Критический двигатель - Critical engine
 | Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Сентябрь 2018 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
В критический двигатель многодвигательного самолет - это двигатель, который в случае отказа самым неблагоприятным образом повлияет на характеристики или управляемость воздушного судна. На винтовых самолетах разница в оставшемся рыскание моменты после отказа левого или правого (подвесного) двигателя, когда все гребные винты вращаются в одном направлении из-за P-фактор. На ТРД и ТРД обычно нет разницы между моментами рыскания после отказа левого или правого двигателя.
Описание
Когда один из двигателей типичного многомоторного самолета выходит из строя, толкать существует дисбаланс между работающей и неработающей сторонами летательного аппарата. Этот дисбаланс тяги вызывает несколько отрицательных эффектов в дополнение к потере тяги одного двигателя. Инженер-конструктор хвостового оперения несет ответственность за определение размера двигателя. вертикальный стабилизатор которые будут соответствовать нормативным требованиям к управлению и характеристикам воздушного судна после отказа двигателя, таким как те, которые установлены Федеральная авиационная администрация и Европейское агентство авиационной безопасности.[1][2] Во время испытаний летчик-испытатель и инженер-летчик-испытатель определяют, какой из двигателей является критическим.
Факторы, влияющие на критичность двигателя
Асимметричный рыскание
 | Эта секция может быть слишком техническим для большинства читателей, чтобы понять. Пожалуйста помогите улучшить это к сделать понятным для неспециалистов, не снимая технических деталей. (Сентябрь 2015 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Когда один двигатель выходит из строя, рыскание развивается момент, который прикладывает к летательному аппарату вращающую силу, которая стремится повернуть его к крылу, на котором установлен отказавший двигатель. Момент качения может развиться из-за асимметрии подъемной силы в каждом крыле с большей подъемной силой, создаваемой крылом с работающим двигателем. Моменты рыскания и качения создают вращательные силы, которые имеют тенденцию к рысканию и крену самолета в сторону отказавшего двигателя. Этой тенденции противодействует использование пилотом управление полетом, в состав которых входят руль направления и элероны. Из-за P-фактор правый винт на правом крыле, вращающийся по часовой стрелке, обычно развивает свой результирующий вектор тяги на большем боковом расстоянии от центра тяжести самолета, чем левый винт, вращающийся по часовой стрелке (рис. 1). Выход из строя левого двигателя приведет к увеличению момента рыскания работающего правого двигателя, а не наоборот. Поскольку работающий правый двигатель создает больший момент рыскания, пилоту необходимо будет использовать большие отклонения органов управления полетом или более высокую скорость, чтобы сохранить контроль над самолетом. Таким образом, отказ левого двигателя имеет большее влияние, чем отказ правого двигателя, и левый двигатель называется критическим двигателем. На самолетах с пропеллерами, вращающимися против часовой стрелки, например de Havilland Dove, правильный двигатель будет критическим двигателем.
Большинство самолетов, у которых есть пропеллеры встречного вращения не имеют критического двигателя, определяемого вышеуказанным механизмом, потому что два гребных винта вращаются внутрь от вершины дуги; оба двигателя критичны. Некоторые самолеты, такие как Локхид P-38 Лайтнинг, специально имеют пропеллеры, которые вращаются наружу от вершины дуги, чтобы уменьшить турбулентность нисходящего воздуха, известную как поток вниз, на центральном горизонтальном стабилизаторе, что упрощает стрельбу из оружия с самолета. Оба этих двигателя важны, но более важны, чем пропеллеры, вращающиеся внутрь.[3]
Самолет с воздушными винтами в двухтактная конфигурация, такой как Cessna 337, может иметь критический двигатель, если отказ одного двигателя оказывает большее негативное влияние на управление воздушным судном или характеристики набора высоты, чем отказ другого двигателя. Отказ критически важного двигателя в самолете с воздушными винтами в двухтактной конфигурации обычно не вызывает больших моментов рыскания или качения.
