Care este unghiul maxim de siguranță al unui 747?

Unghiul de coborâre ajută la reducerea ridicării pe care aripa trebuie să o asigure, în două moduri. Conduce aeronava în aer cu densitate mai mare, unde este posibilă o ridicare mai absolută la același număr Mach. Acest lucru durează ceva timp, dar un efect mai imediat vine din îndreptarea nasului aeronavei în jos. Apoi, o parte din forțele induse de gravitație pot fi contracarate prin tragere (D în schița de mai jos). Acest lucru este similar cu un planor, doar cu o eficiență aerodinamică mult mai redusă și unghiuri mai abrupte. Terry reduce tracțiunea și deschide frânele de viteză pentru a evita depășirea vitezei, astfel încât să poată scufunda cât mai abrupt posibil, reducând astfel cerințele de ridicare. Acum se poate folosi mai mult din ridicarea aripii L pentru a întoarce avionul. Dacă dorește să obțină o rată de scufundare constantă, trebuie totuși să producă suficientă ridicare pentru a echilibra greutatea, dar redusă de cosinusul traseului de alunecare în comparație cu starea de zbor nivelată. La 25 ° nas în jos, aceasta este o reducere cu 10%.

Acum sunteți îngrijorat de unghiul său de rulare. Vă rugăm să rețineți că dorește să creeze cât mai multe componente laterale ale ascensiunii, care să arate gravitațional pentru toți cei de la bord. La unghiul de rulare de 60 ° (cred că cei 80 ° ai săi sunt puțin extreme), acest lucru funcționează la dublul accelerației verticale normale, iar cu scufundarea de fapt doar 1,8 g, astfel încât toată lumea va simți aproape de două ori forța gravitației normale. Cu rola de 80 °, aceasta nu va fi o viraj staționar și nu va rămâne suficientă ridicare pentru a contracara gravitația, astfel încât avionul va accelera în jos în timpul virajului.De fapt, va cădea din cer. Când eram deja la Mach 0.85, aș fi mai atent decât Terry, pentru că lucrurile devin foarte urâte când Mach merge mai sus.

Termenul $ m \ cdot \ frac {v ^ 2} {R} $ este forța centrifugă pe care o poate oferi componentă orizontală a ascensorului și care trebuie să fie cât mai mare posibil pentru viraje strânse (o rază mai mică R ajută). Aceasta este componenta de ridicare de care Terry are nevoie pentru a trage aeronava în jur.

Dacă rămânem cu viraje staționare (fără partea „care cade din cer”), unghiul maxim al malului este dat de sarcina maximă factorul 747. La 400 KEAS, acesta este doar 1,5 g, deci chiar și cu atitudinea de 25 ° în jos, unghiul maxim al malului ar fi de 53 °. Dacă zburați ușor mai încet, factorul de încărcare merge la 2g (este egal cu 63 ° în coborâre de 25 °) și se ridică la 2,5g la 310 KEAS (68,7 ° în coborâre de 25 °). Zborul la Mach 0,85 în 30.000 ft va produce o viteză echivalentă de 306 kt în condiții atmosferice normale. Valoarea precisă variază în funcție de viteza reală a zborului, iar unghiul maxim de siguranță este de aproximativ 60 ° la 70 °.

Am extins răspunsul meu la întrebarea inițială și sper că, în combinație cu aceasta, vă pot acoperi întrebările. Dacă nu, vă rugăm să continuați să întrebați!

EDIT: Înțeleg, acum doriți să știți timpul pentru a vă întoarce. Tot ce pot face este să să-l calculez în ipoteza că este disponibilă suficientă ridicare , indiferent de eliminare. În realitate, mă îndoiesc că până și carcasa de 48 ° vă va oferi o plimbare plăcută. Toate rezultatele sunt pentru carcasa de 30.000 ft, deoarece la 36.000 ft acele unghiuri de margine superioare nu vor putea fi conduse curat din cauza efectelor de compresibilitate.

La 60 ° avionul zboară cu 2g și cu 25 ° nasul în jos încă la 1,8g. Viteza de rotație ar fi de 3,77 ° / s și 180 ° ar fi finalizată după 48 s.

La 70 ° zboară cu aproape 3g și cu 25 ° în jos la 2,65 g, care este puțin în afara limitele g. Viteza de rotație ar fi de 5,98 ° / s și 180 ° ar fi finalizată după 30 s (plus timpul de rulare la 70 °, care acum începe să devină important).

