Скорость при посадке и взлете самолета - параметры, рассчитываемые индивидуально для каждого лайнера. Не существует стандартного значения, которого должны придерживаться все пилоты, ведь самолеты имеют разный вес, габариты, аэродинамические характеристики. Однако значение скорости при является важным, и несоблюдение скоростного режима может обернуться трагедией для экипажа и пассажиров.
Как осуществляется взлет?
Аэродинамика любого лайнера обеспечивается конфигурацией крыла или крыльев. Эта конфигурация практически для всех самолетов одинакова за исключением мелких деталей. Нижняя часть крыла всегда плоская, верхняя - выпуклая. Причем, от этого не зависит.
Воздух, который при наборе скорости проходит под крылом, не меняет своих свойств. Однако воздух, который в то же время проходит через верхнюю часть крыла, сужается. Следовательно, через верхнюю часть проходит меньший объем воздуха. Это приводит к возникновению разницы давления под и над крыльями самолета. В результате давление над крылом понижается, под крылом - повышается. И именно благодаря разнице давлений образуется подъемная сила, которая толкает крыло вверх, а вместе с крылом и сам самолет. В тот момент, когда подъемная сила превышает вес лайнера, самолет отрывается от земли. Это происходит с увеличением скорости движения лайнера (при росте скорости растет и подъемная сила). Также у пилота есть возможность управлять закрылками на крыле. Если опустить закрылки, подъемная сила под крылом меняет вектор, и самолет резко набирает высоту.
Интересно то, что ровный горизонтальный полет лайнера будет обеспечен в том случае, если подъемная сила будет равна весу самолета.
Итак, подъемная сила определяет, при какой скорости самолет оторвется от земли и начнет полет. Также играет роль вес лайнера, его аэродинамические характеристики, сила тяги двигателей.
при взлете и посадке
Для того чтобы пассажирский самолет взлетел, пилоту необходимо развить скорость, которая обеспечит требуемую подъемную силу. Чем будет большей скорость разгона, тем и подъемная сила будет выше. Следовательно, при большой скорости разгона самолет быстрее пойдет на взлет, чем если бы он двигался с небольшой скоростью. Однако конкретное значение скорости рассчитывается для каждого лайнера индивидуально, с учетом его фактического веса, степени загрузки, погодных условий, длины взлетной полосы и т. д.
Если сильно обобщить, то известный пассажирский лайнер "Боинг-737" отрывается от земли, когда его скорость растет до 220 км/час. Другой известный и огромный "Боинг-747" с большим весом отрывается от земли при скорости 270 километров в час. А вот меньший лайнер "Як-40" способен взлететь при скорости 180 километров в час из-за небольшого веса.
Виды взлета
Есть разные факторы, которые определяют скорость при взлете авиационного лайнера:
- Погодные условия (скорость и направление ветра, дождь, снег).
- Длина взлетно-посадочной полосы.
- Покрытие полосы.
В зависимости от условий, взлет может осуществляться разными способами:
- Классический набор скорости.
- С тормозов.
- Взлет при помощи специальных средств.
- Вертикальный набор высоты.
Первый способ (классический) применяется чаще всего. Когда ВВП имеет достаточную длину, то самолет может уверенно набирать требуемую скорость, необходимую для обеспечения большой подъемной силы. Однако в том случае, когда длина ВВП ограничена, то самолету может не хватить расстояния для набора требуемой скорости. Поэтому он стоит некоторое время на тормозах, а двигатели постепенно набирают тягу. Когда тяга становится большой, тормоза снимаются, и самолет резко срывается с места, быстро набирая скорость. Таким образом удается сократить взлетный путь лайнера.
Про вертикальный взлет говорить не приходится. Он возможен в случае наличия специальных двигателей. А взлет с помощью специальных средств практикуется на военных авианосцах.
Какая скорость самолета при посадке?
Лайнер садится на посадочную полосу не сразу. В первую очередь происходит снижение скорости лайнера, сбавление высоты. Сначала самолет касается взлетно-посадочной полосы колесами шасси, затем движется с большой скоростью уже на земле, и только тогда тормозит. Момент контакта с ВВП почти всегда сопровождается тряской в салоне, что может вызывать беспокойство у пассажиров. Но ничего страшного в этом нет.
Скорость при посадке самолета практически лишь немного ниже, чем при взлете. Большой "Боинг-747" при приближении к взлетно-посадочной полосе имеет скорость в среднем 260 километров в час. Такая скорость должна быть у лайнера в воздухе. Но, опять-таки, конкретное значение скорости рассчитывается индивидуально для всех лайнеров с учетом их веса, загруженности, погодных условий. Если самолет очень большой и тяжелый, то и скорость посадки должна быть выше, ведь при посадке также необходимо "держать" требуемую подъемную силу. Уже после контакта с ВВП и при движении по земле пилот может тормозить средствами шасси и закрылок на крыльях самолета.
Скорость полета
Скорость при посадке самолета и при взлете сильно отличается от скорости, с которой движется самолет на высоте 10 км. Чаще всего самолеты летают на скорости, которая составляет 80% от максимальной. Так максимальная скорость популярного Airbus A380 составляет 1020 км/час. Фактически полет на крейсерской скорости составляет 850-900 км/час. Популярный "Боинг 747" может лететь со скоростью 988 км/час, но фактически его скорость составляет тоже 850-900 км/час. Как видите, скорость полета кардинально отличается от скорости при посадке самолета.
Отметим, что сегодня компания Boeing разрабатывает лайнер, который сможет набирать скорость полета на больших высотах до 5000 километров в час.
В заключение
Конечно, скорость при посадке самолета - это чрезвычайно важный параметр, который рассчитывается строго для каждого лайнера. Но нельзя назвать конкретное значение, при котором взлетают все самолеты. Даже одинаковые модели (например, "Боинги-747") будут взлетать и идти на посадку при разной скорости в силу различных обстоятельств: загруженность, объем заправленного топлива, длина взлетной полосы, покрытие полосы, наличие или отсутствие ветра и т. д.
Теперь вы знаете, какова скорость самолета при посадке и при его взлете. Средние значения известны всем.
Те, кто живет в районе аэропортов, знают: чаще всего взлетающие лайнеры взмывают вверх по крутой траектории, будто бы стараясь как можно скорее уйти от земли. И действительно — чем ближе земля, тем меньше возможности среагировать на чрезвычайную ситуацию и принять решение. Посадка — другое дело.
