Летная школа: что такое механизация крыла. "Командир, мы падаем!" Почему в последние секунды экипаж говорил о закрылках? Механизация крыла

Из многочисленных средств передвижения именно самолет является самым быстрым, удобным и безопасным. Каждый современный человек видел авиалайнер, но не все понимают, как именно работает механизм. В этой статье мы подробно рассмотрим строение крыла самолета.

Конструкция авиалайнера состоит из следующих основных элементов:

• крыла;
• оперения хвостовой части;
• устройства для взлета и посадки;
• фюзеляжа;
• двигателей.

Поскольку в рамках одной статьи невозможно детально рассмотреть каждый элемент конструкции, далее мы сфокусируем внимание исключительно на крыльях.

Одним из основных «органов» воздушного транспорта являются крылья, без которых самолет даже не сможет оторваться от земли. Конструкция крыла самолета состоит из правой и левой консоли, основное предназначение данного узла – создать необходимую подъемную силу для авиалайнера .

Здесь расположена механизация для взлета и посадки, которая в несколько раз улучшает следующие характеристики:

• разгон авиалайнера;
• скорость разбега;
• скорость взлета и посадки.

Также тут располагаются топливные баки, а на военных машинах предусмотрены место для перевозки военного снаряжения.

От чего зависят летные качества авиатранспорта?

Размах и форма крыла самолета влияют на летные качества. Размах крыла самолета определяется длиной между прямым крылом и концевой точкой данного элемента.

Профиль крыла самолета – это сечение по плоскости, которое замеряется перпендикулярно размаху. В зависимости от предназначения авиалайнера его профиль крыла может меняться, и именно этот момент является основным, ведь с его помощью формируется сам летательный аппарат. То есть профиль крыла самолета влияет на назначение авиатранспорта и скорость его передвижения. Например:

• профиль с острой передней кромкой предназначается для скоростных авиалайнеров МИГ-25;
• высотный самолет МИГ-31 обладает аналогичным профилем;
• более толстый профиль с передней закругленной кромкой предназначается для авиатранспорта, предназначенного для транспортировки пассажиров.

Существует несколько вариантов профилей, однако их форма исполнения всегда одинаковая. Данный элемент представляется в виде капли различной толщины.

Создавая профиль для любого летательного аппарата, производители сперва проводят точные расчеты, основанные на аэродинамике. Подготовленный образец проверяется в специальной аэродинамической трубе, и если технические характеристики подойдут для полетных условий, профиль устанавливается на летательный аппарат. Разработкой аэродинамических профилей занимались ученые с начала развития авиации, процесс разработки не прекращается и в настоящее время.

Крыло самолета «Москито»

Принцип работы

При помощи крыла летательный аппарат удерживается в небе. Многие ошибочно считают, что авиатранспорт обладает двумя крыльями , на самом деле у него имеется всего один элемент , и две плоскости, которые расположены на правой и левой сторонах.

То, как работает крыло самолета, доступно объяснили журналисты телеканала «Россия 2». Рекомендуем ознакомиться с коротким и познавательным видео, на котором принцип работы крыла самолета изложен доступным языком.

Согласно закону Бернулли , чем выше поток частиц или жидкости, тем меньше будет наблюдаться внутреннее давление воздушного потока. Именно по этому закону создается профиль крыла, то есть поток частиц или жидкости, соприкасаясь с поверхностью профилей, равномерно распределятся по всем частям элемента.

В хвостовой зоне частицы также не должны соединяться, чтобы не образовался вакуум, поэтому верхняя часть элемента обладает большей кривизной. Именно такое строение позволяет создать меньшее давление на верхней части элемента, что и требуется для создания подъемной силы .

Сила подъема крыла может завесить и от «угловой атаки». Для ее замера используется длина хорды крыла и скорость встречного потока воздушных масс. Чем больше будет показатель «угловой атаки», тем будет больше сила подъема крыла. Поток воздушных масс может быть как ламинарным, так и турбулентным:

1. Гладкий поток без вихрей называется ламинарным , с его помощью создается подъемная сила.
2. При турбулентном потоке, который создается при помощи вихрей, равномерно распределить давление не получится, соответственно, и подъемную силу создать не удастся.

Чтобы воздушный транспорт имел нужный скоростной диапазон, мог осуществлять безопасную посадку и взлет, максимально разгонялся, существует специальный механизм управления крыла, в который входят следующие элементы:

• закрылки и предкрылки;
• интерцепторы;
• щитки для посадки.

Закрылки устанавливаются в задней части, являются основными компонентами в механизме управления самолета. Они уменьшают скорость, предоставляют авиатранспорту необходимую силу для подъема в воздух. Предкрылки не допускают возникновения слишком большой «угловой атаки», элементы расположены в носовой части. Интерцепторы расположены вверху крыла, помогают снизить подъемную силу когда это необходимо.