Влияние критического двигателя на минимальную скорость управления
 | Эта секция возможно содержит оригинальные исследования. (Август 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Стандарты и сертификаты, определяющие летная годность требовать от производителя определения минимальная скорость управления (VMC), при которой пилот может сохранить управление воздушным судном после отказа критического двигателя, и опубликовать эту скорость в разделе об ограничениях руководства по летной эксплуатации самолета.[1][2] Опубликованные минимальные контрольные скорости (VMCs) самолета измеряются, когда критический двигатель выходит из строя или не работает, поэтому влияние отказа критического двигателя включается в опубликованные VMCс. Когда любой из других двигателей выходит из строя или не работает, фактическое значение VMC что опыт пилота в полете будет немного ниже, что безопаснее, но эта разница не задокументирована в руководстве. Критический двигатель - один из факторов, влияющих на VMCс самолета. Опубликованный VMCОни безопасны независимо от того, какой двигатель вышел из строя или не работает, и пилотам не нужно знать, какой двигатель важен для безопасного полета. Критический двигатель определен в авиационных правилах для целей проектирования хвостового оперения, а для экспериментальных летчики-испытатели измерить VMCс в полете. Другие факторы, такие как угол крена и тяга, имеют гораздо большее влияние на V.MCс чем разница критического и некритического двигателя.
В Airbus A400M имеет нетипичную конструкцию, поскольку на обоих крыльях установлены винты встречного вращения. Пропеллеры на крыле вращаются в противоположных направлениях друг к другу: пропеллеры вращаются от вершины дуги вниз друг к другу. Если оба двигателя на крыле работают, смещение вектора тяги с увеличением угол атаки всегда направлен к другому двигателю на том же крыле. Эффект состоит в том, что результирующий вектор тяги обоих двигателей на одном крыле не смещается при увеличении угла атаки самолета, пока работают оба двигателя. Общий P-фактор отсутствует, и отказ любого подвесного двигателя (например, двигателей 1 или 4) не приведет к разнице в величине оставшихся моментов рыскания тяги с увеличением угла атаки, только в направлении влево или вправо. В минимальная скорость управления при взлете (VMC ) и во время полета (VMCA ) после отказа одного из подвесных двигателей будет таким же, если только системы наддува, которые могут потребоваться для управления самолетом, не установлены только на одном из подвесных двигателей. Оба подвесных двигателя будут иметь решающее значение.
При выходе из строя подвесного двигателя, такого как двигатель 1, показанный на рис. 2, моментное плечо вектора остаточной тяги на этом крыле перемещается из промежутка между двигателями к немного за пределы оставшегося внутреннего двигателя. Сам вектор составляет 50% противоположного вектора тяги. Результирующий момент рыскания тяги в этом случае намного меньше, чем при обычном вращении воздушного винта. Максимальный момент рыскания руля направления для противодействия асимметричной тяге может быть меньше, и, следовательно, размер вертикального оперения может быть меньше. Система флюгирования больших 8-лопастных гребных винтов диаметром 17,5 футов (5,33 м) должна быть автоматической, очень быстрой и безотказной, чтобы обеспечить минимально возможное сопротивление гребного винта после неисправности силовой установки. В противном случае отказ системы флюгирования подвесного двигателя увеличит лобовое сопротивление винта, что, в свою очередь, значительно увеличивает рыскающий момент тяги, тем самым увеличивая фактическое VMC (А). Управляемая мощность, создаваемая одним лишь небольшим вертикальным оперением и рулем направления, мала из-за небольшой конструкции. Только быстрое уменьшение тяги встречного двигателя или увеличение скорости полета может восстановить необходимую мощность управления для поддержания прямого полета после отказа системы оперения. Разработка и утверждение системы оперения для этого самолета является сложной задачей для инженеров-конструкторов и сертификационных органов.
На самолетах с очень мощными двигателями проблема асимметричной тяги решается за счет применения автоматической компенсации асимметрии тяги, но это имеет последствия для взлетных характеристик.
Устранение
В Рутан Бумеранг является асимметричный самолет спроектирован с двигателями с немного различающейся выходной мощностью для создания самолета, который исключает опасность асимметричной тяги в случае отказа одного из двух двигателей.[нужна цитата ]
Рекомендации
- ^ а б Федеральное управление гражданской авиации США. «Федеральные авиационные правила (ФАП)». Раздел 14, часть 23 и часть 25, § 149. Архивировано из оригинал на 2012-09-22. Получено 28 октября, 2013.
- ^ а б Европейское агентство по авиационной безопасности. «Сертификационные спецификации (CS)». CS-23 и CS-25, § 149. Получено 28 октября, 2013.
- ^ Гарнизон, Питер (февраль 2005 г.). «P-фактор, крутящий момент и критический двигатель». Летающий. 132 (2): 99. ISSN 0015-4806.