А 380 совершает посадку на полосу, покрытую водой. Испытания показали, что самолет способен садиться при боковом ветре с порывами до 74 км/ч (20 м/с). Хотя согласно требованиям FAA и EASA устройства реверсивного торможения не являются обязательными, конструкторы компании Airbus решили оснастить ими два двигателя, находящиеся ближе к фюзеляжу. Это дало возможность получить дополнительную тормозную систему, снизив при этом эксплуатационные расходы и уменьшив время подготовки к следующему полету.
Олег Макаров
Современный реактивный пассажирский лайнер предназначен для полетов на высотах примерно 9−12 тысяч метров. Именно там, в сильно разреженном воздухе, он может двигаться в наиболее экономичном режиме и демонстрировать свои оптимальные скоростные и аэродинамические характеристики. Промежуток от завершения набора высоты до начала снижения называется полетом на крейсерском эшелоне. Первым этапом подготовки к посадке будет снижение с эшелона, или, иными словами, следование по маршруту прибытия. Конечный пункт этого маршрута — так называемая контрольная точка начального этапа захода на посадку. По‑английски она называется Initial Approach Fix (IAF).
А 380 совершает посадку на полосу, покрытую водой. Испытания показали, что самолет способен садиться при боковом ветре с порывами до 74 км/ч (20 м/с). Хотя согласно требованиям FAA и EASA устройства реверсивного торможения не являются обязательными, конструкторы компании Airbus решили оснастить ими два двигателя, находящиеся ближе к фюзеляжу. Это дало возможность получить дополнительную тормозную систему, снизив при этом эксплуатационные расходы и уменьшив время подготовки к следующему полету.
С точки IAF начинается движение по схеме подхода к аэродрому и захода на посадку, которая разрабатывается отдельно для каждого аэропорта. Заход по схеме предполагает дальнейшее снижение, прохождение траектории, заданной рядом контрольных точек с определенными координатами, часто выполнение разворотов и, наконец, выход на посадочную прямую. В определенной точке посадочной прямой лайнер входит в глиссаду. Глиссада (от фр. glissade — скольжение) представляет собой воображаемую линию, соединяющую точку входа с началом взлетно-посадочной полосы. Проходя по глиссаде, самолет достигает точки MAPt (Missed Approach Point), или точки ухода на второй круг. Эта точка проходится на высоте принятия решений (ВПР), то есть высоте, на которой должен быть начат маневр ухода на второй круг, если до ее достижения командиром воздушного судна (КВС) не был установлен необходимый визуальный контакт с ориентирами для продолжения захода на посадку. До ВПР КВС уже должен оценить положение самолета относительно ВПП и дать команду «Садимся» или «Уходим».
Шасси, закрылки и экономика
21 сентября 2001 года самолет Ил-86, принадлежавший одной из российских авиакомпаний, произвел посадку в аэропорту Дубаи (ОАЭ), не выпустив шасси. Дело закончилось пожаром в двух двигателях и списанием лайнера — к счастью, никто не пострадал. Не было и речи о технической неисправности, просто шасси… забыли выпустить.
Современные лайнеры по сравнению с воздушными судами прошлых поколений буквально набиты электроникой. В них реализована система электродистанционного управления fly-by-wire (буквально «лети по проводу). Это означает, что рули и механизацию приводят в движение исполнительные устройства, получающие команды в виде цифровых сигналов. Даже если самолет летит не в автоматическом режиме, движения штурвала не передаются рулям непосредственно, а записываются в виде цифрового кода и отправляются в компьютер, который мгновенно переработает данные и отдаст команду исполнительному устройству. Для того, чтобы повысить надежность автоматических систем в самолете установлено два идентичных компьютерных устройства (FMC, Flight Management Computer), которые постоянно обмениваются информацией, проверяя друг друга. В FMC вводится полетное задание с указанием координат точек, через которые будет пролегать траектория полета. По этой траектории электроника может вести самолет без участия человека. Зато рули и механизация (закрылки, предкрылки, интерцепторы) современных лайнеров мало чем отличаются от этих же устройств в моделях, выпущенных десятилетия назад. 1. Закрылки. 2. Интерцепторы (спойлеры). 3. Предкрылки. 4. Элероны. 5. Руль направления. 6. Стабилизаторы. 7. Руль высоты.
К подоплеке этого авиапроисшествия имеет отношение экономика. Подход к аэродрому и заход на посадку связаны с постепенным уменьшением скорости воздушного судна. Поскольку величина подъемной силы крыла находится в прямой зависимости и от скорости, и от площади крыла, для поддержания подъемной силы, достаточной для удержания машины от сваливания в штопор, требуется площадь крыла увеличить. С этой целью используются элементы механизации — закрылки и предкрылки. Закрылки и предкрылки выполняют ту же роль, что и перья, которые веером распускают птицы, перед тем как опуститься на землю. При достижении скорости начала выпуска механизации КВС дает команду на выпуск закрылков и практически одновременно — на увеличение режима работы двигателей для предотвращения критической потери скорости из-за роста лобового сопротивления. Чем на больший угол отклонены закрылки/предкрылки, тем больший режим необходим двигателям. Поэтому чем ближе к полосе происходит окончательный выпуск механизации (закрылки/предкрылки и шасси), тем меньше будет сожжено топлива.
На отечественных воздушных судах старых типов была принята такая последовательность выпуска механизации. Сначала (за 20−25 км до полосы) выпускалось шасси. Затем за 18−20 км — закрылки на 280. И уже на посадочной прямой закрылки выдвигались полностью, в посадочное положение. Однако в наши дни принята иная методика. В целях экономии летчики стремятся пролететь максимальное расстояние «на чистом крыле», а затем, перед глиссадой, погасить скорость промежуточным выпуском закрылков, потом выпустить шасси, довести угол закрылков до посадочного положения и совершить посадку.
На рисунке очень упрощенно показана схема захода на посадку и взлета в районе аэропорта. На самом деле схемы могут заметно отличаться от аэропорта к аэропорту, так как составляются с учетом рельефа местности, наличия вблизи высотных строений и запретных для полета зон. Иногда для одного и того же аэропорта действуют несколько схем в зависимости от метеоусловий. Так, например, в московском «Внуково» при заходе на полосу (ВВП 24) обычно используется т.н. короткая схема, траектория которой пролегает за пределами МКАД. Но в плохую погоду самолеты заходят по длинной схеме, и лайнеры пролетают над Юго-Западом Москвы.