Законцовка

Данная часть крыла самолета помогает увеличить размах крыла, в несколько раз снижает сопротивление, которое образуется воздушным потоком, а также увеличивает подъемную силу. Кроме этого, законцовка крыла самолета помогает увеличить длину, практически не изменив при этом его размах. При использовании законцовки расход топлива у самолетов сокращается в несколько раз, а у планеров увеличивается дальность пути. Чаще всего используются гребневые законцовки, который помогают экономнее использовать топливо, легче набирать высоту, уменьшить длину разбега перед взлетом.

Кроме этого, элемент крыла самолета гребневого типа в несколько раз уменьшает индукционное сопротивление. Сегодня они чаще всего применяются на Боингах-767, -777, -747-8, а в ближайшее время планируется установка на Боингах-787.

Вконтакте

Закры́лок - профилированная отклоняемая поверхность, симметрично расположенная на задней кромке крыла, элемент механизации крыла . Закрылки в убранном состоянии являются продолжением поверхности крыла, тогда как в выпущенном состоянии могут отходить от него с образованием щелей. Используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полёте на малых скоростях. Существует большое число типов конструкции закрылков.

Принцип работы закрылков заключается в том, что при их выпуске увеличивается кривизна (Сy) профиля и (в случае выдвижных закрылков , которые также называют закрылками Фаулера ) площадь поверхности крыла (S), следовательно, увеличивается и несущая способность крыла. Возросшая несущая способность крыла позволяет летательным аппаратам лететь без сваливания при меньшей скорости. Таким образом, выпуск закрылков является эффективным способом снизить взлётную и посадочную скорости. Второе следствие выпуска закрылков - увеличение аэродинамического сопротивления . Если при посадке возросшее лобовое сопротивление способствует торможению самолёта, то при взлёте дополнительное лобовое сопротивление отнимает часть тяги двигателей. Поэтому на взлёте закрылки выпускаются, как правило, на меньший угол, нежели при посадке. Третье следствие выпуска закрылков - продольная перебалансировка самолёта из-за возникновения дополнительного продольного момента. Это усложняет управление самолётом (на многих современных самолётах пикирующий момент при выпуске закрылков компенсируется перестановкой стабилизатора на некоторый отрицательный угол, либо отклонением цельноповоротного стабилизатора). Закрылки, образующие при выпуске профилированные щели, называют щелевыми. Закрылки могут состоять из нескольких секций, образуя несколько щелей (как правило, от одной до трёх).

На современных самолётах привод закрылков - это часто единый электро- или гидромотор, обычно двухканальный (сдублированный), который посредством валов передаёт вращательный момент на винтовой механизм перемещения закрылка, а сами закрылки двигаются по продольным направляющим (рельсам). В трансмиссии закрылков установлено несколько датчиков, которые отслеживают угловое положение правых и левых закрылков, а также их рассогласование между собой, при превышении порога которого автоматика блокирует их дальнейшее перемещение, а в ряде случаев и принудительно синхронизирует ("дотягивает"). Датчики крайних положений останавливают закрылки, не позволяя им доходить до механических упоров при уборке и выпуске, что снижает механическую нагрузку на трансмиссию. Кроме этого, могут применяться фрикционные муфты, срабатывающие при превышении заданного усилия (например, при заклинивании трансмиссии). Дополнительно между закрылками может быть установлен вал синхронизации. Рукоятка управления закрылками в кабине обычно позволяет выпускать закрылки на любой угол (предусмотренный конструкцией), но часто в механизме рукоятки сделаны механические фиксаторы, для основных рабочих положений закрылков (обычно для убранного полётного положения, промежуточного взлётного и полного посадочного).

На нескольких типах отечественных самолётов с гидроприводом закрылков применяется унифицированная система СПЗ (в различных вариантах), с двухканальным гидромотором (рулевым приводом типа РП-60).

Типы закрылков

По своему устройству и манипуляциям закрылки делятся на:

• Простой (поворотный) закрылок . Самый простой вид закрылков. Увеличивает подъёмную силу за счёт увеличения кривизны профиля. Это просто отклоняемая вниз задняя кромка крыла. При этом увеличивается давление на нижней поверхности крыла. Однако область низкого давления над крылом уменьшается, поэтому простые закрылки менее эффективны, чем щитовые
• Щитовой закрылок . Может быть простыми и выдвижными. Простые щитки - управляемая поверхность, которая в убранном положении плотно прилегает к задней нижней поверхности крыла. При отклонении такого щитка между ним и верхней поверхностью крыла образуется зона некоторого разрежения. Поэтому верхний пограничный слой в эту зону как бы отсасывается. Это затягивает его отрыв на больших углах. При этом увеличивается скорость потока над крылом. Кроме того при отклонении щитка увеличивается кривизна профиля. Снизу происходит дополнительное торможение потока и увеличение давления. Общая подъёмная сила растёт. Это позволяет самолёту лететь с малой скоростью. Выдвижной щиток не только отклоняется вниз, но еще и выдвигается назад. Эффективность такого щитка выше, потому что зона повышенного давления под крылом увеличивается, и условия отсоса пограничного слоя сверху улучшаются. При использовании щитков подъёмная сила на посадочном режиме может вырасти до 60 %. Щитки применяются в основном на лёгких самолётах.
• Щелевой закрылок . Получил своё название по причине образуемой им щели после отклонения. Эта щель позволяет проходить воздушной струе к области низкого давления и направлена она таким образом, чтобы предотвращать срыв потока, придавая ему дополнительную энергию. Щель в таком закрылке выполнена сужающейся и воздух, проходя через неё, разгоняется. Далее он, взаимодействуя с пограничным слоем, разгоняет и его, препятствуя его отрыву и увеличивая подъёмную силу. Таких щелей на закрылках современных самолётов бывает от одной до трёх и общее увеличение подъёмной силы при их применении достигает 90 %.
• Элерон-закрылок (иначе - зависающий элерон или флаперон) . Подвижная поверхность на задней кромке крыла, в полёте выполняющая роль элерона и служащая для управления по крену, т. е. элерон-закрылки на левой и правой плоскости отклоняются дифференциально. При взлёте/посадке элерон-закрылки на обоих плоскостях крыла отклоняются синхронно вниз, увеличивая подъёмную силу крыла. Конструктивно различают элерон-закрылки, которые в режиме закрылков отрабатывают некоторый фиксированный угол, либо элерон-закрылки, которые после синхронного отклонения продолжают работать дифференциально для управления креном. В целом элерон-закрылки менее эффективны, чем щелевые, и применяются вынужденно, из-за технической невозможности установки самостоятельных закрылков (например, на лёгких самолётах) или недостаточного места на крыле (Су-27).
• Закрылок Фаулера - выдвижной закрылок. Выдвигается назад и вниз, чем увеличивает площадь и кривизну крыла. Как правило, он сконструирован таким образом, чтобы при его выдвижении еще и создавалась щель, или две, или даже три. Соответственно он выполняет свою функцию наиболее эффективно и может давать прирост в подъемной силе до 100 %.
• Закрылок Юнкерса . Это разновидность щелевых закрылков, внешняя секция которых используется в качестве элеронов для управления креном, а две внутренние секции играют роль закрылков. Применялся в конструкции механизации крыла немецкого штурмовика Junkers Ju 87 .
• Закрылок Гоуджа . Служит для улучшения характеристик на посадке, в частности, для снижения посадочной скорости . В закрылках Гоуджа вместе с увеличением вогнутости увеличивается площадь крыла . Это даёт возможность уменьшить взлётную дистанцию и увеличить подъёмную силу . Такой вид закрылков успешно применялся на таких самолётах как Short Sunderland и Short Stirling . Изобрёл закрылок в 1936 году английский инженер сэр Артур Гоудж из компании Short Brothers .
• Закрылок Юнгмана . Использовался в конструкции британского палубного истребителя «Firefly» . В выпущенном положении значительно увеличивали площадь крыла и подъёмную силу. Их должны были использовать не только при взлёте и посадке, но и в полёте.
• Закрылок со сдувом пограничного слоя . Закрылок, оборудованный системой управления пограничным слоем. Система сдува пограничного слоя с закрылков предназначена для улучшения посадочных характеристик самолёта. Суть управления пограничным слоем заключается в обеспечении безотрывного обтекания крыла в достаточно большом диапазоне углов атаки за счёт увеличения энергии пограничного слоя. Пограничный слой возникает в результате вязкого трения воздушного потока на обтекаемых поверхностях самолёта, причем скорость потока у обшивки резко падает до нуля. Воздействие на пограничный слой призвано ослабить или предотвратить срыва потока на обтекаемой поверхности, сохранить ламинарное течение .
• Реактивный закрылок . Представляет собой плоский поток воздуха, вытекающего с большой скоростью через заднюю кромку под углом к нижней поверхности крыла. За счёт реактивного закрылка увеличивается эффективная площадь крыла, изменяется характер обтекания профиля , за счёт импульса вытекающей струи создаётся вертикальная составляющая силы, разгружающая крыло. Применение реактивного закрылка позволяет получить большое значение коэффициента подъёмной силы, однако при этом требуется существенно больший коэффициент

Во вторник в Москву доставили основной «черный ящик» разбившегося в Сочи Ту-154. Издание «Лайф» расшифровку, подлинность которой официально не была подтверждена, однако из нее следовало, что у экипажа возникли проблемы с закрылками. А источник Интерфакса в свою очередь заявил, что Ту-154 мог потерпеть крушение из-за «сваливания» при недостаточной для взлета подъемной силе крыла.

