Wat is de maximale veilige hellingshoek van een 747?

De daalhoek helpt op twee manieren om de lift die de vleugel moet leveren te verminderen. Het leidt het vliegtuig naar lucht met een hogere dichtheid, waar meer absolute lift mogelijk is bij hetzelfde Mach-nummer. Dat duurt even, maar een directer effect komt van het naar beneden richten van de neus van het vliegtuig. Vervolgens kan een deel van de door de zwaartekracht veroorzaakte krachten worden tegengegaan door weerstand (D in de onderstaande schets). Dit is vergelijkbaar met een zweefvliegtuig, alleen met veel lagere aerodynamische efficiëntie en steilere hoeken. Terry vermindert de stuwkracht en opent de snelheidsremmen om te hoge snelheid te voorkomen, zodat hij zo steil mogelijk kan duiken, waardoor de liftvereisten worden verminderd. Nu kan meer van de vleugellift L worden gebruikt om het vliegtuig rond te draaien. Als hij een constante zinksnelheid wil bereiken, moet hij nog steeds voldoende lift produceren om het gewicht te balanceren, maar verminderd met de cosinus van het glijpad in vergelijking met de vlakke vluchtconditie. Bij 25 ° neus naar beneden is dit een vermindering met 10%.

Nu maak je je zorgen over zijn rolhoek. Houd er rekening mee dat hij zoveel mogelijk zijwaartse liftcomponenten wil creëren, die voor iedereen aan boord als zwaartekracht zullen lijken. Bij een rolhoek van 60 ° (ik denk dat zijn 80 ° een beetje extreem is), komt dit neer op tweemaal de normale verticale versnelling, en met de duik eigenlijk slechts 1,8 g, dus iedereen zal bijna tweemaal de kracht van de normale zwaartekracht voelen. Met de 80 ° rol zal dit geen stationaire bocht zijn en zal er niet genoeg lift overblijven om de zwaartekracht tegen te gaan, zodat het vliegtuig tijdens de bocht naar beneden zal accelereren.Het zal echt uit de lucht vallen. Als ik al op Mach 0,85 ben, zou ik voorzichtiger zijn dan Terry, omdat het heel snel lelijk wordt als Mach verder omhoog gaat.

De term $ m \ cdot \ frac {v ^ 2} {R} $ is de middelpuntvliedende kracht die kan worden geleverd door de horizontale component van de lift en die zo groot mogelijk moet zijn voor scherpe bochten (een kleinere straal R helpt). Dit is de liftcomponent die Terry nodig heeft om het vliegtuig rond te trekken.

Als we met stationaire bochten blijven (zonder het gedeelte “uit de lucht vallen”), wordt de maximale hellingshoek bepaald door de maximale belasting factor van de 747. Bij 400 KEAS is dit slechts 1,5 g, dus zelfs met de neus naar beneden van 25 ° zou de maximale hellingshoek 53 ° zijn. Als je iets langzamer vliegt, gaat de beladingsgraad naar 2 g (gelijk aan 63 ° bij een afdaling van 25 °) en komt hij uit op 2,5 g bij 310 KEAS (68,7 ° bij een afdaling van 25 °). Vliegen met Mach 0.85 op 30.000 ft zal een equivalente luchtsnelheid van 306 kt produceren onder normale atmosferische omstandigheden. De precieze waarde varieert met de werkelijke vliegsnelheid en de maximale veilige dwarshellingshoek ligt tussen 60 ° en 70 °.

Ik heb mijn antwoord uitgebreid op de oorspronkelijke vraag , en ik hoop dat ik in combinatie hiermee uw vragen kan beantwoorden. Als dit niet het geval is, blijf het dan vragen!

EDIT: ik begrijp het, nu wilt u weten wanneer u zich moet omdraaien. Het enige wat ik kan doen is het berekenen in de veronderstelling dat er voldoende lift beschikbaar is , ongeacht het stoten. In werkelijkheid betwijfel ik of zelfs de 48 ° -koffer je een plezierige rit zal geven. Alle resultaten zijn voor het geval van 30.000 ft, omdat op 36.000 ft die hogere dwarshellingen niet goed vliegbaar zijn vanwege samendrukbaarheidseffecten.