Экипаж злополучного Ил-86 тоже воспользовался новой методикой и выпустил закрылки до шасси. Ничего не знавшая о новых веяниях в пилотировании автоматика Ил-86 тут же включила речевую и световую сигнализацию, которая требовала от экипажа выпустить шасси. Чтобы сигнализация не нервировала пилотов, ее просто отключили, как выключают спросонья надоевший будильник. Теперь напомнить экипажу, что шасси все-таки надо выпустить, было некому. Сегодня, правда, уже появились экземпляры самолетов Ту-154 и Ил-86 с доработанной сигнализацией, которые летают по методике захода на посадку с поздним выпуском механизации.
По фактической погоде
В информационных сводках нередко можно услышать подобную фразу: «В связи с ухудшением метеоусловий в районе аэропорта N экипажи принимают решения о взлете и посадке по фактической погоде». Этот распространенный штамп вызывает у отечественных авиаторов одновременно смех и возмущение. Разумеется, никакого произвола в летном деле нет. Когда самолет проходит точку принятия решения, командир воздушного судна (и только он) окончательно объявляет, станет ли экипаж сажать лайнер или посадка будет прервана уходом на второй круг. Даже при наилучших погодных условиях и отсутствии препятствий на полосе КВС имеет право отменить посадку, если он, как гласят Федеральные авиационные правила, «не уверен в благополучном исходе посадки». «Уход на второй круг сегодня не считается просчетом в работе пилота, а наоборот, приветствуется во всех допускающих сомнения ситуациях. Лучше проявить бдительность и даже пожертвовать каким-то количеством сожженного топлива, чем подвергнуть даже малейшему риску жизнь пассажиров и экипажа», — объяснил нам Игорь Бочаров, начальник штаба летной эксплуатации авиакомпании «S7 Airlines».
Курсо-глиссадная система состоит из двух частей: пары курсовых и пары глиссадных радиомаяков. Два курсовых радиомаяка находятся за ВПП и излучают вдоль нее направленный радиосигнал на разных частотах под небольшими углами. На осевой линии ВПП интенсивность обоих сигналов одинакова. Левее и правее этой прямой сигнал одного из маяков сильнее другого. Сравнивая интенсивность сигналов, радионавигационная система самолета определяет, с какой стороны и как далеко он находится от осевой линии. Два глиссадных маяка стоят в районе зоны приземления действуют аналогичным образом, только в вертикальной плоскости.
С другой стороны, в принятии решений КВС жестко ограничен существующим регламентом процедуры посадки, и в пределах этого регламента (кроме экстренных ситуаций вроде пожара на борту) у экипажа нет никакой свободы принятия решений. Существует жесткая классификация типов захода на посадку. Для каждого из них прописаны отдельные параметры, определяющие возможность или невозможность такой посадки в данных условиях.
Например, для аэропорта «Внуково» инструментальный заход на посадку по неточному типу (по приводным радиостанциям) требует прохождения точки принятия решений на высоте 115 м при горизонтальной видимости 1700 м (определяется метеослужбой). Для совершения посадки до ВПР (в данном случае 115 м) должен быть установлен визуальный контакт с ориентирами. Для автоматической посадки по II категории ИКАО эти значения значительно меньше — они составляют 30 м и 350 м. Категория IIIс допускает полностью автоматическую посадку при нулевой горизонтальной и вертикальной видимости — например, в полном тумане.
Безопасная жесткость
Любой авиапассажир с опытом полетов отечественными и иностранными авиакомпаниями наверняка успел заметить, что наши пилоты сажают самолеты «мягко», а иностранные — «жестко». Иными словами, во втором случае момент касания полосы ощущается в виде заметного толчка, тогда как в первом — самолет мягко «притирается» к полосе. Различие в стиле посадки объясняется не только традициями летных школ, но и объективными факторами.
Для начала внесем терминологическую ясность. Жесткой посадкой в авиационном обиходе называется посадка с перегрузкой, сильно превышающей нормативную. В результате такой посадки самолет в худшем случае получает повреждение в виде остаточной деформации, а в лучшем — требует специального технического обслуживания, нацеленного на дополнительный контроль состояния самолета. Как объяснил нам ведущий пилот-инструктор департамента летных стандартов авиакомпании «S7 Airlines» Игорь Кулик, сегодня пилот, допустивший настоящую жесткую посадку, отстраняется от полетов и направляется на дополнительную подготовку на тренажерах. Прежде чем снова выйти в рейс, провинившемуся также предстоит зачетно-тренировочный полет с инструктором.
Стиль посадки на современных западных самолетах нельзя называть жестким — речь просто идет о повышенной перегрузке (порядка 1,4−1,5 g) по сравнению с 1,2−1,3 g, характерных для «отечественной» традиции. Если говорить о методике пилотирования, то разница между посадками с относительно меньшей и относительно большей перегрузкой объясняется различием в процедуре выравнивания самолета.
К выравниванию, то есть к подготовке к касанию с землей, пилот приступает сразу после пролета торца полосы. В это время летчик берет штурвал на себя, увеличивая тангаж и переводя воздушное судно в кабрирующее положение. Попросту говоря, самолет «задирает нос», чем достигается увеличение угла атаки, а значит, небольшой рост подъемной силы и падение вертикальной скорости.
Двигатели при этом переводятся в режим «малый газ». Через некоторое время задние стойки шасси касаются полосы. Затем, уменьшая тангаж, пилот опускает на полосу переднюю стойку. В момент касания задействуются интерцепторы (спойлеры, они же воздушные тормоза). Затем, уменьшая тангаж, пилот опускает на полосу переднюю стойку и включает реверсивное устройство, то есть дополнительно тормозит двигателями. Торможение колесами применяется, как правило, во второй половине пробега. Реверс конструктивно представляет из себя щитки, которые ставятся на пути реактивной струи, отклоняя часть газов под углом 45 градусов к курсу движения самолета — почти в обратную сторону. Следует отметить, что на воздушных судах старых отечественных типов использование реверса при пробеге обязательно.