«По предварительным данным, на борту рассогласованно сработали закрылки, в результате их невыхода подъемная сила была потеряна, скорость не была достаточной для набора высоты, и самолет свалился», — сказал источник в оперативном штабе по работе на месте происшествия.

«Новая газета» попросила экспертов прокомментировать версию с закрылками.

Андрей Литвинов

летчик 1-го класса, «Аэрофлот»

— Закрылки — это очень критично. Мы (летчики — ред. ) в самом начале предполагали, что это закрылки — как только стало понятно, что это не топливо и не погода. Было несколько версий — техническая, ошибка пилотирования. Но это может быть и то, и другое. Техническая проблема потянула за собой ошибку пилотирования.

Закрылки нужны только для взлета и посадки — увеличивается площадь крыла, увеличивается подъемная сила, следовательно, самолету нужна меньшая дистанция разбега, чем без закрылок. Взлетаешь вместе с закрылками, набираешь высоту, закрылки убираются. Но они могут не убираться, если что-то сломалось, или убираются не синхронно — один быстрее, второй медленнее. Если они вообще не убираются, это не страшно как раз, самолет летит и летит себе. Он не уходит в пикирование. Просто командир сообщает на землю, что у него такая техническая проблема, возвращается на аэродром и садится — с выпущенными закрылками, как полагается при штатной посадке. И инженеры уже разбираются, что за проблема.

Но если они убираются несинхронно, то тогда самолет заваливается, вот что страшно. На одной плоскости крыла подъемная сила становится больше, чем на второй, и самолет начинает крениться и в результате заваливается набок. Если самолет заваливается, пикирует, начинает опускать нос, экипаж инстинктивно начинает тянуть штурвал на себя и увеличивать режим двигателя — это абсолютно нормально. Но летчик должен контролировать пространственное положение самолета.
Есть понятие — закритический угол атаки. Это угол, при котором воздух начинает срываться с крыла. Крыло становится под определенным углом, его верхняя часть не обтекается воздухом, и самолет начинает падать, потому что его ничего не держит уже в воздухе.

Я летал на ТУ-154 8 лет. С закрылками у меня не было ситуаций, были мелкие отказы, серьезного ничего не было. Хороший надежный самолет в свое время был. Но это было 25 лет назад. Это продукт своего времени. В «Аэрофлоте» все новые самолеты — мы летаем на эйрбасах, на боингах. А министерство обороны летает на ТУ- 154. Да, нужно делать свои самолеты, да, но пусть хотя бы суперджет возьмут. На современных самолетах стоит очень много систем защиты, это фактически летающий компьютер. Если случается какая-то ситуация, автоматика не дает самолету свалиться, очень помогает летчику. Эти же самолеты — все в ручном режиме, все в ручном управлении. Но это не значит, что он должен падать, он должен быть технически исправен. Он должен проходить техническое обслуживание. Вопрос к техникам — почему такая поломка серьезная случилась у этого самолета. Ошибиться может любой человек. Опыт у экипажа есть, был, но военные летчики в принципе мало летают. Военный летчик летает 150 часов в год. А гражданский — 90 часов в месяц.

Могла сработать еще внезапность, не ожидали такого развития событий, не хватило реакции справиться. Это не говорит о том, что они неопытные. Не забывайте, что время было 5 утра. Самый сон, организм расслаблен, изначально заторможенная реакция. Мы давно говорим, что надо запретить ночные перелеты или свести их к минимуму, надо стремиться летать днем, так делают очень многие европейские компании.

Еще нужно помнить, что тяжелый был самолет, заправили полные баки топлива, груз, пассажиры. Времени на принятие решения было немного. Они не успели. Эта ситуация, конечно, должна отрабатываться. Не знаю, как в армии обучение летного состава идет, но у нас в «Аэрофлоте» это отрабатывается. Есть алгоритм действий на каждую внештатную ситуацию. Все бесконечно отрабатывается на тренажере. Ходил ли этот экипаж на тренажер, когда? Если были на тренажере, отрабатывали ли конкретные упражнения по закрылкам? Ждем ответов от следствия.

Источник, близкий к расследованию

— Сейчас все техническое расследование ведет Минобороны. Это военный борт — расшифровкой самописцев занимается институт ВВС в Люберцах, и все самописцы, агрегаты, системы перетранспортированы в Люберцы. Закрылки — это не критическая, а в принципе контролируемая и управляемая ситуация. Есть алгоритм действий при рассинхронизации или неправильном положении закрылок. Летчиков обучают всему, на тренажерах в том числе, на каждый внештатный случай летный состав отрабатывает моменты, как надо себя вести, как надо управлять самолетом. У каждого самолета есть своя специфика, алгоритмы разработаны и для Ту-154. Можно предположить сочетание технических проблем и человеческого фактора, но информации до сих пор недостаточно.

Вадим Лукашевич

Независимый авиационный эксперт, кандидат технических наук

— Неуборка закрылок — это не катастрофа. Это очень неприятное событие, но ничего страшного от этого происходить не должно. А к катастрофе в Черном море, на мой взгляд, привело стечение обстоятельств и действия экипажа.

