Quel est langle dinclinaison maximal de sécurité dun 747?

Langle de descente permet de réduire la portance que laile doit fournir, de deux manières. Il conduit lavion dans un air de densité plus élevée, où une portance plus absolue est possible au même nombre de Mach. Cela prend un certain temps, mais un effet plus immédiat vient du fait de pointer le nez de lavion vers le bas. Ensuite, une partie des forces induites par la gravité peut être neutralisée par la traînée (D dans le croquis ci-dessous). Ceci est similaire à un planeur, seulement avec une efficacité aérodynamique beaucoup plus faible et des angles plus raides. Terry réduit la poussée et ouvre les freins de vitesse pour éviter la survitesse, afin quil puisse plonger aussi rapidement que possible, réduisant ainsi les exigences de portance. Une plus grande partie de la portance L de laile peut maintenant être utilisée pour faire demi-tour. Sil veut atteindre un taux de descente constant, il doit encore produire suffisamment de portance pour équilibrer le poids, mais réduit du cosinus de la trajectoire de descente par rapport à la condition de vol en palier. À 25 ° en piqué, cest une réduction de 10%.

Vous vous inquiétez maintenant de son angle de roulis. Veuillez noter quil souhaite créer autant de composants latéraux de portance que possible, qui ressembleront à de la gravité pour tous à bord. À un angle de roulis de 60 ° (je pense que ses 80 ° sont un peu extrêmes), cela équivaut à deux fois laccélération verticale normale, et avec la plongée en fait seulement 1,8 g, donc tout le monde ressentira presque deux fois la force de la gravité normale. Avec le roulis de 80 °, ce ne sera pas un virage stationnaire et il ne restera pas assez de portance pour contrer la gravité, de sorte que lavion accélérera vers le bas pendant le virage.Il tombera en fait du ciel. Quand déjà à Mach 0,85, je serais plus prudent que Terry, car les choses se compliquent très vite quand Mach monte plus haut.

Le terme $ m \ cdot \ frac {v ^ 2} {R} $ est la force centrifuge qui peut être fournie par le composante horizontale de lascenseur et qui doit être aussi grande que possible pour les virages serrés (un rayon R plus petit aide). Cest le composant de portance dont Terry a besoin pour tirer lavion.

Si nous restons avec des virages stationnaires (sans la partie «tomber du ciel»), langle dinclinaison maximum est donné par la charge maximum facteur du 747. À 400 KEAS, ce nest que 1,5 g, donc même avec une inclinaison de 25 ° en piqué, langle dinclinaison maximum serait de 53 °. Si vous volez légèrement plus lentement, le facteur de charge passe à 2g (soit 63 ° dans une descente de 25 °) et plafonne à 2,5g à 310 KEAS (68,7 ° dans une descente de 25 °). Voler à Mach 0,85 à 30 000 pieds produira une vitesse équivalente de 306 kt dans des conditions atmosphériques normales. La valeur précise varie en fonction de la vitesse de vol réelle, et langle dinclinaison de sécurité maximal est compris entre 60 ° et 70 °.

Jai développé ma réponse à la question initiale , et jespère quen combinaison avec cela, je pourrai couvrir vos questions. Sinon, continuez à demander!

EDIT: Je vois, maintenant vous voulez savoir le temps de faire demi-tour. Tout ce que je peux faire est de le calculer en supposant qu’une portance suffisante est disponible , quel que soit le tremblement. En réalité, je doute que même le boîtier 48 ° vous offre une conduite agréable. Tous les résultats sont pour le cas de 30.000 pieds, car à 36.000 pieds, ces angles dinclinaison plus élevés ne seront pas proprement volables en raison des effets de compressibilité.

À 60 °, lavion vole avec 2g, et avec encore 25 ° en piqué à 1,8 g. Le taux de virage serait de 3,77 ° / s et 180 ° serait terminé après 48 s.

À 70 °, il vole avec presque 3g, et avec 25 ° en piqué à 2,65 g ce qui est un peu en dehors de les limites g. Le taux de virage serait de 5,98 ° / s et 180 ° serait terminé au bout de 30 s (plus le temps de rouler à 70 °, qui commence maintenant à devenir important).