Bij 60 ° vliegt het vliegtuig met 2 g, en met nog steeds 25 ° neus omlaag bij 1,8 g. De draaisnelheid zou 3,77 ° / s zijn en 180 ° zou na 48 s voltooid zijn.

Bij 70 ° vliegt hij met bijna 3 g, en met 25 ° neus naar beneden bij 2,65 g, wat een beetje buiten de g limieten. De draaisnelheid zou 5,98 ° / s zijn en 180 ° zou na 30 s voltooid zijn (plus de tijd om naar 70 ° te rollen, wat nu belangrijk begint te worden).

Het 80 ° -geval wordt echt hypothetisch , omdat zelfs met de neus naar beneden van 25 ° de beladingsgraad 5,2 g zal zijn als er wordt gevlogen zonder zijslip en voldoende lift om te hoge snelheid te voorkomen. De 747 zal bijna uit elkaar vallen, maar misschien kan een toekomstige aerobatic-versie deze manoeuvre veilig vliegen. Het resulteert in een draaisnelheid van 12,35 ° en heeft 14,6 s nodig voor een bocht van 180 °. Ik zou minstens 4 seconden toevoegen om naar 80 ° te hellen, maar de draai kan binnen 20 seconden worden voltooid. Hypothetisch.

Waar Terry op liet doorschemeren toen hij zei dat hij naar 80 ° zou hellen, zijn niet de zuivere bochten die ik hier aan het berekenen ben, maar een dynamische duik waarbij het vliegtuig accelereert omdat er niet genoeg lift over is om het weg te houden vallen. Om dit te berekenen, heb ik meer aerodynamische gegevens over de 747 nodig en moet ik op zijn minst een algoritme voor eindige verschillen of veel papier en potloden gebruiken.

Precies zoveel: als de 747 wordt gerold tot 80 ° maar de piloot trekt maar zoveel gs als het vliegtuig kan verdragen (vanwege stoten betwijfel ik of zelfs 2,5 g mogelijk is), de lift zal bijna uitsluitend dienen om een scherpe bocht te vliegen, maar er zal niet genoeg overblijven om de zwaartekracht tegen te gaan. Daarom zal het vliegtuig zijwaarts slippen en zal de richtingsstabiliteit de neus naar beneden draaien. Dit duurt even (ik gok misschien 12 seconden, echt een gok), maar het vliegtuig zal vanaf het begin van de manoeuvre snelheid oppikken. Ik ben een beetje banger om sneller te vliegen dan Mach 0,85 dan Terry, en de verschillende rapporten van 747-vliegtuigen tot Mach 0,98 ondersteunen zijn opvatting dat een beetje te hoge snelheid is oké. Het is moeilijk voor mij om te raden hoeveel tijd het nodig heeft om oncomfortabel snel te worden, en dan zal er veel lift nodig zijn om uit de duik te komen. Aan de andere kant, als het vliegtuig aan het duiken is, is alles wat het nodig heeft een rol en een uitschuifbaar stuk om 180 ° ten opzichte van de vorige koers te komen. Het uittrekken zal op een veel lagere hoogte worden uitgevoerd, en het creëren van de gs daar zal geen probleem zijn.

Opmerkingen

• Dat zeg je bij 5,2 g ” zal de 747 zeker breken ” maar dat ‘ is hoeveel China 006 trok. Het is waar dat het gedeeltelijk uit elkaar viel, maar het bleef vliegbaar. Hoe is dit anders?
• @ raptortech97: De maximale ontwerpbelastingsfactor van de 747 is 3,8, de veiligheidsfactor is 1,5. Als het goed is ontworpen, zou het vliegtuig moeten breken bij 5,7 als alles werkt zoals ontworpen. De veiligheidsfactor is er niet voor niets, en ik overdreef een beetje. Ik heb de sectie bewerkt.

