсу не може в даній ситуації мати вирішального значення.
Частоту, з якою в світі відбуваються інциденти з викочування літаків за межі смуги, можна уявити собі по аналітичному з доповіддю, підготовленою голландської Національної аерокосмічної лабораторією в 2005 році. Для підготовки доповіді було проаналізовано близько 400 випадків з викочування, що відбулися в світі за попередні 35 років. Легко підрахувати, що це більше десяти випадків на рік, хоча в дослідженні особливо підкреслювалося, що кількість таких авіапригод швидко знижується: позначається вдосконалення авіаційної і навігаційної техніки. На щастя, далеко не всі ці випадки розвивалися за описаним в статті гіршим сценарієм, однак і з тих, що закінчилися благополучно, були дуже примітні. У 2005 році величезний A340, яка сідала в аеропорту Торонто рейсом з Парижа, торкнувся смуги з перельотом, викотився за межі ЗПС, частково зруйнувався і загорівся. На щастя, все три сотні осіб на борту вижили.
Як випливає з попередніх висновків МАК, катастрофа у Внуково розвивалася за схожим сценарієм, причому швидкість лайнера під час викачування становила 190 км / год, всього на 30 км / год менша від тієї швидкості, на якій літак повинен був торкнутися посадкової смуги. Звідси трагічний фінал.
Є до чого прагнути
Інциденти з викочування за межі злітно-посадкової смуги трапляються в різних країнах і на різних континентах, але все ж деяка соціально-географічна залежність проглядається. Згідно з дослідженнями, найчастіше подібні інциденти відбуваються в Африці, далі йдуть Південна і Центральна Америка, потім Азія. У розвинених країнах такі події трапляються менш ніж одне на два мільйони посадок. Найкраще справи йдуть у Північній Америці, і це при колосальному повітряному русі в небі над США. У цьому, власне, немає нічого дивного: в країнах, що розвиваються більше старої авіатехніки, вона гірше обслуговується, там багато погано обладнаних аеропортів і застаріле навігаційне обладнання, та й технологічна дисципліна нижче. Все це в якійсь мірі можна сказати і про авіаційному господарстві Росії, та й випадки викочування, в тому числі з жертвами, у нас не так рідкісні. Але швидше б вже покинути цю компанію аутсайдерів.
Стаття «Вбивця номер один» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №3, Лютий 2013 ).
Реверс?Так чи може бути несправний реверс винуватцем катастрофи?
Що відбувається, коли літак рухається по глиссаде з перевищенням заданої (зазвичай 220 км / ч) швидкості?