Суть смысла закрылок самолета — повышение подъемной силы крыла на маленьких скоростях. Как крыло работает — чем выше скорость, тем больше подъемная сила. Но когда самолет взлетает скорость еще маленькая, так же, как и в процессе посадки. И для того, чтобы при падении скорости не снижалась подъемная сила, выпускаются закрылки, о которых идет речь. Надо еще понимать, что при взлете закрылки выдвигаются не так сильно, как при посадке. При выруливании самолета на полосе закрылки уже выпущены, а в момент взлета последовательно убираются шасси, тормозящие машину, а через 15-20 секунд убираются и закрылки, мешающие по мере роста скорости самолету. Они помимо подъемной силы еще создают дополнительное сопротивление воздуха и дополнительно еще пикирующий момент — когда самолет «хочет» опустить нос.

Что произошло в момент катастрофы? Тяжелый, груженый самолет, залитый топливом взлетает, летчики убирают закрылки, но это почему-то не получается. По идее, можно нормально продолжать полет и в таком состоянии, не набирая скорости, можно и развернуться и уйти на посадку, чтобы устранить проблему. Сесть можно и с таким положением закрылок, просто скорость касания будет выше и она будет не очень простой. Но здесь очевидно такого решения не было. Возможно, проблему с закрылками заметили не сразу, а увидев, как самолет начинает опускать нос, возможно и были произнесены слова, расшифрованные с самописца.

Предварительные данные расшифровки речевого самописца лайнера Минобороны говорят о том, что самолёт потерял управление из-за проблем с закрылками и перешёл в критический угол атаки.

После того как спасателям удалось поднять со дна Чёрного моря речевой бортовой самописец с разбившегося Ту-154 Минобороны, эксперты смогли расшифровать запись, хранящуюся на нём. Плёнка, фиксировавшая переговоры экипажа и разговоры внутри кабины, оказалась не повреждена.

Разговор прерывается на том, что один из пилотов восклицает: "Закрылки, с*ка!" А затем звучит крик: "Командир, падаем!", - рассказал источник.

При расшифровке чёрных ящиков специалисты услышали характерный сигнал системы, который сопутствует превышению угла атаки. Эта система автоматически реагирует на критический угол атаки, - пояснил источник Лайфа.

Эксперт пояснил Лайфу, что только по обрывкам фраз членов экипажа делать окончательные выводы о причинах катастрофы пока преждевременно.

Это может быть субъективный взгляд со стороны экипажа, который, правда, подтверждает записанный звук автоматической речевой сигнализации, оповещающий экипаж о превышении угла атаки, - рассказывает эксперт.

По его мнению, у экипажа во время набора высоты возникли какие-то проблемы со взлётно-посадочной механизацией. Закрылки управляют движением самолёта по вертикали на малых скоростях. В выпущенном состоянии они увеличивают подъёмную силу крыла. Положение закрылков важно как при взлёте, так и при посадке. В чём именно выражались проблемы у Ту-154, пока сказать нельзя. Возможно, это была ошибка пилотов при управлении механизацией, а может быть, и несинхронная уборка механизации.

Теперь в этом нужно разбираться, - утверждает источник Лайфа в комиссии по расследованию катастрофы лайнера Минобороны. - Второй самописец, параметрический, пока не доставлен в Центральный научно-исследовательский институт Минобороны, и пока не известно, когда начнётся его расшифровка.

Как пояснил Лайфу вице-президент Федерации любителей авиации заслуженный лётчик-испытатель СССР Виктор Заболотский, в случае если у самолёта возникают проблемы с закрылками, он может стать неуправляемым.

Получается, у одного крыла подъёмная сила большая, а у второго маленькая, естественно, самолёт будет переворачивать, - отметил он. - Если закрылки не убираются или убираются неравномерно, тогда возникают очень мощные кренящие моменты и управлять самолётом очень тяжело.

Летчик-испытатель Герой России Магомед Толбоев также считает, что неполадки с закрылками не могут произойти просто так.

Это отказ авиационной техники. Неуборка закрылка или уборка только с одной стороны приводит к разрушению полукрыла самолета. С той стороны, откуда они были выпущены, происходит сваливание самолёта и потеря скорости, - пояснил Толбоев. - Всё это происходит очень быстро, и многие лётчики просто не знают, что делать в такой ситуации. Это касается не только военных летчиков, но и гражданских.

По словам Толбоева, при расшифровке чёрных ящиков специалисты услышали характерный сигнал системы, который сопутствует превышению угла атаки. Эта система реагирует автоматически. Толбоев говорит, что срабатывание этого датчика - серьёзный сигнал для командира экипажа.

Он срабатывает при потере скорости или когда крыло находится на полном нагружении и больше самолёт поднять не может, - пояснил эксперт.