Тишина за бортом
24 августа 2001 года экипаж аэробуса А330, совершавшего рейс из Торонто в Лиссабон, обнаружил утечку топлива в одном из баков. Дело происходило в небе над Атлантикой. Командир корабля Робер Пиш принял решение уйти на запасной аэродром, расположенный на одном из Азорских островов. Однако по пути загорелись и вышли из строя оба двигателя, а до аэродрома оставалось еще около 200 километров. Отвергнув идею посадки на воду, как не дающую практически никаких шансов на спасение, Пиш решил дотянуть до суши в планирующем режиме. И ему это удалось! Посадка получилась жесткой — лопнули почти все пневматики — но катастрофы не произошло. Лишь 11 человек получили небольшие травмы.
Отечественные летчики, особенно эксплуатирующие лайнеры советских типов (Ту-154, Ил-86), часто завершают выравнивание процедурой выдерживания, то есть какое-то время продолжают полет над полосой на высоте около метра, добиваясь мягкого касания. Конечно, посадки с выдерживанием нравятся пассажирам больше, да и многие пилоты, особенно с большим опытом работы в отечественной авиации, считают именно такой стиль признаком высокого мастерства.
Однако сегодняшние мировые тенденции авиаконструирования и пилотирования отдают предпочтение посадке с перегрузкой 1,4−1,5 g. Во‑первых, такие посадки безопаснее, так как приземление с выдерживанием содержит в себе угрозу выкатывания за пределы полосы. В этом случае практически неизбежно применение реверса, что создает дополнительный шум и увеличивает расход топлива. Во‑вторых, сама конструкция современных пассажирских самолетов предусматривает касание с повышенной перегрузкой, так как от определенного значения физического воздействия на стойки шасси (обжатие) зависит срабатывание автоматики, например задействование спойлеров и колесных тормозов. В воздушных судах старых типов этого не требуется, так как спойлеры включаются там автоматически после включения реверса. А реверс включается экипажем.
Есть еще одна причина различия стиля посадки, скажем, на близких по классу Ту-154 и А 320. Взлетные полосы в СССР зачастую отличались невысокой грузонапряженностью, а потому в советской авиации старались избегать слишком сильного давления на покрытие. На тележках задних стоек Ту-154 по шесть колес — такая конструкция способствовала распределению веса машины на большую площадь при посадке. А вот у А 320 на стойках всего по два колеса, и он изначально рассчитан на посадку с большей перегрузкой на более прочные полосы.
Островок Сен-Мартен в Карибском бассейне, поделенный между Францией и Нидерландами, получил известность не столько из-за своих отелей и пляжей, сколько благодаря посадкам гражданских лайнеров. В этот тропический рай со всех уголков мира летят тяжелые широкофюзеляжные самолеты типа Боинг-747 или А-340. Такие машины нуждаются в длинном пробеге после посадки, однако в аэропорту Принцессы Юлианы полоса слишком коротка — всего 2130 метров — торец ее отделен от моря лишь узкой полоской земли с пляжем. Чтобы избежать выкатывания, пилоты аэробусов целятся в самый торец полосы, пролетая в 10−20 метрах над головами отдыхающих на пляже. Именно так проложена траектория глиссады. Фотографии и видеоролики с посадками на о. Сен-Мартен давно обошли интернет, причем многие поначалу не поверили в подлинность этих съемок.
Неприятности у самой земли
И все-таки по‑настоящему жесткие посадки, а также прочие неприятности на финальном отрезке полета случаются. Как правило, к авиапроисшествиям приводит не один, а несколько факторов, среди которых и ошибки пилотирования, и отказ техники, и, конечно же, стихия.
Большую опасность представляет так называемый сдвиг ветра, то есть резкое изменение силы ветра с высотой, особенно когда это происходит в пределах 100 м над землей. Предположим, самолет приближается к полосе с приборной скоростью 250 км/ч при нулевом ветре. Но, спустившись чуть ниже, самолет вдруг наталкивается на попутный ветер, имеющий скорость 50 км/ч. Давление набегающего воздуха упадет, и скорость самолета составит 200 км/ч. Подъемная сила также резко снизится, зато вырастет вертикальная скорость. Чтобы компенсировать потерю подъемной силы, экипажу потребуется добавить режим двигателя и увеличить скорость. Однако самолет обладает огромной инертной массой, и мгновенно набрать достаточную скорость он просто не успеет. Если нет запаса по высоте, жесткой посадки избежать не удастся. Если же лайнер натолкнется на резкий порыв встречного ветра, подъемная сила, наоборот, увеличится, и тогда появится опасность позднего приземления и выкатывания за пределы полосы. К выкатываниям также приводит посадка на мокрую и обледеневшую полосу.
Человек и автомат
Типы захода на посадку делятся на две категории, визуальные и инструментальные.
Условие для визуального захода на посадку, как и при инструментальном заходе, — высота нижней границы облаков и дальность видимости на ВПП. Экипаж следует по схеме захода, ориентируясь по ландшафту и наземным объектам или самостоятельно выбирая траекторию захода в пределах выделенной зоны визуального маневрирования (она задается как половина окружности с центром в торце полосы). Визуальные посадки позволяют сэкономить топливо, выбрав кратчайшую на данный момент траекторию захода.
Вторая категория посадок — инструментальные (Instrumental Landing System, ILS). Они в свою очередь подразделяются на точные и неточные. Точные посадки производятся по курсо-глиссадной, или радиомаячной, системе, с помощью курсовых и глиссадных маяков. Маяки формируют два плоских радиолуча — один горизонтальный, изображающий глиссаду, другой — вертикальный, обозначающий курс на полосу. В зависимости от оборудования самолета курсо-глиссадная система позволяет производить автоматическую посадку (автопилот сам ведет самолет по глиссаде, получая сигнал радиомаяков), директорную посадку (на командном приборе две директорные планки показывают положения глиссады и курса; задача пилота, работая штурвалом, поместить их точно по центру командного прибора) или заход по маякам (перекрещенные стрелки на командном приборе изображают курс и глиссаду, а кружком показано положение самолета относительно требуемого курса; задача — совместить кружок с центром перекрестья). Неточные посадки выполняются при отсутствии курсо-глиссадной системы. Линия приближения к торцу полосы задается радиотехническим средством — например, установленными на определенном удалении от торца дальней и ближней приводными радиостанциями с маркерами (ДПРМ — 4 км, БПРМ — 1 км). Получая сигналы от «приводов», магнитный компас в кабине пилотов показывает, справа или слева от полосы находится самолет. В аэропортах, оснащенных курсо-глиссадной системой, значительная часть посадок совершается по приборам в автоматическом режиме. Международная организация ИКФО утвердила список из трех категорий автоматической посадки, причем категория III имеет три подкатегории — A, B, C. Для каждого типа и категории посадки существуют два определяющих параметра — расстояние горизонтальной видимости и высота вертикальной видимости, она же высота принятия решений. В общем виде принцип таков: чем больше в посадке участвует автоматика и чем меньше задействован «человеческий фактор», тем меньше значения этих параметров.
