Qual è il massimo angolo di virata di sicurezza di un 747?

Langolo di discesa aiuta a ridurre la portanza che lala deve fornire, in due modi. Conduce laereo in unaria ad alta densità, dove è possibile una portanza più assoluta con lo stesso numero di Mach. Questo richiede un po di tempo, ma un effetto più immediato viene dal puntare il muso del velivolo verso il basso. Quindi, parte delle forze indotte dalla gravità può essere contrastata mediante trascinamento (D nello schizzo sotto). Questo è simile a un aliante, solo con unefficienza aerodinamica molto inferiore e angoli più ripidi. Terry riduce la spinta e apre i freni di velocità per evitare la velocità eccessiva, in modo che possa immergersi il più ripidamente possibile, riducendo così i requisiti di sollevamento. Ora è possibile impiegare una maggior parte della portanza L dellala per far girare laereo. Se vuole raggiungere un tasso di caduta costante, deve comunque produrre abbastanza portanza per bilanciare il peso, ma ridotto del coseno del percorso di planata rispetto alla condizione di volo livellato. A 25 ° con il muso in giù, si tratta di una riduzione del 10%.

Ora sei preoccupato per il suo angolo di rollio. Si prega di notare che vuole creare il maggior numero possibile di componenti laterali di portanza, che sembreranno gravità a tutti a bordo. Con un angolo di rollio di 60 ° (penso che i suoi 80 ° siano un po estremi), questo funziona al doppio della normale accelerazione verticale, e con limmersione in realtà solo 1,8 g, quindi tutti sentiranno quasi il doppio della forza di gravità normale. Con il rollio di 80 °, questa non sarà una virata stazionaria e non rimarrà una portanza sufficiente per contrastare la gravità, quindi il velivolo accelererà verso il basso durante la virata.In realtà cadrà dal cielo. Quando già a Mach 0.85, sarei più attento di Terry, perché le cose si mettono male molto rapidamente quando Mach sale più in alto.

Il termine $ m \ cdot \ frac {v ^ 2} {R} $ è la forza centrifuga che può essere garantita dal componente orizzontale della portanza e che deve essere il più grande possibile per le curve strette (un raggio R più piccolo aiuta). Questo è il componente di portanza di cui Terry ha bisogno per far girare laereo.

Se rimaniamo con virate stazionarie (senza la parte “che cade dal cielo”), langolo di inclinazione massimo è dato dal carico massimo fattore del 747. A 400 KEAS, questo è solo 1,5 g, quindi anche con lassetto di 25 ° naso in giù langolo di inclinazione massimo sarebbe 53 °. Volando leggermente più lentamente, il fattore di carico va a 2g (equivale a 63 ° in una discesa di 25 °) e raggiunge il massimo a 2,5g a 310 KEAS (68,7 ° in una discesa di 25 °). Volare a Mach 0,85 in 30.000 piedi produrrà una velocità equivalente di 306 nodi in condizioni atmosferiche normali. Il valore preciso varia con la velocità di volo effettiva e langolo di virata di sicurezza massimo è compreso tra 60 ° e 70 °.

Ho ampliato la mia risposta alla domanda originale e spero di poter rispondere alle tue domande insieme a questa. In caso contrario, continua a chiedere!

EDIT: Capisco, ora vuoi sapere il momento di voltarti. Tutto quello che posso fare è calcolarlo partendo dal presupposto che sia disponibile una spinta sufficiente , indipendentemente dal buffeting. In realtà dubito che anche il case a 48 ° ti regalerà una pedalata piacevole. Tutti i risultati sono per il caso di 30.000 piedi, perché a 36.000 piedi quegli angoli di inclinazione più alti non saranno chiaramente pilotabili a causa degli effetti di compressibilità.

A 60 ° laereo vola con 2g e con il naso verso il basso ancora a 1,8 g. Il rateo di virata sarebbe di 3,77 ° / se 180 ° verrebbe completato dopo 48 s.

A 70 ° vola con quasi 3 g, e con 25 ° naso abbassato a 2,65 g, che è un po fuori i limiti g. La velocità di virata sarebbe di 5,98 ° / se 180 ° verrebbe completata dopo 30 s (più il tempo per rotolare a 70 °, che ora inizia a diventare importante).