Источник Лайфа в Минобороны рассказывает, что расшифровка речевого самописца подтверждает предварительные выводы инженеров Научно-исследовательского центра эксплуатации и ремонта авиатехники (НИЦ ЭРАТ) Минобороны о причинах катастрофы.

Катастрофа произошла, когда пилоты убирали механизацию, а самолёт шёл с большим углом тангажа. В итоге произошло его сваливание с эшелона во время манёвра вправо, - говорит собеседник Лайфа.

Один из пилотов Росавиации подтверждает версию военных авиационных инженеров.

Причиной падения Ту-154 на этой временной отметке полёта может служить только рассинхронизация уборки закрылков, - рассказал Лайфу авиатор.

По его словам, на второй минуте полёта убираются закрылки - части крыла, управляющие поворотами. На этом этапе может подвести автоматика, тогда один из закрылков останется поднятым.

Это нарушает аэродинамику так, что самолёт начинает закручивать в сторону крыла с неубранным закрылком. Остановить эту ситуацию можно было при наличии запаса высоты, но на момент трагедии у пилотов Ту-154 его ещё не было, - рассказал Лайфу пилот.

Авиационный эксперт Сергей Крутоусов, считает, что необходимо дождаться полной расшифровки как речевого, так и параметрического самописца Ту-154, фиксирующего работу узлов и агрегатов самолёта.

Сергей Крутоусов не исключил и пресловутый человеческий фактор: при наборе высоты пилоты не смогли рассчитать правильный угол тангажа.

При пилотировании при наборе высоты в штурвальном режиме основная трудность состоит именно в выдерживании скорости, что является стабильностью при пилотировании и удерживании лайнера по тангажу при скорости набора высоты 500–550 км в час, - говорит эксперт Сергей Крутоусов.

По его словам, при большом положительном угле тангажа, когда у лайнера задран нос, он мог выйти на критические показатели, потерять подъёмную силу и свалиться с эшелона.

Эксперт из Росавиации говорит, что предварительное исследование записи речевого самописца выводит в приоритет версии о технической неисправности лайнера и ошибке пилотов. Впрочем, отрабатываются и другие версии. Например, попадание в двигатель посторонних предметов (к примеру, птицы), некачественное топливо, повлёкшее потерю мощности и отказ работы двигателей.

Следователи ГВСУ, которые ведут расследование катастрофы, также склоняются к техническому фактору.

Вероятно, причиной катастрофы Ту-154 при наборе высоты мог стать отказ гидросистемы самолёта, что привело к полной утрате способности экипажа управлять машиной. Причиной отказа гидросистемы самолёта могло стать короткое замыкание в одном из двигателей лайнера, - рассказал Лайфу источник в ГВСУ.

Подтвердить или опровергнуть эту версию в ближайшее время смогут специалисты.

Катастрофа с Ту-154 произошла 25 декабря 2016 года в 5:40 утра по московскому времени в 1,7 километра от побережья Сочи. Борт российского Минобороны летел в сирийский Хмеймим с аэродрома Чкаловский, в аэропорту Сочи же он дозаправлялся. На борту лайнера находилось 92 человека. Через две минуты после отрыва от полосы, не успев набрать высоту, самолёт пропал с экранов радаров. Никаких сигналов тревоги экипаж не подавал.

Спасатели уже обнаружили хвостовую часть Ту-154 с двигателями, а также бортовые самописцы и 14 тел погибших.

На современных самолетах с целью получения высоких летно-тактических характеристик, в частности для достижения больших скоростей полета, значительно уменьшены и площадь крыла и его удлинение. А это отрицательно сказывается на аэродинамическом качестве самолета и особенно на взлетно-посадочных характеристиках.

Для удержания самолета в воздухе в прямолинейном полете с постоянной скоростью необходимо, чтобы подъемная сила была равна весу самолета - Y = G . Но так как

(30)

Из формулы (30) следует, что для удержания самолета в воздухе на наименьшей скорости (при посадке, например) нужно, чтобы коэффициент подъемной силы С y был наибольшим. Однако С y можно увеличивать путем увеличения угла атаки только до α крит. Увеличение угла атаки больше критического приводит к срыву потока на верхней поверхности крыла и к резкому уменьшению С y , что недопустимо. Следовательно, для обеспечения равенства подъемной силы и веса самолета необходимо увеличить скорость полета .

Вследствие указанных причин посадочные скорости современных самолетов довольно велики. Это сильно усложняет взлет и посадку и увеличивает длину пробега самолета.

С целью улучшения взлетно-посадочных характеристик и обеспечения безопасности на взлете и особенно посадке необходимо посадочную скорость по возможности уменьшить. Для этого нужно, чтобы С y был возможно больше. Однако профили крыла, имеющие большое Су макс, обладают, как правило, большими значениями лобового сопротивления Сх мин , так как у них большие относительные толщина и кривизна. А увеличение Сх. мин , препятствует увеличению максимальной скорости полета. Изготовить профиль крыла, удовлетворяющий одновременно двум требованиям: получению больших максимальных скоростей и малых посадочных - практически невозможно.