Cazul de 80 ° devine cu adevărat ipotetic , deoarece chiar și cu atitudinea de 25 ° în jos, factorul de încărcare va fi de 5,2 g dacă se zboară fără alunecare laterală și suficient de ridicat pentru a preveni depășirea vitezei. Modelul 747 va fi aproape să se destrame, dar poate o viitoare versiune aerobatică poate zbura această manevră în siguranță. Va avea ca rezultat o rată de viraj de 12,35 ° și va avea nevoie de 14,6 s pentru o virare de 180 °. Aș adăuga cel puțin 4 secunde pentru a rămâne la 80 °, dar tura poate fi finalizată în 20 de secunde. Ipotetic.

Ceea ce a sugerat Terry când a spus că se va înclina la 80 ° nu sunt curbele curate pe care le calculez aici, ci o scufundare dinamică în care avionul accelerează deoarece nu mai este suficientă ridicare pentru a-l ține cădere. Pentru a calcula acest lucru, aș avea nevoie de mai multe date aerodinamice pe 747 și ar trebui să folosesc cel puțin un algoritm de diferență finită sau o mulțime de hârtie și creioane.

La fel de mult: Dacă 747 este rulat la 80 ° dar pilotul trage doar cât de multe g-uri poate suporta aeronava (datorită tamponării mă îndoiesc că sunt posibile chiar și 2,5 g), ascensorul va servi aproape exclusiv pentru a face o viraj strâns, dar nu vor rămâne suficiente pentru a contracara gravitația. Prin urmare, aeronava va aluneca lateral, iar stabilitatea direcțională va întoarce nasul în jos. Acest lucru va dura ceva timp (presupun că poate 12 secunde, într-adevăr o presupunere), dar aeronava va crește viteza de la începutul manevrei. Mă sper un pic mai mult să zbor mai repede decât Mach 0,85 decât este Terry și diferitele rapoarte din 747s care urcă la Mach 0,98 susțin punctul său de vedere că un pic depășește viteza este in regula. Mi-e greu să ghicesc cât timp are nevoie pentru a deveni incomod rapid, și atunci va fi nevoie de multă ridicare pentru a ieși din scufundare. Pe de altă parte, atunci când avionul se scufundă, tot ce are nevoie este o rulare și o extragere pentru a ieși la 180 ° față de cursul anterior. Extragerea va fi efectuată la o altitudine mult mai mică, iar crearea gs nu va fi o problemă.

Comentarii

• Spuneți că la 5,2 g ” 747 se va despărți cu siguranță ” dar ‘ s cât China 006 a tras. Este adevărat, s-a rupt parțial, dar a rămas pilotabil. În ce este diferit acest lucru?
• @ raptortech97: factorul maxim de încărcare proiectat al modelului 747 este 3,8, factorul de siguranță este 1,5. Dacă este proiectat corect, avionul ar trebui să se rupă la 5,7 dacă totul funcționează așa cum a fost proiectat. Factorul de siguranță este acolo pentru un motiv și am exagerat puțin. Am editat secțiunea.

Câteva informații în plus față de răspunsurile excelente deja date:

Mai întâi , să spunem că necesitatea virajului de urgență a apărut imediat după nivelarea de la o trepadă tipică de 2.000 ft, ceea ce ar însemna probabil că aveți doar aproximativ 1,3g de protecție la limita de bufet, deși în condiții bune am crescut adesea când aveam doar 1.2g. Având în vedere legea lui Murphy, să spunem că suntem la 1.2.

Acum vine nevoia de rând. În primele câteva secunde, nu îndrăznim să depășim 1,2g pentru a nu intra într-o regiune de posibilă incontrolabilitate. Trebuie să pierdem cel puțin câteva mii de picioare cât mai repede posibil pentru a ajunge până acolo unde putem începe să cerem mai mult aripii. În același timp, vrem să folosim ceea ce aripa poate oferi în siguranță pentru a ne transforma. Cu cât virajul este mai abrupt, cu atât mai mult va fi și cu atât vom cădea mai repede. Ambele sunt bune pentru o perioadă foarte scurtă. Presupunerea mea a pantalonilor este că ne-am întoarce la orice extrem ne-am simțit confortabil și apoi am început aproape imediat să micșorăm banca la o rată și într-o măsură dictată de viteza noastră și cât de rapid a crescut.

Clacker-ul de mare viteză ar trebui să se oprească în jurul valorii de mach 0,92, deși în zborurile de testare de întreținere „am văzut că nu începe până aproape de 0,94. În orice moment se va declanșa,” am vrea să începem să reducem banca și noi ” Vreau să înlocuim forța de virare pierdută și abordarea excesului de viteză prin creșterea unghiului de atac la ceea ce aripa ar putea face în condiții de siguranță bufet. Până când am scăpat, să zicem, 4000 ft, viteza bufetului nu ar mai fi un factor, și am putea trage în siguranță ceva de genul 1,8g (sau mai mare dacă este necesar).