Le cas des 80 ° devient vraiment hypothétique , car même avec une inclinaison de 25 ° en piqué, le facteur de charge sera de 5,2 g en cas de vol sans dérapage et suffisamment de portance pour éviter la survitesse. Le 747 sera sur le point de se désagréger, mais peut-être quune future version acrobatique pourra effectuer cette manœuvre en toute sécurité. Il en résultera une vitesse de virage de 12,35 ° et nécessitera 14,6 s pour un virage à 180 °. Jajouterais au moins 4 secondes pour sincliner à 80 °, mais le virage peut être complété en 20 s. Hypothétiquement.

Ce à quoi Terry a fait allusion quand il a dit quil sinclinerait à 80 °, ce ne sont pas les virages nets que je calcule ici, mais une plongée dynamique où lavion accélère car il ne reste pas assez de portance pour lempêcher chute. Pour calculer cela, jaurais besoin de plus de données aérodynamiques sur le 747 et utiliser au moins un algorithme de différences finies ou beaucoup de papier et de crayons.

Juste autant: si le 747 est roulé à 80 ° mais le pilote tire seulement autant de g que lavion peut supporter (en raison du tremblement, je doute que même 2,5 g soient possibles), la portance servira presque exclusivement à effectuer un virage serré, mais il nen restera pas assez pour contrer la gravité. Par conséquent, laéronef glissera latéralement et la stabilité directionnelle fera tourner le nez vers le bas. Cela prendra un certain temps (je suppose que peut-être 12 secondes, vraiment une estimation), mais lavion prendra de la vitesse dès le début de la manœuvre. Jai un peu plus peur de voler plus vite que Mach 0,85 que Terry, et les différents rapports de 747 allant jusquà Mach 0,98 soutiennent son point de vue selon lequel un peu de survitesse est OK. Il mest difficile de deviner combien de temps il faut pour devenir inconfortablement rapide, puis beaucoup de levée sera nécessaire pour sortir de la plongée. Par contre, lorsque lavion plonge, il lui suffit dun roulis et dun pull-out pour sortir à 180 ° du cap précédent. Le pull-out sera effectué à une altitude beaucoup plus basse, et la création du gs ne posera pas de problème.

Commentaires

• Vous dites que à 5,2 g  » le 747 se séparera certainement  » mais que ‘ est combien Chine 006 tiré. Certes, il sest partiellement séparé, mais il est resté volable. En quoi est-ce différent?
• @ raptortech97: Le facteur de charge maximal de conception du 747 est de 3,8, le facteur de sécurité est de 1,5. Sil est conçu correctement, lavion devrait casser à 5,7 si tout fonctionne comme prévu. Le facteur de sécurité est là pour une raison, et jai un peu exagéré. Jai édité la section.

Quelques informations en plus des excellentes réponses déjà données:

Premièrement , disons que le besoin du virage durgence est survenu juste après le nivellement dune montée typique de 2000 pieds, ce qui signifierait probablement que vous naviez que 1,3 g de protection de limite de buffet, bien que dans de bonnes conditions, nous montions souvent alors que nous navions que 1.2g. Etant donné la loi de Murphy, disons que nous sommes à 1.2.

Maintenant, le besoin de tourner vient. Pendant les premières secondes, nous nosons pas dépasser 1,2 g de peur dentrer dans une région de possible incontrôlabilité. Nous devons perdre au moins quelques milliers de pieds le plus rapidement possible pour arriver là où nous pouvons commencer à demander plus à laile. En même temps, nous voulons utiliser ce que laile peut fournir en toute sécurité pour nous faire tourner. Plus le virage est raide, plus ce sera et plus vite nous tomberons. Les deux bons pour un temps très court. Mon siège du pantalon suppose que nous roulerions à lextrême avec lequel nous étions à laise, puis commencerions presque immédiatement à réduire la banque à un taux et à un degré dictés par notre vitesse et à quelle vitesse elle augmentait.

Le claquement de survitesse devrait tourner autour de mach 0.92, bien que dans les vols dessai de maintenance je « lai vu ne pas démarrer avant presque 0.94. A nimporte quel moment il se déclenche, nous » voudrions commencer à réduire la banque, et nous  » Je veux remplacer la force de rotation perdue et remédier à la survitesse en augmentant langle dattaque à ce que laile pourrait faire en toute sécurité sous forme de buffet. Au moment où nous aurions chuté, disons, 4000 pieds, la vitesse du buffet ne serait plus un facteur, et nous pourrions tirer en toute sécurité quelque chose comme 1,8 g (ou plus si nécessaire).