Поэтому при проектировании профилей крыла самолета стремятся в первую очередь обеспечить максимальную скорость, а для уменьшения посадочной скорости применяют на крыльях специальные устройства, называемые механизацией крыла.

Применяя механизированное крыло, значительно увеличивают величину Су макс, что дает возможность уменьшить посадочную скорость и длину пробега самолета после посадки, уменьшить скорость самолета в момент отрыва и сократить длину разбега при взлете. Применение механизации улучшает устойчивость и управляемость самолета на больших углах атаки. Кроме того, уменьшение скорости при отрыве на взлете и при посадке увеличивает безопасность их выполнения и сокращает расходы на строительство взлетно-посадочных полос.

Итак, механизация крыла служит для улучшения взлетно-посадочных характеристик самолета путем увеличения максимального значения коэффициента подъемной силы крыла Cу макс .

Суть механизации крыла состоит в том, что с помощью специальных приспособлений увеличивается кривизна профиля (в некоторых случаях и площадь крыла), вследствие чего изменяется картина обтекания. В результате получается увеличение максимального значения коэффициента подъемной силы.

Эти приспособления, как правило, выполняются управляемыми в полете: при полете на малых углах атаки (при больших скоростях полета) они не используются, а применяются лишь на взлете, на посадке, когда увеличение угла атаки не обеспечивает получения нужной величины подъемной силы.

Существуют следующие виды механизации крыла: щитки, закрылки, предкрылки, отклоняемые носки крыла, управление пограничным слоем, реактивные закрылки .

Щиток представляет собой отклоняющуюся поверхность, которая в убранном положении примыкает к нижней, задней поверхности крыла. Щиток является одним из самых простых и наиболее распространенных средств повышения Су макс.

Увеличение Су макс при отклонении щитка объясняется изменением формы профиля крыла, которое можно условно свести к увеличению эффективного угла атаки и вогнутости (кривизны) профиля.

При отклонении щитка образуется вихревая зона подсасывания между крылом и щитком. Пониженное давление в этой зоне распространяется частично на верхнюю поверхность профиля у задней кромки и вызывает отсос пограничного слоя с поверхности, лежащей выше по течению. За счет отсасывающего действия щитка предотвращается срыв потока на больших углах атаки, скорость потока над крылом возрастает, а давление уменьшается. Кроме того, отклонение щитка повышает давление под крылом за счет увеличения эффективной кривизны профиля и эффективного угла атаки α эф .

Благодаря этому выпуск щитков увеличивает разность относительных давлений над крылом и под крылом, а следовательно, и коэффициент подъемной силы Су .

На рис. 42 показан график зависимости С y от угла атаки для крыла с различным положением щитка: убранное, взлетное φ щ = 15°, посадочное φ щ = 40°.

При отклонении щитка вся кривая Су щ = f(α) смещается вверх почти эквидистантно кривой Су = f (α) основного профиля.

Из графика видно, что при отклонении щитка в посадочное положение (φ щ = 40°) приращение Су составляет 50-60%, а критический угол атаки при этом уменьшается на 1-3°.

Для увеличения эффективности щитка конструктивно его выполняют таким образом, что при отклонении он одновременно смещается назад, к задней кромке крыла. Тем самым увеличиваются эффективность отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла и протяженность зоны повышенного давления под крылом.

При отклонении щитка одновременно с увеличением коэффициента подъемной силы увеличивается и коэффициент лобового сопротивления, аэродинамическое качество крыла при этом уменьшается.

Закрылок . Закрылок представляет собой отклоняющуюся часть задней кромки крыла либо поверхность, выдвигаемую (с одновременным отклонением вниз) назад из-под крыла. По конструкции закрылки делятся на простые (нещелевые), однощелевые и многощелевые .

Рис. 39. Профиль крыла со щитком, смещающимся назад

Рис. 40. Закрылки: а - нещелевой; б - щелевой

Нещелевой закрылок увеличивает коэффициент подъемной силы С y за счет увеличения кривизны профиля. При наличии между носком закрылка и крылом специально спрофилированной щели эффективность закрылка увеличивается, так как воздух, проходящий с большой скоростью через сужающуюся щель, препятствует набуханию и срыву пограничного слоя. Для дальнейшего увеличения эффективности закрылков иногда применяют двухщелевые закрылки, которые дают прирост коэффициента подъемной силы С y профиля до 80%.

Увеличение Су макс крыла при выпуске закрылков или щитков зависит от ряда факторов: их относительных размеров, угла отклонения, угла стреловидности крыла. На стреловидных крыльях эффективность механизации, как правило, меньше, чем у прямых крыльев. Отклонение закрылков, так же как и щитков, сопровождается не только повышением С y , но в еще большей степени приростом С x , поэтому аэродинамическое качество при выпущенной механизации уменьшается.