Ar fi o chestiune de a ne juca banca și unghiul de atac pentru a obține ceea ce dorim. Când mă gândesc la acest scenariu, sunt „informat (sau măcar cred că sunt) de două lucruri.

Mai întâi este incidentul din 12 decembrie 1991 descris în acest raport NTSB (PDF) și din acest articol . La acea vreme eram căpitan la Evergreen (de fapt zburasem atât de mult avionul cu câteva săptămâni mai devreme și observase anomalia pilotului automat care urma să provoace mai târziu incidentul) și am știut și am vorbit cu echipajul aerian (la fel ca toți cei de la companie).

Pertinent pentru această discuție este faptul că echipajul aerian nu a observat ce se întâmplă până când giroscoapele INS s-au prăbușit (vechiul sistem Carusel cu giroscoape reale), ceea ce s-a întâmplat pe măsură ce avionul a ajuns la 90 de grade, după cum îmi amintesc. De asemenea, motoarele au fost la putere de croazieră până la începutul recuperării. Există controverse cu privire la viteza maximă atinsă; estimările au variat de la mach 0,98 la 1,09 (un raport mach 1,25 a fost fals). Nasul maxim în jos a fost de 35 de grade. Pierderea altitudinii a fost de aproximativ 10.000 ft.

După ce am citit răspunsurile anterioare, sunt „puțin mai confortabil cu scenariul de 80 de grade, dar nu cred că ar însemna dezastru. Platformele INS ar fi încă în funcțiune. Viteza pe care o simt ar putea fi gestionată, având în vedere că vom merge la ralanti chiar la început, iar frânele de viteză ar ajuta la asta. Cu toate acestea, diferența dintre utilizarea a 70 de grade și 80 de grade ar fi probabil destul de mică. în primul link se vorbește despre alte 747 care merg la 71 de grade după cum îmi amintesc.

În al doilea rând, am avut un exercițiu de simulator în care uneori am depăși 60 de grade de bancă, deși nu pot spune cu siguranță că Am mers vreodată la 80 de grade. Scenariul ar începe cu controlul plecării, spunând: „Aveți o bombă la bord, programată să se declanșeze în 5 minute. Eliberat pentru a ateriza orice pistă.” Instructorul de sim, desigur, v-ar fi pus într-o situație cât se poate de dificilă, dar totuși realizabilă. Deci, ceea ce ați făcut a fost să opriți, să începeți să aruncați toate tragerile pe care le-ați putut (înșurubați limitările de viteză) și rulați la orice grad de bancă ar începe să vă aliniați. Exercițiul a început întotdeauna de la o altitudine relativ mică, deci viteza bufetului nu a fost o problemă.

Mă face să mă gândesc cu ochii lacrimi la vremurile distractive din trecut.

Comentarii

• Aceasta este o poveste foarte interesantă. În calitate de non-pilot care pune această întrebare, ați putea explica de ce o bancă de 90 de grade ar fi neobservată de membrii echipajului? Se pare că ați cădea cu toții pe perete în acest caz, dar sunt ‘ sigur că trebuie să existe și alți factori.
• @borrrden: Lift este forța principală a aeronavei și, din moment ce este perpendiculară pe podea, nu te simți niciodată tras în lateral (mult) într-o aeronavă, doar în jos sau, eventual, în sus. Acest lucru se explică cel mai bine printr-o imagine, care nu poate fi ‘ introdusă într-un comentariu. Uită-te la răspunsul lui Peter K ä mpf ‘ sau adresează-ți o nouă întrebare pentru explicații detaliate.
• @Terry, ai putea chiar extinde frânele de viteză atunci când ai doar 1,2 g de lift disponibil?Din câte știu, B747 folosește extensia parțială a spoilerelor ca frâne rapide, iar acestea reduc ridicarea. Deci, nu ar fi ‘ care să nu fie împotriva a ceea ce ‘ ai avea nevoie acolo sau chiar nesigur (la început; mai târziu ‘ ar avea suficientă ridicare, bineînțeles)?
• @JanHudec Ceea ce iau întrebarea este dacă, cu deplasarea frânei de viteză, aș fi schimbat forma aripii suficient încât Nu mai aveam protecție de 1,2 g și chiar dacă folosind doar 1,0 g (care la început ar fi ținta mea) m-ar putea pune în regiunea unui bufet de mare viteză. Trebuie să recunosc că nu m-am gândit la asta din acel punct de vedere și chiar nu ‘ știu răspunsul. Având în vedere acest lucru, am ‘ spus acum că nu aș folosi frânele de viteză până nu ar fi căzut câteva mii de picioare. Prinde bine!
• @ Notts90 Da, deși alpinismul tipic a început de la FL290 (29.000) la FL310 și a continuat de acolo la intervale de 2.000 ft. 747-100 și anii 200 anteriori ar putea ajunge inițial la FL290 numai atunci când decolează la greutatea brută maximă. Pe atunci, sistemul de căi aeriene la mare altitudine era organizat în intervale de 2.000 ft pe mii impare. Separarea de o mie de picioare nu era în general disponibilă. După cum îmi amintesc, sistemul de cale ferată din Atlanticul de Nord a fost primul care a trecut de la 2.000 la 1.000 de separare, dar nu îmi amintesc de anul.