Il caso a 80 ° diventa davvero ipotetico , perché anche con lassetto di 25 ° naso verso il basso il fattore di carico sarà di 5,2 g se si vola senza sbandata e con una portanza sufficiente per evitare velocità eccessive. Il 747 sarà vicino a rompersi, ma forse una futura versione acrobatica può pilotare questa manovra in sicurezza. Risulterà in una velocità di virata di 12,35 ° e occorrono 14,6 s per una virata di 180 °. Aggiungerei almeno 4 secondi alla virata a 80 °, ma la virata può essere completata entro 20 s. Ipoteticamente.

Ciò a cui Terry ha accennato quando ha detto che avrebbe virato a 80 ° non sono le virate pulite che sto calcolando qui, ma unimmersione dinamica in cui laereo accelera perché non è rimasta abbastanza portanza per impedirlo caduta. Per calcolarlo, avrei bisogno di più dati aerodinamici sul 747 e avrei bisogno di impiegare almeno un algoritmo di differenza finita o molta carta e matite.

Solo così tanto: se il 747 è ruotato a 80 ° ma il pilota tira solo il numero di g che laereo può sostenere (a causa del buffeting dubito che siano possibili anche 2,5 g), la portanza servirà quasi esclusivamente per effettuare una virata stretta, ma non sarà lasciata abbastanza per contrastare la gravità. Pertanto, laereo scivolerà lateralmente e la stabilità direzionale ruoterà il muso verso il basso. Questo richiederà un po di tempo (immagino forse 12 secondi, davvero una supposizione), ma laereo aumenterà di velocità dallinizio della manovra. Ho un po più paura di volare più veloce di Mach 0,85 rispetto a Terry, e i vari rapporti di 747 fino a Mach 0.98 supportano la sua opinione che un po di velocità eccessiva è OK. È difficile per me indovinare quanto tempo ci vuole per diventare scomodamente veloce, e quindi sarà necessaria molta spinta per uscire dallimmersione. Daltra parte, quando laereo è in immersione, tutto ciò che serve è un rollio e un pull-out per uscire a 180 ° rispetto alla rotta precedente. Il pull-out verrà eseguito ad una quota molto più bassa, e creando il gs non ci sarà alcun problema.

Commenti

• Dici che a 5,2 g ” il 747 si romperà sicuramente ” ma ‘ è quanto China 006 ha ritirato. È vero, si è parzialmente rotto, ma è rimasto pilotabile. In che modo è diverso?
• @ raptortech97: Il fattore di carico massimo di progetto del 747 è 3,8, il fattore di sicurezza è 1,5. Se è progettato correttamente, laereo dovrebbe rompersi a 5.7 se tutto funziona come progettato. Il fattore sicurezza cè per una ragione, e ho esagerato un po . Ho modificato la sezione.

Alcune informazioni in aggiunta alle ottime risposte già fornite:

Primo , diciamo che la necessità della svolta di emergenza si è verificata subito dopo il livellamento da una tipica salita di 2.000 piedi, il che probabilmente significherebbe che avevi solo circa 1,3 g di protezione del limite del buffet, sebbene in buone condizioni spesso salivamo quando avevamo solo 1.2g. Data la legge di Murphy, diciamo che siamo a 1.2.

Ora arriva il bisogno del turn. Per i primi secondi, non osiamo superare 1,2 g per non entrare in una regione di possibile incontrollabilità. Dobbiamo perdere almeno un paio di migliaia di piedi il più velocemente possibile per scendere dove possiamo iniziare a chiedere di più allala. Allo stesso tempo, vogliamo usare ciò che lala può fornire in sicurezza per virare. Più ripida è la curva, più sarà e più velocemente cadremo. Entrambi buoni per un breve periodo. Il mio punto di vista dei pantaloni è che avremmo rotolato fino allestremo con cui ci sentivamo a nostro agio, e quindi quasi immediatamente inizieremo a diminuire la banca a un ritmo e in una misura dettati dalla nostra velocità e dalla velocità con cui stava aumentando.

Il clacker di velocità eccessiva dovrebbe attivarsi intorno a mach 0.92, anche se nei voli di prova di manutenzione non lho visto partire quasi fino a 0.94. In qualsiasi momento si spenga, “vorremmo iniziare a ridurre la bank, e noi” Voglio sostituire la forza di virata persa e affrontare la velocità eccessiva aumentando langolo di attacco a ciò che lala potrebbe fare in sicurezza in senso di scontro. Quando avessimo perso, diciamo, 4000 piedi, la velocità dello scontro non sarebbe più stata un fattore, e potremmo tranquillamente tirare qualcosa come 1.8g (o superiore se necessario).