Другой бич авиации — боковой ветер. Когда при подходе к торцу полосы самолет летит с углом сноса, у пилота часто появляется желание «подвернуть» штурвалом, поставить самолет на точный курс. При довороте возникает крен, и самолет подставляет ветру большую площадь. Лайнер сдувает еще дальше в сторону, и в этом случае единственно правильным решением становится уход на второй круг.
При боковом ветре экипаж часто стремится не потерять контроль за направлением, но в итоге теряет контроль за высотой. Это стало одной из причин катастрофы Ту-134 в Самаре 17 марта 2007 года. Сочетание «человеческого фактора» с плохой погодой стоило жизни шести людям.
Иногда к жесткой посадке с катастрофическими последствиями приводит неправильное вертикальное маневрирование на заключительном отрезке полета. Порой самолет не успевает снизиться на требуемую высоту и оказывается выше глиссады. Пилот начинает «отдавать штурвал», пытаясь выйти на траекторию глиссады. При этом резко возрастает вертикальная скорость. Однако при возросшей вертикальной скорости требуется и большая высота, на которой надо начинать выравнивание перед касанием, причем эта зависимость квадратичная. Летчик же приступает к выравниванию на психологически привычной ему высоте. В результате воздушное судно касается земли с огромной перегрузкой и разбивается. Таких случаев история гражданской авиации знает немало.
Авиалайнеры последних поколений можно вполне назвать летающими роботами. Сегодня через 20−30 секунд после взлета экипаж в принципе может включить автопилот и дальше машина все сделает сама. Если не случится чрезвычайных обстоятельств, если в базу данных бортовых компьютеров будет введен точный план полета, включающий траекторию захода на посадку, если аэропорт прибытия обладает соответствующим современным оборудованием, лайнер сможет выполнить полет и совершить посадку без участия человека. К сожалению, в реальности даже самая совершенная техника иногда подводит, в эксплуатации все еще находятся воздушные суда устаревших конструкций, а оборудование российских аэропортов продолжает желать лучшего. Именно поэтому, поднимаясь в небо, а затем спускаясь на землю, мы еще во многом зависим от мастерства тех, кто работает в пилотской кабине.
Благодарим за помощь представителей авиакомпании «S7 Airlines» — пилота-инструктора Ил-86, начальника штаба летной эксплуатации Игоря Бочарова, главного штурмана Вячеслава Феденко, пилота-инструктора директората департамента летных стандартов Игоря Кулика
Наверняка ведь будет кое-кому интересно узнать некие технические детали своего перелета из пункт А в пункт Б. Что творится за закрытой передней дверью в те минуты, когда половина салона готова простить всем и вся любые грехи, стать праведником и начать худеть с понедельника?
Кстати, эту переднюю дверь пассажиры очень часто путают с дверью в туалет. Иногда долго и упорно пытаются ее открыть, при том, что на самолетах моей компании надпись, предупреждающая о том, что доступ только для экипажа выполнена большими красными буквами и гораздо виднее, чем на нижеприведенном фото.
Фото Марины Лысцевой fotografersha
Многим обывателям современный самолет кажется чем-то сродни звездолету - кнопочки, дисплейчики, рычажочки. Поэтому немудрено, что вера в неограниченность конструкторской мысли зачастую превышает реальные возможности самолетов наших дней.
Действительно, чем не космический корабль?
И это при том, что В737NG был разработан двадцать лет назад и выглядит уже довольно архаично по сравнению с самыми современными моделями:
Фото кабины Airbus A350 из сети Интернет
Фото Марины Лысцевой fotografersha
Неужели всей этой приблуде все еще нужны люди? Более того, в количестве двух?
Многие действительно считают, что все посадки лайнер выполняет в автоматическом режиме. То есть пилот там нужен только лишь для того, чтобы нажать волшебную кнопу "LANDING" или как там ее зовут?
Тем не менее, есть и такие скептики, которые на полном серьезе считают, что достижения современной технической мысли не могут реализовать алгоритм посадки без человека:
inspit
"Не следует путать автоматический заход на посадку и саму посадку, т.е. касание колёсами шасси бетона ВПП. Полностью автоматическая посадка возможна лишь при участии наземных аппаратных радиотехнических посадочных систем. Именно из-за их недостаточной разрешающей способности такая посадка связана с риском и в настоящее время не практикуется".
Так практикуется или нет? Кто же прав?
Практикуется.
Возможность автоматического приземления самолета не является чем-то недавно изобретенным. Этому шоу уже несколько десятилетий. Многие модели, практические сошедшие с арены, прекрасно умели это делать 30 и более лет назад.
Однако, вопреки распространенному мнению, автоматическая посадка до сих пор не является основным способом возвращения самолета на землю. До сих пор подавляющее большинство посадок выполняется по старинке - вручную.
Самое главное - для автоматической посадки все же нужны определенные условия. Современное оборудование (отмечу - сертифицированное оборудование) пока не позволяет выполнять автоматическое приземление на любую полосу в любой точке мира. Важно - система автоматической посадки не является автономной, то есть ей требуется внешнее оборудование, которой должно быть установлено для данной ВПП или аэродрома.
Наиболее распространенный вид посадки сегодня - точный заход ILS (ИЛС) с наведением по курсу и глиссаде (то есть, финальное снижение на прямой перед приземлением). Их формируют лучи особой формы, излучаемые наземными антеннами. Самолетное оборудование распознает эти сигналы и определяет положение самолета относительно центральной зоны, т.е., продолженной осевой линии ВПП. Соответственно, кто-то (пилот) или что-то (автопилот) видит индикацию отклонений и делает все возможное, чтобы всегда лететь по центру.
Видео автоматической посадки - вид на главный пилотажный прибор. Внизу и справа можно увидеть "ромбики" (с 01:02) это индикаторы положения курса и глиссады относительно самолета. Если они в центре - значит, лайнер летит идеально.