Care este maximul safe unghiul bancar al unui 747?

Asta ar putea depinde de cine este efectuarea evaluării siguranței și care sunt alternativele. S-ar putea să existe circumstanțe în care un pilot ar putea simți că a fi primul pilot care înregistrează un 747 la 70 ° ar fi mai sigur decât să se ciocnească cu un munte sau cu o altă aeronavă sau fiind doborât.

FAA colectează „Date statistice pentru aeronavele Boeing-747-400 în comerț Operațiuni „ . De exemplu:

I cred că FAA aruncă din date orice unghi al băncii mai mare de 40. Cred că ar fi că companiile aeriene și / sau piloții consideră că unghiurile mai mari decât cele prezentate în acest grafic nu sunt sigure (în acel stadiu al zborului?)

Aceste date par a fi legate de touchdown-uri. Poate că unghiuri mai mari sunt folosite în condiții de siguranță la înălțime mare.

JA8119, un 747 SR-100, după o decompresie explozivă și pierderea stabilizatorului vertical pare să fi supraviețuit pe scurt la o rola de 80 ° fără avioanele care se despart. În raportul de accident se află această înregistrare din înregistratorul de date de zbor.

Acest avion a fost în esență incontrolabil, experimentând cicluri fugoide și rulouri olandeze și s-a prăbușit tragic la scurt timp după aceea. Cu toate acestea, poate sugerează că un 747 nedeteriorat ar putea să supraviețuiască unghiuri de bănci destul de mari (presupunând că RLL în raport înseamnă unghi de rulare). După cum a remarcat Peter Kämpf într-un comentariu, este posibil să nu fie sigur să tragem concluzii despre caracteristicile zborului 747-urilor nedeteriorate din aceste date.

Comentarii

• Date excelente pe care le-ai găsit acolo! Deci, pare posibil cel puțin!
• Cred că acesta este de fapt dezastrul aerian despre care vorbeam între noi.
• Banca 80 ° nu trebuie să fie o manevră coordonată în zbor la nivel. Dacă pilotul trage în sus și apoi se rostogolește în timp ce împinge nasul în jos, este necesară puțină componentă verticală de ridicare și 80 ° rola este posibilă cu un factor de încărcare mai mic decât în zborul la nivel. Deoarece aeronava în cauză își pierduse cea mai mare parte a cozii verticale, dinamica zborului este greu de comparat cu un 747 obișnuit.
• @Peter: mulțumesc, eu ‘ ve a editat întrebarea pentru a clarifica că JA8119 era o aeronavă grav avariată la acea vreme.

Funcționare normală, 747 nu depășește unghiul de 25 de grade al băncii.

Băncile mai abrupte se fac, în general, numai în simulator și vor avea până la 45 de grade ale băncii.

Dacă raza de întoarcere trebuie redusă, micșorați viteza. În funcție de greutate, altitudine și temperatură, acest lucru poate fi sau nu posibil. Unghiul de mal care poate fi atins va varia în funcție de altitudine. La 10.000 „, se poate face o bancă de 45 de grade; la 41.000 acest lucru ar fi neînțelept.

10 grade nasul în jos este excesiv în 747. 25 grade nasul în jos este ridicol. Mai ales în timp ce întoarceți.

Viteza este cheia reducerii razei; există doar atât de multă bancă pe care o vei putea realiza în 747. Nu este ca și cum ai zbura cu Cessna.Dacă este necesară o reducere a vitezei în funcție de stâlpul inițial, pentru a atinge o raza minimă de rotație, o curbă de urcare ar fi în ordine, mai degrabă decât o virare descendentă.

Întoarcerile de peste 70 de grade nu vor avea loc în 747.

Dacă dorința este de a ne îndepărta de o graniță politică dintr-un anumit titlu, o întoarcere de 360 de grade nu va avea loc fii productiv.