Ce serait une question de jouer notre banque et notre angle dattaque pour obtenir ce que nous voulons. En réfléchissant à ce scénario, je « suis informé (ou du moins je pense lêtre) de deux choses.

Le premier est lincident du 12 décembre 1991 décrit dans ce rapport NTSB (PDF) et dans cet article . Jétais capitaine chez Evergreen à lépoque (en fait javais volé avion quelques semaines plus tôt et javais remarqué lanomalie du pilote automatique qui devait plus tard causer lincident), et je connaissais et parlais à léquipage (comme tout le monde à la compagnie).

fait que léquipage na pas remarqué ce qui se passait jusquà ce que les gyroscopes INS tombent (ancien système Carousel avec de vrais gyroscopes), ce qui sest produit lorsque lavion a atteint une inclinaison de 90 degrés, comme je me souviens. Langle dinclinaison maximum avant le début de la récupération était de 95 degrés. En outre, les moteurs étaient à la puissance de croisière jusquau début de la récupération. Il ya controverse quant à la vitesse maximale atteinte; les estimations allaient de mach 0,98 à 1,09 (un rapport mach 1,25 était faux). Le piqué maximum était de 35 degrés. La perte daltitude était denviron 10 000 pieds.

Ayant lu les réponses précédentes, je suis un peu moins à laise avec le scénario à 80 degrés, mais je ne pense pas que cela signifierait un désastre. Les plates-formes INS seraient toujours en place. Je pense que la vitesse serait gérable étant donné que nous allons au ralenti au début, et les freins de vitesse aideraient à ce sujet. La différence, cependant, entre lutilisation de 70 degrés et 80 degrés serait probablement assez petite. Le pdf référencé dans le premier lien parle dun autre 747 allant à 71 degrés comme je me souviens.

Deuxièmement, nous avons eu un exercice de simulation dans lequel nous dépasserions parfois 60 degrés dinclinaison, bien que je ne puisse pas dire avec certitude que Je suis jamais allé à 80 degrés. Le scénario commencerait par le contrôle des départs disant: « Vous avez une bombe à bord programmée pour exploser dans 5 minutes. Autorisé à atterrir sur nimporte quelle piste. » Linstructeur de simulation, bien sûr, vous aurait mis dans ce quil pensait être une situation aussi difficile mais toujours faisable que possible. Donc, ce que vous avez fait était de mettre hors tension, de commencer à lancer toute la traînée que vous pouviez (visser les limitations de vitesse), et de rouler à nimporte quel degré dinclinaison qui vous ferait aligner. Lexercice commençait toujours à une altitude relativement basse, donc la vitesse du buffet nétait pas un problème.

Cela me fait penser aux larmes aux yeux des moments amusants passés.

Commentaires

• Cest une histoire très intéressante. En tant que non-pilote posant cette question, pourriez-vous expliquer pourquoi une inclinaison à 90 degrés passerait inaperçue par les membres déquipage? Il semble que vous tombiez tous sur le mur dans ce cas, mais je ‘ je suis sûr quil doit y avoir dautres facteurs en jeu.
• @borrrden: Lift est la force principale exercée sur lavion et comme elle est perpendiculaire au sol, vous ne vous sentez jamais (beaucoup) tiré latéralement dans un avion, seulement vers le sol ou éventuellement vers le haut. Ceci est mieux expliqué par une image, qui ne peut ‘ être mise dans un commentaire. Regardez la réponse de Peter K ä mpf ‘ ou posez de nouvelles questions pour une explication détaillée.
• @Terry, pourriez-vous même étendre les freins rapides alors que vous ne disposez que de 1,2 g de levage?Pour autant que je sache, le B747 utilise une extension partielle des spoilers comme freins de vitesse et ceux-ci réduisent la portance. Donc, ‘ t qui serait contre ce dont vous ‘ besoin là-bas ou même dangereux (au début; plus tard, vous ‘ aurais-je assez de portance bien sûr)?
• @JanHudec Ce que je considère être la question est de savoir si, avec le déploiement des freins rapides, jaurais suffisamment changé la forme de laile Je navais plus de protection de 1,2 g, et que même en utilisant seulement 1,0 g (ce qui serait au début ma cible) pourrait me mettre dans la région dun buffet à grande vitesse. Je dois admettre que je n’y avais pas pensé de ce point de vue, et je ne connais vraiment ‘ pas la réponse. Compte tenu de cela, je ‘ dis maintenant que je ne déploierais pas les aérofreins avant davoir chuté de quelques milliers de pieds. Bonne prise!
• @ Notts90 Oui, bien que lescalade typique ait commencé au FL290 (29 000) au FL310 et se soit poursuivie à partir de là par intervalles de 2 000 pieds. Les 747-100 et les 200 précédents ne pouvaient initialement atteindre le FL290 quen décollant au poids brut maximum. À lépoque, le système de voies aériennes à haute altitude était organisé par intervalles de 2000 pieds sur des milliers impairs. Un espacement de mille pieds nétait généralement pas disponible. Si je me souviens bien, le système de voies de l’Atlantique Nord a été le premier à passer de 2 000 à 1 000 séparations, mais je ne me souviens ‘ de l’année.