Wat informatie in aanvulling op de uitstekende antwoorden die al zijn gegeven:

Eerst , laten we zeggen dat de noodbocht zich voordeed net na het nivelleren van een typische stapklim van 2000 ft, wat waarschijnlijk zou betekenen dat je slechts ongeveer 1,3 g buffetlimietbescherming had, hoewel we in goede omstandigheden vaak omhoog gingen als we alleen 1.2g. Gegeven de wet van Murphy, laten we zeggen dat we bij 1.2 zitten.

Nu komt de noodzaak voor de beurt. Gedurende de eerste paar seconden durven we de 1,2 g niet te overschrijden, anders betreden we een gebied van mogelijke onbeheersbaarheid. We moeten zo snel mogelijk een paar duizend voet verliezen om zover te komen dat we meer van de vleugel kunnen vragen. Tegelijkertijd willen we gebruiken wat de vleugel veilig kan bieden om ons te draaien. Hoe steiler de bocht, hoe meer dat zal zijn en hoe sneller we zullen vallen. Beiden zijn goed voor een zeer korte tijd. Mijn gok is dat we naar het uiterste zouden rollen waar we ons prettig bij voelden, en dan bijna onmiddellijk de bank begonnen te verkleinen met een snelheid en tot op zekere hoogte die werden bepaald door wat onze snelheid was en hoe snel deze toenam.

De overspeed-clacker zou rond mach 0.92 moeten afgaan, hoewel ik bij onderhoudstestvluchten “hem pas bijna 0.94 heb zien starten. Op welk punt hij ook afgaat, we” zouden willen beginnen met het verkleinen van de bank, en wij ” Ik zou de verloren draaikracht willen vervangen en te hoge snelheid willen aanpakken door de aanvalshoek te vergroten tot wat de vleugel veilig buffetgewijs zou kunnen doen. Tegen de tijd dat we bijvoorbeeld 4000 voet zouden laten vallen, zou de buffetsnelheid niet langer een factor zijn, en we zouden veilig iets van 1,8 g kunnen trekken (of hoger indien nodig).

Het zou een kwestie zijn van onze bank en aanvalshoek spelen om te krijgen wat we willen. Bij het overdenken van dit scenario “word ik door twee dingen geïnformeerd (of denk ik tenminste).

Ten eerste het incident op 12 december 1991 beschreven in dit NTSB-rapport (pdf) en in dit artikel . Ik was destijds kapitein bij Evergreen (had diezelfde vliegtuig een paar weken eerder en had de automatische pilootafwijking opgemerkt die later het incident zou veroorzaken), en ik wist het en sprak met de vliegtuigbemanning (net als iedereen bij het bedrijf).

Relevant voor deze discussie is de feit dat de vliegtuigbemanning niet merkte wat er gebeurde tot de INS-gyroscopen tuimelden (oud carrouselsysteem met echte gyroscopen), wat gebeurde toen het vliegtuig 90 graden bank bereikte zoals ik me herinner. Max. dwarshellingshoek voorafgaand aan het begin van herstel was 95 graden. Ook waren de motoren op kruissnelheid tot het begin van herstel. Er is controverse over de bereikte maximale snelheid; schattingen varieerden van mach 0.98 tot 1.09 (een mach 1.25 rapport was onecht). Max neus naar beneden was 35 graden. Het hoogteverlies was ongeveer 10.000 ft.

Na het lezen van de vorige antwoorden, “voel ik me wat minder op mijn gemak met het scenario van 80 graden, maar ik denk niet dat het een ramp zou betekenen. INS-platforms zouden nog steeds actief zijn. Snelheid zou volgens mij beheersbaar zijn, aangezien we in het begin de stuwkracht inactief zullen houden, en de snelheidsremmen zouden daarbij helpen. Het verschil tussen het gebruik van 70 graden en 80 graden zou waarschijnlijk vrij klein zijn. De pdf waarnaar wordt verwezen in de eerste link gaat het over nog een 747 die naar 71 graden gaat zoals ik me herinner.