Крест в центре прибора - директорные стрелочки, удерживая их в центре, пилот или автопилот обеспечивают необходимые угловые скорости разворота или углы набора/снижения для того, чтобы выйти на нужную траекторию полета (необязательно при заходе на посадку - они могут обеспечивать траекторное наведение почти весь полет)
Собственно говоря, удерживая самолет на нужной траектории, самолет, управляемый автопилотом, долетает до определенной высоты, измеряемой относительно поверхности земли (50-40 футов), после чего начинается маневр выравнивания (FLARE) по хитрому алгоритму и после этого, на высоте около 27 футов автоматический помощник плавно уменьшает режим работы двигателей (это так же может сделать и пилот), и вскоре происходит посадка.
Самые современные самолеты могут еще и автоматический пробег обеспечить вплоть до остановки самолета - ведь приземлиться дело нехитрое, надо еще в полном тумане и махину эту остановить! Ходят слухи, что некоторые самолеты еще и рулить при нулевой видимости обучены, если бы аэродром позволял. Не знаю, не проверял. Мой В737-800 умеет только автоматически садиться и (при наличии соответствующей опции на конкретном самолете) завершать пробег после посадки.
Отвечая на вопрос, с которого началась эта тема (могут ли современные лайнеры садиться полностью сами, без участия пилота?Имеется ввиду, если все данные были заранее введены в компьютер. Или пилоты выпускают механизацию), скажу "Не могут".
Самолет сам не начнет снижение и заход на посадку, не выпустит механизацию и шасси. Теоретически, это вполне возможно конструктивно, но сегодня человек, сидящий в пилотском кресле, решает эти задачи. Современные компьютеры пока не готовы принимать решения за человека, т.к. ситуации в каждом полете могут складываться весьма по-разному, и стандартизировать траектории всех те тысячи самолетов, летяющих в небесах, пока невозможно. Человек с решениями пока справляется лучше. Подробнее на эту тему читайте по ссылке в самом конце записи.
"Так в чем прикол, Денис Сергеевич, если Вы говорите, что автопосадка изобретена давно и прекрасно работает, почему же до сих она не применяется в каждом полете?"
--==(о)==--
Увы, система имеет множество ограничений. Начнем с того, что далеко не на каждом аэродроме есть система ИЛС. Это довольно дорогостоящая система, оправдывающая себя при наличии интенсивного движения и частой плохой погоды.
Кроме того, даже при наличии ИЛС, автоматическая посадка может быть не разрешена из-за других ограничений. Например, в горном Улан-Удэ мы не можем выполнять автоматическую посадку, т.к. угол наклона глиссады превышает допуск для выполнения оной. Чего уж говорить о Шамбери, в котором и глиссада значительно круче, и полоса всего два километра!
То есть, существуют ограничения для автоматической посадки - по максимальному и минимальному углу наклона глиссады, а так же по значению ветра - в основном бокового и/или попутного.
То есть, как это ни странно, если погода "жуть", то посадку, хошь-не хошь, а приходится выполнять по-чкаловски. Вручную. А если еще и глиссада крутая, как в Шамбери, то полет совсем не такой скучный , как обычно.
Кроме того
Может быть хорошая погода и глиссада в пределах нормы, но полоса "кривая" и автоматическая посадка может быть большим риском с точки зрения грубого приземления - все же самолет еще не обучен прогнозировать изменение рельефа впереди. Такие ВПП, как Норильск (19), Томск (21), Ростов (22) - не очень приспособлены для автоматической посадке благодаря специфическому изгибу ВПП и каждая такая посадка превращается в игру с расшифровкой.
На некоторых ВПП вроде и профиль ничего, но благодаря каким-то природным или техническим явлениям, глиссада нестабильна и самолет "гуляет". Соответственно, глупый автопилот пытается гулять вместе с отклонениями, а умный человек так не делает. Пример - киргизский Ош .
Многие производители либо напрямую указывают, либо рекомендуют выполнять посадки лишь на ВПП, сертифицированные для выполнения заходов по второй и третьей категории (ILS CAT II/III). В этом случае существует некая гарантия того, что глиссада гулять не будет, а ВПП не кривая. Хотя даже при посадке на такие ВПП и на любые другие в условиях, когда операции CAT II/III не производятся, т.е., ИЛС работает по САТ I, тот же мр.Боинг рекомендует быть очень внимательным при выполнении автоматических посадок - т.к. в хорошую погоду аэродромные службы не обязаны обеспечивать "чистоту" лучей, поэтому возможны помехи - как от самолета, летящего впереди Вас, так и от наземных объектов, которые вполне себе могут располагаться в зоне действия курсового и глиссадного лучей.
Поэтому, как ни странно, хорошая погода еще не является основанием для того, чтобы чувствовать себя расслабленным, доверившись автопилоту.
ILS Performance
ILS Performance Most ILS installations are subject to signal interference by either surface vehicles
or aircraft. To prevent this interference, ILS critical areas are established near each
localizer and glide slope antenna. In the United States, vehicle and aircraft
operations in these critical areas are restricted any time the weather is reported less
than 800 foot ceiling and/or visibility is less than 2 statute miles.
Flight inspections of ILS facilities do not necessarily include ILS beam
performance inside the runway threshold or along the runway unless the ILS is
used for Category II or III approaches. For this reason, the ILS beam quality may
vary and autolands performed from a Category I approach at these facilities should
be closely monitored .
Flight crews must remember that the ILS critical areas are usually not protected
when the weather is above 800 foot ceiling and/or 2 statute miles visibility. As a
result, ILS beam bends may occur because of vehicle or aircraft interference.
Sudden and unexpected flight control movements may occur at a very low altitude
or during the landing and rollout when the autopilot attempts to follow the beam
possibility and guard the flight controls (control wheel, rudder pedals and thrust
levers) throughout automatic approaches and landings.
Be prepared to disengage the autopilot and manually land or go-around.
Опять же, необязательно выполнять заход по ИЛС (даже и в ручном режиме), т.к. обычно схемы захода довольно "размашистые". В хорошую погоду зачастую предпочтительным смотрится визуальный заход на посадку - пилот не будет выполнять всю схему, а выберет более оптимальную траекторию, более короткую, что позволит сэкономить время, топливо, и разгрузить диспетчера.
Правда, в России такие заходы не очень практикуются по различным причинам. На Западе, особенно в США - очень и очень часто.