Quel est le maximum safe angle dinclinaison dun 747?

Cela peut dépendre de qui est faire lévaluation de la sécurité et quelles sont les alternatives. Il peut y avoir des circonstances où un pilote pourrait penser quêtre le premier pilote à incliner un 747 à 70 ° serait plus sûr quune collision avec une montagne ou un autre aéronef, ou en train dêtre abattu.

La FAA collecte « des données statistiques sur lavion Boeing-747-400 en service commercial Opérations «  . Par exemple:

I pense que la FAA rejette des données tout angle dinclinaison supérieur à 40. Je suppose que les compagnies aériennes et / ou les pilotes considèrent que les angles supérieurs à ceux indiqués dans ce graphique sont dangereux (à ce stade du vol?)

Ces données semblent être liées aux touchés. Peut-être que des angles plus grands sont utilisés en toute sécurité à haute altitude.

JA8119, un 747 SR-100, après une décompression explosive et une perte de stabilisateur vertical semble plus tard avoir survécu brièvement à un roulis de 80 ° sans le avion en panne. Dans le rapport daccident se trouve cet enregistrement de lenregistreur de données de vol.

Cet avion était essentiellement incontrôlable, subissant des cycles phugoïdes et des rouleaux hollandais et sest tragiquement écrasé peu de temps après. Cependant, cela suggère peut-être quun 747 intact pourrait être capable de survivre à des angles dinclinaison assez élevés (en supposant que RLL dans le rapport signifie un angle de roulis). Comme la noté Peter Kämpf dans un commentaire, il nest peut-être pas prudent de tirer des conclusions sur les caractéristiques de vol des 747 en bon état à partir de ces données.

Commentaires

• Excellentes données que vous avez trouvées là-bas! Cest donc possible au moins!
• Je crois que cest en fait la catastrophe aérienne dont je parlais btw.
• La banque 80 ° ne doit pas être une manœuvre coordonnée en vol en palier. Si le pilote tire vers le haut puis roule en poussant le nez vers le bas, peu de composante de portance verticale est nécessaire, et 80 ° rouler est possible avec un facteur de charge plus petit quen vol en palier. Puisque lavion en question a perdu la majeure partie de sa queue verticale, la dynamique de vol est difficile à comparer avec un 747.
• @Peter: merci, je ‘ ve a modifié la question pour préciser que JA8119 était un avion gravement endommagé à lépoque.

Fonctionnement normal, le 747 ne dépasse pas 25 degrés dangle dinclinaison.

Les banques plus raides se font généralement uniquement dans le simulateur et auront jusquà 45 degrés dinclinaison.

Si le rayon de virage doit être diminué, diminuez la vitesse. Selon le poids, laltitude et la température, cela peut être possible ou non. Langle dinclinaison pouvant être atteint variera avec laltitude. À 10 000 « , une inclinaison de 45 degrés peut être faite; à 41 000 ce serait imprudent.

10 degrés à piquer est excessif dans le 747. 25 degrés à piquer est ridicule. Surtout en tournant.

La vitesse est la clé pour réduire le rayon, il ny a que peu de bancs que lon pourra atteindre dans le 747. Ce nest pas comme piloter un Cessna.Si une réduction de vitesse est nécessaire par rapport au poteau dorigine, pour obtenir un rayon de virage minimum, un virage en montée serait dans lordre, plutôt quun virage descendant.

Des virages à plus de 70 degrés ne se produiront pas dans le 747.

Si le désir est de se détourner dune frontière politique dun cap donné, un virage à 360 degrés ne sera pas soyez productif.