Ten tweede hadden we een simulatoroefening waarbij we soms 60 graden bankoverschrijdend overschreden, hoewel ik niet met zekerheid kan zeggen dat Ik ging ooit naar 80 graden. Het scenario zou beginnen met de vertrekcontrole die zegt: “Je hebt een bom aan boord die binnen 5 minuten moet afgaan. Ontruimd om op elke landingsbaan te landen.” De sim-instructeur zou je natuurlijk in een situatie hebben gebracht die volgens hem een zo moeilijk mogelijke maar nog steeds uitvoerbare situatie was. Dus wat je deed was de stroom uitzetten, alle weerstand weggooien die je kon (schroef de snelheidsbeperkingen op), en rollen naar de mate van bank waar je in de rij zou komen te staan. De oefening begon altijd vanaf een relatief lage hoogte, dus buffetsnelheid was geen probleem.

Het doet me tranen in mijn ogen denken aan leuke tijden uit het verleden.

Opmerkingen

• Dit is een heel interessant verhaal. Kunt u, als niet-piloot die deze vraag stelt, uitleggen waarom een bank van 90 graden onopgemerkt zou blijven voor bemanningsleden? Het lijkt erop dat jullie in dat geval allemaal op de muur vallen, maar ik ‘ weet zeker dat er andere factoren een rol moeten spelen.
• @borrrden: Lift is de belangrijkste kracht op het vliegtuig en aangezien het loodrecht op de vloer staat, voel je je in een vliegtuig nooit (veel) zijwaarts getrokken, alleen naar de vloer of mogelijk omhoog. Dit kan het beste worden verklaard door een afbeelding, die ‘ niet in een opmerking kan worden geplaatst. Bekijk het antwoord van Peter K ä mpf ‘ s antwoord of stel nieuwe vragen voor gedetailleerde uitleg.
• @Terry, zou je zelfs de speedbrakes kunnen verlengen als je maar 1,2 g lift beschikbaar hebt?Voorzover ik weet, gebruikt de B747 gedeeltelijke uitschuifbare spoilers als snelheidsremmen en deze verminderen de lift. Dus dat zou niet ‘ zijn in strijd met wat je ‘ daar nodig zou hebben of zelfs onveilig (in het begin; later ‘ d heb natuurlijk genoeg lift)?
• @JanHudec Wat ik als de vraag beschouw, is of ik bij het inzetten van de snelheidsrem de vorm van de vleugel voldoende zou hebben veranderd om Ik had niet langer 1,2 g bescherming, en dat zelfs als ik slechts 1,0 g zou gebruiken (wat in eerste instantie mijn doel zou zijn), zou ik in de buurt komen van een snel buffet. Ik moet toegeven dat ik er vanuit dat standpunt niet aan had gedacht, en ik weet het antwoord echt niet ‘. Gezien het feit dat ik ‘ d nu zeg dat ik de snelheidsremmen niet zou activeren voordat ik een paar duizend voet was gevallen. Goede vangst!
• @ Notts90 Ja, hoewel het typische stapklimmen begon bij FL290 (29.000) naar FL310 en van daaruit verder ging met intervallen van 2.000 ft. 747-100s en de eerdere 200s konden aanvankelijk alleen FL290 halen bij het opstijgen met maximaal brutogewicht. Destijds was het luchtwegsysteem op grote hoogte georganiseerd in intervallen van 2.000 voet op oneven duizenden. Een scheiding van duizend voet was niet algemeen beschikbaar. Zoals ik me herinner, was het Noord-Atlantische spoorsysteem het eerste dat overschakelde van 2.000 naar 1.000 scheiding, maar ik herinner me het jaar niet ‘.

Wat is het maximum safe bankhoek van een 747?