Итак, выше мы поговорили про слабую помехозащищенность системы ИЛС, в связи с чем не на каждой ВПП, оборудованной ИЛСом возможна автопосадка. Неужели человечество уперлось в непреодолимые трудности?
Конечно же нет!
Идет постепенное внедрение новой системы точного захода на посадку, основанной на счислении координат посредством спутниковой навигации. Для более точного счисления в районе аэродрома устанавливается специальная станция (ЛККС ), и, как итог, получаем очень и очень точную позицию самолета в пространстве. И, соотетственно, траектория, рассчитываемая по данной позиции не зависит от сугробов на земле или машинок, пересекающих посадочный курс. Кроме того, одна такая корректирующая станция позволяет покрыть несолько аэродромов (например, для московского аэроузла достаточно одной). Следует понимать, что поддержание работоспособности данной системы значительно менее затратно, чем содержание ИЛС.
В России установлено несколько десятков ЛККС, однако, официально (с недавнего времени) работает только в Тюмени. Наша компания стала первой из пассажирских, кто выполнил подобный заход в этом городе.
И такая ситуация с ЛККС уже несколько лет. Не спрашивайте меня, почему - я сам в недоумении, бо это очень глупая ситуация.
Правда, для того, чтобы выполнять такие заходы, требуется установка специального оборудования на самолеты. Учитывая то, что в России до сих пор данный заход не очень популярен, операторы не спешат дорабатывать свои лайнеры.
Тем не менее, рано или поздно, подобные системы вытеснят ИЛС из аэропортов.
Вытеснит ли прогресс пилотов из кабины?
Спасибо за внимание!
Посадка - часть полёта, в которой летательный аппарат возвращается на землю.
Посадка может быть: мягкой, жёсткой, вынужденной и аварийной.
Этап посадки самолёта начинается с высоты 15 м над торцом ВПП и завершается пробегом по полосе до полной остановки летательного аппарата. Для лёгких самолётов этап посадки может начинаться с высоты 9 м.
Посадка - самый сложный этап полёта, так как при уменьшении высоты уменьшается возможность исправления ошибок лётчика или автоматических систем.
На этом видео я снял заход и посадку самолета Pitts S-2C во время авиашоу SUN n"FUN (Florida) в 2010 году
Непосредственно посадке предшествует заход на посадку - часть полёта, которая включает предпосадочное маневрирование в районе аэродрома с выпуском шасси и закрылков в посадочное положение.
Заход на посадку начинается на высоте не менее 400 м. Скорость захода на посадку должна превышать скорость сваливания при данной конфигурации летательного аппарата не менее чем на 30 %. В аварийной ситуации скорость захода на посадку может превышать скорость сваливания на 25 %.
Заход на посадку завершается либо посадкой, либо уходом на второй круг. На второй круг летательный аппарат уходит при превышении допустимых отклонений параметров траектории при снижении на глиссаде от номинальных. Решение о посадке пилот обязан принять не ниже высоты принятия решения.
Воздушная часть посадки длится несколько секунд и включает:
- выравнивание - часть посадки, во время которой вертикальная скорость снижения на глиссаде практически уменьшается до нуля. Выравнивание начинается на высоте 5-8 м и завершается переходом к выдерживанию на высоте 0,5-1 м.
- выдерживание - часть посадки, во время которой продолжается дальнейшее плавное снижение аппарата с одновременным уменьшением скорости и увеличением угла атаки до значений, при которых возможно приземление и пробег.
- парашютирование - часть посадки, которая начинается при уменьшении подъёмной силы крыла и плавным самолёта сближением с поверхностью ВПП.
- приземление - контакт летательного аппарата с земной поверхностью.
Самолёты с носовой стойкой осуществляют приземление на основные стойки, с хвостовой - на все стойки шасси одновременно (приземление на три точки);
Приземление на стойки, расположенные впереди центра масс, может привести к повторному отделению самолёта от ВПП - «козлению».
По материалам википедии
А теперь предлагаю вашему вниманию три ролика коллекционера посадок - TheHardLandings:
Первый - наиболее опасные для посадки самолетов аэродромы.
Вторые два - грубые посадки.
Во втором видео начиная с 4-й минуты показаны исторические кадры нашего Ту-144
Красивых взлётов и мягких посадок в Новом Году!!!
Задумывались ли вы когда-либо над вопросом, что делать, если в виду сложившихся обстоятельств (потеря сознания, травма, шок, смертельный исход), пилот не может самостоятельно посадить самолёт? Согласитесь, вопрос весьма щепетильного характера, но вероятней всего ничего не остаётся делать, как самостоятельно посадить самолёт. Однако, здесь наверняка возникнет вопрос о том, , чтобы пассажиры находящиеся на его борту выжили и не пострадали. Конечно, далеко не каждый может быть пилотом, тем более, что большинство даже близко незнакомы с тем, как посадить самолёт в экстренной ситуации, но стоит подчеркнуть, что при помощи руководства диспетчера, сделать это можно, пусть и не так профессионально как это делают лётчики с сотнями часов налёта, но, тем не менее, благодаря своим действиям, вы можете спасти не одну сотню пассажиров.
Как посадить самолёт
- Для начала, коль вы являетесь единственным, кто решил взяться за эту непростую задачу, вам потребуется пройти в кабину пилота, где необходимо будет занять кресло командира авиалайнера. Как правило, место главного пилота наиболее загружено всевозможными кнопками, рукоятками управления и рычагами, так что ошибиться здесь вы вряд ли сможете. Однако, и это важно, не прикасайтесь к элементам управления самолётом, ведь если воздушное судно находится в режиме автоматического пилотирования, следовательно, вы на данный момент находитесь в полной безопасности, и постарайтесь усвоить, что в сложной машине нет лишних кнопок – каждая отвечает за своё действие, а порой за несколько, и нажатие любой может привести к самым непредсказуемым результатам. Если пилот самолёта находится бессознательном состоянии прямо в кабине пилота, то занимая его место, убедитесь в том, что в дальнейшем части тела пилота не будут перекрывать элементы управления – штурвала управления, кнопок и рычагов, так как посадить самолёт в дальнейшем при возникших неожиданно проблемах, будет невозможно.
- Садясь в кресло пилота, первым делом, ещё раз удостоверьтесь в том, что самолёт находится в режиме автопилота. Для этого, вам потребуется взглянуть на контрольную панель расположенную обычно на передней панели и в том случае, если на ней горит световой индикатор, то автопилотирование находится в режиме действия.