Sarebbe una questione di giocare con il nostro bank e langolo di attacco per ottenere ciò che vogliamo. Nel pensare a questo scenario, sono “informato (o almeno credo di esserlo) da due cose.

Il primo è lincidente del 12 dicembre 1991 descritto in questo rapporto NTSB (PDF) e in questo articolo . Allepoca ero un capitano di Evergreen (in effetti avevo volato proprio così alcune settimane prima e avevo notato lanomalia dellautopilota che in seguito avrebbe causato lincidente), e ho conosciuto e parlato con lequipaggio (come tutti in compagnia).

Pertinente a questa discussione è il fatto che lequipaggio non si è accorto di ciò che stava accadendo fino a quando i giroscopi INS sono caduti (vecchio sistema Carousel con giroscopi effettivi), cosa che è accaduta quando laereo ha raggiunto una virata di 90 gradi come ricordo. Langolo di inclinazione massimo prima dellinizio della ripresa era di 95 gradi. Inoltre, i motori erano a potenza di crociera fino allinizio della ripresa .. Cè polemica sulla velocità massima raggiunta; le stime andavano da 0,98 a 1,09 mach (un rapporto di 1,25 mach era falso). Max naso in giù era di 35 gradi. La perdita di altitudine è stata di circa 10.000 piedi.

Dopo aver letto le risposte precedenti, sono un po meno a mio agio con lo scenario degli 80 gradi, ma non credo che significherebbe un disastro. Le piattaforme INS sarebbero ancora attive. La velocità credo sarebbe gestibile dato che “finiremo con la spinta al minimo proprio allinizio, e i freni di velocità aiuterebbero in questo. La differenza, tuttavia, tra luso di 70 gradi e 80 gradi sarebbe probabilmente piuttosto piccola. Il pdf referenziato nel primo collegamento parla di un altro 747 che va a 71 gradi come ricordo.

In secondo luogo, abbiamo svolto un esercizio di simulazione in cui a volte superavamo i 60 gradi di inclinazione, anche se non posso dire con certezza che Sono mai andato a 80 gradi. Lo scenario inizierebbe con il controllo delle partenze che diceva: “Hai una bomba a bordo programmata per esplodere in 5 minuti. Autorizzata ad atterrare su qualsiasi pista”. Listruttore di simulazione, ovviamente, ti avrebbe messo in quella che secondo lui era la situazione più difficile ma comunque fattibile possibile. Quindi, quello che hai fatto è stato spegnere, iniziare a buttare via tutta la resistenza che potevi (svitare i limiti di velocità) e rotolare a qualsiasi grado di banca ti avrebbe fatto iniziare ad allineare. Lesercizio è sempre iniziato da unaltitudine relativamente bassa, quindi la velocità del buffet non era un problema.

Mi fa venire le lacrime al pensiero di tempi divertenti passati.

Commenti

• Questa è una storia molto interessante. In qualità di non pilota che fa questa domanda, potresti spiegare perché una banca a 90 gradi sarebbe inosservata dai membri dellequipaggio? Sembra che in questo caso cadereste tutti contro il muro, ma ‘ sono sicuro che devono esserci altri fattori in gioco.
• @borrrden: Lift è la forza principale sullaereo e poiché è perpendicolare al pavimento, non ti senti mai tirato lateralmente (molto) in un aereo, solo verso il basso o forse verso lalto. Questo è spiegato al meglio da unimmagine, che ‘ non può essere inserita in un commento. Guarda la risposta di Peter K ä mpf ‘ o fai una nuova domanda per una spiegazione dettagliata.
• @Terry, potresti anche estendere gli speedbrakes quando hai a disposizione solo 1,2 g di portanza?Per quanto ne so B747 utilizza lestensione parziale degli spoiler come speedbrakes e questi riducono la portanza. Quindi ‘ non sarebbe contrario a ciò di cui ‘ avresti bisogno o addirittura non sicuro (allinizio; più tardi ‘ d avere abbastanza portanza ovviamente)?
• @JanHudec Quello che presumo sia la domanda è se con lo spiegamento del freno di velocità, avrei cambiato la forma dellala sufficientemente Non avevo più la protezione da 1.2g, e anche usando solo 1.0g (che allinizio sarebbe stato il mio obiettivo) potevo mettermi nella regione di un buffet ad alta velocità. Devo ammettere che non ci avevo pensato da quel punto di vista, e davvero non ‘ so la risposta. Detto questo, ‘ ora direi che non avrei azionato i freni di velocità finché non avessi lasciato cadere un paio di migliaia di piedi. Buona presa!
• @ Notts90 Sì, anche se la scalata tipica è iniziata a FL290 (29.000) fino a FL310 e ha continuato da lì a intervalli di 2.000 piedi. I 747-100 ei primi 200 potevano inizialmente arrivare a FL290 solo quando si decollava al massimo peso lordo. Allora il sistema di vie aeree ad alta quota era organizzato in intervalli di 2.000 piedi su migliaia dispari. Una distanza di mille piedi non era generalmente disponibile. Per quanto ricordo, il sistema di binari del Nord Atlantico è stato il primo a passare da 2000 a 1000 separazioni, ma ‘ non ricordo lanno.