Критический угол атаки при выпущенных закрылках незначительно уменьшается, что позволяет получить С умакс при меньшем подъеме носа самолета (рис. 37).

Рис. 41. Профиль крыла с щитком

Рис. 42. Влияние выпуска щитков на кривую Су=f()

Рис. 43. Поляра самолета с убранными и выпущенными щитками

Предкрылок представляет собой небольшое крылышко, находящееся впереди крыла (рис. 44).

Предкрылки бывают фиксированные и автоматические.

Фиксированные предкрылки на специальных стойках постоянно закреплены на некотором удалении от носка профиля крыла. Автоматические предкрылки при полете на малых углах атаки плотно прижаты к крылу воздушным потоком. При полете на больших углах атаки происходит изменение картины распределения давления по профилю, в результате чего предкрылок как бы отсасывается. Происходит автоматическое выдвижение предкрылка (рис. 45).

При выдвинутом предкрылке между крылом и предкрылком образуется суживающаяся щель. Увеличиваются скорость воздуха, проходящего через эту щель, и его кинетическая энергия. Щель между предкрылком и крылом спрофилирована таким образом, что воздушный поток, выходя из щели, с большой скоростью направляется вдоль верхней поверхности крыла. Вследствие этого скорость пограничного слоя увеличивается, он становится более устойчивым на больших углах атаки и отрыв его отодвигается на большие углы атаки. Критический угол атаки профиля при этом значительно увеличивается (на 10°-15°), а Cу макс увеличивается в среднем на 50% (рис. 46).

Обычно предкрылки устанавливаются не по всему размаху, а только на его концах. Это объясняется тем, что, кроме увеличения коэффициента подъемной силы, увеличивается эффективность элеронов, а это улучшает поперечную устойчивость и управляемость. Установка предкрылка по всему размаху значительно увеличила бы критический угол атаки крыла в целом, и для его реализации на посадке пришлось бы стойки основных ног шасси делать очень высокими.

Рис. 44. Предкрылок

Рис. 45. Принцип действия автоматического предкрылка:

а - малые углы атаки; б – большие углы атаки

Фиксированные предкрылки устанавливаются, как правило, на нескоростных самолетах, так как такие предкрылки значительно увеличивают лобовое сопротивление, что является помехой для достижения больших скоростей полета.

Отклоняемый носок (рис. 47) применяется на крыльях с тонким профилем и острой передней кромкой для предотвращения срыва потока за передней кромкой на больших углах атаки.

Изменяя угол наклона подвижного носка, можно для любого угла атаки подобрать такое положение, когда обтекание профиля будет безотрывным. Это позволит улучшить аэродинамические характеристики тонких крыльев на больших углах атаки. Аэродинамическое качество при этом может возрастать.

Искривление профиля отклонением носка повышает Су макс крыла без существенного изменения критического угла атаки.

Рис. 46. Кривая Су =f (α) для крыла с предкрылками

Рис. 47. Отклоняемый носок крыла

Управление пограничным слоем (рис. 48) является одним из наиболее эффективных видов механизации крыла и сводится к тому, что пограничный слой либо отсасывается внутрь крыла, либо сдувается с его верхней поверхности.

Для отсоса пограничного слоя или для его сдувания применяют специальные вентиляторы либо используют компрессоры самолетных газотурбинных двигателей.

Отсасывание заторможенных частиц из пограничного слоя внутрь крыла уменьшает толщину слоя, увеличивает его скорость вблизи поверхности крыла и способствует безотрывному обтеканию верхней поверхности крыла на больших углах атаки.

Сдувание пограничного слоя увеличивает скорость движения частиц воздуха в пограничном слое, тем самым предотвращает срыв потока.

Управление пограничным слоем дает хорошие результаты в сочетании с щитками или закрылками.

Рис. 48. Управление пограничным слоем

Рис. 49. Реактивный закрылок

Реактивный закрылок (рис. 49) представляет струю газов, вытекающую с большой скоростью под некоторым углом вниз из специальной щели, расположенной вблизи задней кромки крыла. При этом струя газа воздействует на поток, обтекающий крыло, подобно отклоненному закрылку, вследствие чего перед реактивным закрылком (под крылом) давление повышается, а позади его понижается, вызывая увеличение скорости движения потока над крылом. Кроме того образуется реактивная сила Р , создаваемая вытекающей струёй.

Эффективность действия реактивного закрылка зависит от угла атаки крыла, угла выхода струи и величины силы тяги Р . Их используют для тонких, стреловидных крыльев малого удлинение Реактивный закрылок позволяет увеличить коэффициент подъемной силы Cу макс в 5-10 раз . Для создания струи используются газы, выходящие из турбореактивного двигателя.