В случае, если при посадке в кресло пилота вы всё же затронули рычаги управления авиалайнером, то вероятней всего это привело к автоматическому отключению автопилота, и данный режим потребуется включить путём нажатия на соответствующую кнопку, которая в различных моделях самолётов может называться по разному, но чаще всего в самолётах российского назначения встречаются такие названия: «Автопилот», «Авто полёт», «АНФ», «АР» и т.д. В самолётах иностранных авиаперевозчиков, функциональное название режима автоматического пилотирования будет иметь название «Autopilot».
Стоит отметить, что в ряде некоторых случаев, может потребоваться корректировка положения самолёта в пространстве. Для этого, вам потребуется взглянуть на индикатор авиагоризонта, который обычно всегда легко узнаётся даже теми людьми, которые ни разу не были в кабине пилота. Обратите внимание, что на индикаторе имеется статическая полоса, указывающая нормальное положение самолёта – искусственный горизонт.
Если самолёт заметно отклонился от плоскостности, то вам потребуется скорректировать его движение – поднять либо опустить, или же скорректировать его крен. Если самолёт наклонён ниже нормальной плоскости, то вам придётся потянуть штурвал на себя, если выше – оттолкнуть от себя. В том случае, если самолёт накренён влево, то вам необходимо повернуть руль управления в правую сторону, если же наоборот, он накренён вправо, то повернуть в левую сторону.
После того, как самолёт окажется выровнен по лини искусственного горизонта, вам необходимо будет включить функцию автопилота, причём в качестве элемента управления может использоваться и кнопка, и тумблер. Стоит отметить, что функция автоматического пилотирования самолётом используется для сохранения нормальной плоскостности самолёта относительно пространства, и сама она создана с той целью, чтобы в случае критической ситуации, даже лицо, не обладающее никакими навыками пилотирования, могло сохранить самолёт в воздухе, однако, так как посадить самолёт автопилот самостоятельно не может, то в дальнейшем вам сё же придётся брать штурвал в свои руки.
- Стоит отметить, что самолёт не сможет всё время находиться в воздухе, и рано или поздно, вам придётся его посадить, и вот тут, весьма и будет уместен вопрос о том, как посадить самолёт самостоятельно. Для начала, вам обязательно потребуется связаться с ближайшей расположенной авиавышкой, чтобы сообщить об экстренной ситуации на вашем самолёте. Для этого, вам потребуется взять гарнитуру пилота, нажать и удерживать на штурвале соответствующую кнопку «РТТ», и передавать в эфир позывной «Mayday» три раза, после чего сообщить о случившемся на борту. В том случае, если самолёт вышел из зоны действия авиавышки, и вы не можете связаться с авиадиспетчером, то вам потребуется переключиться на частоту 121.50 МГц. После того, как вы передадите в эфир своё экстренное сообщение, не забудьте отпустить кнопку, чтобы получить ответ.
Если с работой радиостанции возникли какие-либо проблемы, то вы можете воспользоваться транспондером, в котором потребуется ввести цифровой код «7700», что даст возможность диспетчерам понять, что на борту вашего самолёта чрезвычайная ситуация.
Для того, чтобы диспетчер мог понять, с каким самолётом в данный момент ведётся связь, при посылке каждого сообщения, сообщайте перед ним позывной вашего самолёта.
- Руководствуясь помощью диспетчера, не забывайте о том, что в самолёте имеется такое понятие как минимальная скорость, то есть, при которой самолёт всё ещё находится в воздухе. Определить скорость можно путём просмотра того же указателя авиагоризонта – как правило в левой его части имеется индикатор с цифрами, и вам стоит убедиться, что его показания находятся в «зелёной зоне».
Самопроизвольное уменьшение или увеличение скорости свидетельствует о том, что самолёт либо теряет высоту, либо наоборот – набирает её. В первом случае, скорость будет расти, и для того, чтобы привести её к нормальному состоянию, вам придётся немного подать штурвал на себя, во втором – самолёт набирает высоту, и вам потребуется отодвинуть штурвал от себя.
- Перед началом совершения посадки, авиадиспетчер будет вас информировать обо всех необходимых действиях с вашей стороны, так как правильно посадить самолёт не так уж и просто.
Для начала, вам придётся снизить мощность двигателей самолёта – для этого, опускайте дроссель на несколько сантиметров, пока не услышите, что звук самолёта стал тише. Обратите внимание, что в этот момент штурвалом не следует совершать каких-либо действий – самолёт самостоятельно выровняется в плоскости, однако, если скорость самолёта становится ниже «зелёной зоны», то дроссель придётся несколько подать вперёд, чтобы авиалайнер не упал.
Согласно указаниям диспетчера, вам потребуется принять необходимую высоту, для чего обратите внимание на всё тот же датчик авиагоризонта, в правой части которого указывается высота полёта, и при помощи ручного управления перейдите на указанную высоту, после чего, опять можно будет включить автопилот.
- Перед тем, как посадить самолёт , диспетчер авиавышки расскажет вам о том, как работать с закрылками и планками, которые обычно располагаются рядом с дросселями, и, готовясь совершить посадку самостоятельно, вам необходимо выпустить шасси самолёта. Для этого, отыщите соответствующий рычаг, располагаемый, как правило, в правой части центральной панели управления, который также обычно имеет соответствующую подпись.
Прежде чем совершить посадку, самолёт необходимо будет выровнять в направлении посадочной полосы, но об этом вам лучше всего расскажет только диспетчер. Затем, готовясь совершить посадку, необходимо будет приподнять носовую часть самолёта на угол порядка 7-15 градусов (в зависимости от типа самолёта).
Заходя на посадку, необходимо будет воспользоваться обратной тягой, бары управления которой располагаются сразу же за дросселями. В том случае, если обратная тяга в самолёте не предусмотрена, то максимально быстро потяните дроссель на себя, тем самым снизив его скорость до минимума.
Наконец, для того, чтобы самолёт начал торможение, вам потребуется нажать на верхнюю часть педали – она отвечает за тормоз, однако, учтите, что тормозить следует таким образом, чтобы самолёт не занесло на полосе.
Естественно, в действительности решение вопроса о том, как посадить самолёт, может быть не таким простым, как указано, но, тем не менее, принцип от этого нисколько не изменится.