Qual è il valore massimo safe angolo di inclinazione di un 747?

Ciò potrebbe dipendere da chi è effettuare la valutazione della sicurezza e quali sono le alternative. Potrebbero verificarsi circostanze in cui un pilota potrebbe ritenere che essere il primo pilota a inclinare un 747 a 70 ° sarebbe più sicuro rispetto a una collisione con una montagna o un altro aereo, o essere abbattuti.

La FAA raccoglie “Dati statistici per il Boeing-747-400 Aircraft in Commercial Operazioni “ . Ad esempio:

I credo che la FAA scarterà dai dati qualsiasi angolo di inclinazione maggiore di 40. La mia ipotesi sarebbe che le compagnie aeree e / oi piloti considerino gli angoli maggiori di quelli mostrati in questo grafico non sicuri (in quella fase del volo?)

Questi dati sembrano essere correlati ai touchdown. Forse angoli maggiori sono usati in sicurezza in alta quota.

JA8119, un 747 SR-100, dopo una decompressione esplosiva e la perdita dello stabilizzatore verticale sembra più tardi essere sopravvissuto brevemente a un rollio di 80 ° senza il aerei che si rompono. Nel rapporto sullincidente si trova questo record dal registratore dei dati di volo.

Questo aereo era essenzialmente incontrollabile, subiva cicli fugoidi e rulli olandesi e poco dopo si schiantò tragicamente. Tuttavia, forse suggerisce che un 747 non danneggiato potrebbe essere in grado di sopravvivere ad angoli di inclinazione piuttosto alti (supponendo che RLL nel rapporto significhi angolo di rollio). Come ha notato Peter Kämpf in un commento, potrebbe non essere sicuro trarre conclusioni sulle caratteristiche di volo di 747 non danneggiati da questi dati.

Commenti

• Dati eccellenti che hai trovato lì! Quindi sembra almeno possibile!
• Credo che questo sia effettivamente il disastro aereo di cui stavo parlando.
• La banca 80 ° non deve essere una manovra coordinata in volo livellato. Se il pilota si solleva e poi rotola mentre spinge il muso verso il basso, è necessaria una piccola componente di sollevamento verticale ed è possibile un rollio di 80 ° con un fattore di carico inferiore rispetto al volo livellato. Poiché laereo in questione aveva perso la maggior parte della sua coda verticale, le dinamiche di volo sono difficili da confrontare con un normale 747.
• @Peter: thanks, I ‘ ve ha modificato la domanda per chiarire che allepoca JA8119 era un aereo gravemente danneggiato.

Funzionamento normale, il 747 non supera i 25 gradi di inclinazione.

Le inclinazioni più ripide vengono generalmente eseguite solo nel simulatore e raggiungono i 45 gradi di inclinazione.

Se il raggio di svolta deve essere ridotto, diminuire la velocità. A seconda del peso, dellaltitudine e della temperatura, ciò potrebbe essere possibile o meno. Langolo di inclinazione che può essere raggiunto varierà con laltitudine. A 10.000 “, si può fare uninclinazione di 45 gradi; a 41.000 questo non sarebbe saggio.

10 gradi con il naso in giù sono eccessivi nel 747. 25 gradi con il naso in giù è ridicolo. Soprattutto mentre si gira.

La velocità è la chiave per ridurre il raggio, cè solo così tanto sbandamento che si può raggiungere con il 747. Non è come pilotare un Cessna.Se è necessaria una riduzione della velocità per il palo originale, per ottenere una svolta con raggio minimo, è necessaria una svolta in salita, piuttosto che una svolta in discesa.

Le svolte di oltre 70 gradi non si verificheranno nel 747.

Se il desiderio è di allontanarsi da un confine politico da una determinata rotta, una svolta di 360 gradi non lo farà essere produttivo.