Dat kan afhangen van wie is het maken van de veiligheidsbeoordeling en wat de alternatieven zijn. Er kunnen omstandigheden zijn waarin een piloot het gevoel zou kunnen hebben dat het veiliger zijn om als eerste piloot een 747 op 70 ° te dwingen te zijn dan een botsing met een berg of een ander vliegtuig, of wordt neergeschoten.

De FAA verzamelt “Statistische gegevens voor het Boeing-747-400-vliegtuig in commerciële Bewerkingen “ . Bijvoorbeeld:

I denk dat de FAA alle oeverhoeken groter dan 40 uit de gegevens verwijdert. Ik vermoed dat luchtvaartmaatschappijen en / of piloten hoeken groter dan die in deze grafiek als onveilig beschouwen (in dat stadium van de vlucht?)

Deze gegevens lijken verband te houden met touchdowns. Misschien worden grotere hoeken veilig gebruikt op grote hoogte.

JA8119, een 747 SR-100, lijkt na een explosieve decompressie en verlies van verticale stabilisator later kort een 80 ° -rol te hebben overleefd zonder de vliegtuigen breken. In het ongevalsrapport staat dit record van de vluchtgegevensrecorder.

Dit vliegtuig was in wezen oncontroleerbaar, onderging phugoid-cycli en Nederlandse rollen en stortte kort daarna tragisch neer. Maar misschien suggereert het dat een onbeschadigde 747 in staat zou zijn om vrij hoge dwarshellingshoeken te overleven (ervan uitgaande dat RLL in het rapport rolhoek betekent). Zoals Peter Kämpf opmerkte in een opmerking, is het misschien niet veilig om uit deze gegevens conclusies te trekken over de vluchtkenmerken van onbeschadigde 747s.

Opmerkingen

• Uitstekende gegevens die je daar hebt gevonden! Dus het lijkt in ieder geval mogelijk!
• Ik geloof dat dit eigenlijk de vliegramp is waar ik het over had, trouwens.
• De 80 ° bank hoeft geen gecoördineerde manoeuvre te zijn tijdens een horizontale vlucht. Als de piloot omhoog trekt en vervolgens rolt terwijl hij de neus naar beneden duwt, is er weinig verticale liftcomponent nodig, en 80 ° rollen is mogelijk met een kleinere belastingsfactor dan bij een vlakke vlucht. Aangezien het vliegtuig in kwestie het grootste deel van zijn verticale staart had verloren, is de vluchtdynamiek moeilijk te vergelijken met een gewone 747.
• @Peter: bedankt, ik ‘ ve heeft de vraag bewerkt om duidelijk te maken dat JA8119 destijds een ernstig beschadigd vliegtuig was.

Normale werking, de 747 overschrijdt niet meer dan 25 graden dwarshelling.

Steilere oevers worden doorgaans alleen in de simulator gedaan en zullen tot 45 graden oever zijn.

Als de draaicirkel moet worden verkleind, verlaag dan de snelheid. Afhankelijk van het gewicht, de hoogte en de temperatuur is dit al dan niet mogelijk. De hellingshoek die kan worden bereikt, is afhankelijk van de hoogte. Bij 10.000 “kan een oever van 45 graden worden gedaan; bij 41.000 zou dit onverstandig zijn.

10 graden neus omlaag is overdreven in de 747. 25 graden neus omlaag is belachelijk. Vooral tijdens het draaien.

Snelheid is de sleutel tot het verkleinen van de straal: er is maar een beperkte bank die men kan bereiken in de 747. Het is niet zoals vliegen met een Cessna.Als een snelheidsvermindering per de oorspronkelijke paal nodig is om een bocht met een minimale straal te bereiken, zou een klimbocht in orde zijn in plaats van een aflopende bocht.

Bochten van meer dan 70 graden zullen niet plaatsvinden in de 747.

Als het de wens is om een politieke grens van een bepaalde koers te verlaten, zal een bocht van 360 graden niet wees productief.