Человечество издавна интересовал вопрос, как же так получается, что многотонный летательный аппарат легко поднимается к небесам. Как же происходит взлет и как летают самолеты? Когда авиалайнер движется на большой скорости по взлетной полосе, у крыльев появляется подъемная сила и работает снизу вверх.
При движении воздушного судна вырабатывается разница давлений на нижнюю и верхнюю стороны крыла, благодаря чему получается подъемная сила, удерживающая воздушное судно в воздухе. Т.е. высокое давление воздуха снизу толкает крыло вверх, при этом низкое давление сверху затягивает крыло на себя. В результате крыло поднимается.
Для взлета авиалайнера, ему необходим достаточный разбег. Подъемная сила крыльев увеличивается в процессе набора скорости , которая должна превысить предельный взлетный режим. Затем пилот увеличивает угол взлета , отводя штурвал к себе. Носовая часть лайнера поднимается вверх, и машина поднимается в воздух.
Затем убираются шасси и выпускные фары . С целью уменьшения подъемной силы крыла, пилот постепенно выполняет уборку механизации. Когда авиалайнер достигнет необходимого уровня, летчик устанавливает стандартное давление, а двигателям – номинальный режим . Чтобы посмотреть, как взлетает самолет, видео предлагаем просмотреть в конце статьи.
Взлет судна выполняется под углом . С практической точки зрения этому можно дать следующее объяснение. Руль высоты – это подвижная поверхность, управляя которой можно вызвать отклонение самолета по тангажу.
Рулем высоты можно управлять углом тангажа, т.е. изменять скорость набора или потери высоты. Это происходит вследствие изменения угла атаки и силы подъема. Увеличивая скорость двигателя, пропеллер начинает крутиться быстрее и поднимает авиалайнер вверх. И наоборот, направляя рули высоты вниз, нос самолета опускается вниз, при этом скорость двигателя следует уменьшать.
Хвостовая часть авиалайнера укомплектована рулем направления и тормозами на обе стороны колес.
Как летают авиалайнеры
Отвечая на вопрос, почему летают самолеты, следует вспомнить закон физики. Разница давлений воздействует на подъемную силу крыла.
Скорость потока будет больше, если давление воздуха будет низким и с точностью, наоборот.
Поэтому, если скорость авиалайнера большая, то его крылья приобретают подъемную силу, которая толкает воздушное судно.
Еще на подъемную силу крыла авиалайнера влияют некоторые обстоятельства: угол атаки, скорость и плотность потока воздуха, площадь, профиль и форма крыла.
Современные лайнеры имеют минимальную скорость от 180 до 250 км/час , при которых осуществляется взлет, планирует в небесах и не падает.
Высота полета
Какая же предельная и безопасная высота полета самолета.
Не все суда имеют одинаковую высоту полета , «воздушный потолок» может колебаться на высоте от 5000 до 12100 метров . На больших высотах плотность воздуха минимальная, при этом лайнер достигает наименьшего сопротивления воздуха.
Двигателю лайнера необходим фиксированный объем воздуха для сжигания, потому как двигатель не создаст нужной тяги. Также, при полетах на большой высоте, самолет экономит топливо до 80% в отличие от высоты до километра.
За счет чего самолет находится в воздухе
Чтобы ответить, почему самолеты летают, необходимо поочередно разобрать принципы его перемещения в воздухе. Реактивный авиалайнер с пассажирами на борту достигает несколько тонн, но при этом, легко взлетает и осуществляет тысячекилометровый перелет.
На движение в воздухе влияют и динамические свойства аппарата, конструкции агрегатов, формирующие полетную конфигурацию.
Силы, влияющие на движение самолета в воздухе
Работа авиалайнера начинается с запуска двигателя. Небольшие суда работают на поршневых двигателях, вращающих воздушные винты, при этом создается тяга, помогающая воздушному судну перемещаться в воздушном пространстве.
Большие авиалайнеры работают на реактивных двигателях, которые в процессе работы выбрасывают много воздуха, при этом реактивная сила приводит летательный аппарат к движению вперед.
Почему же самолет взлетает и находится долгое время в воздухе? Так как форма крыльев имеет разную конфигурацию: сверху округлая, а снизу плоская , то поток воздуха с обеих сторон не одинаковый. Сверху крыльев воздух скользит и становится разреженным, а давление его меньше, чем воздух снизу крыла. Потому, посредством неравномерного давления воздуха и форме крыльев, возникает сила, приводящая к взлету самолета вверх.
Но чтобы авиалайнер мог легко оторваться от земли, ему необходимо на высокой скорости совершить разбег по взлетной полосе.
Из этого следует вывод, чтобы авиалайнер беспрепятственно находился в полете, ему необходим движущийся воздух, который рассекают крылья и создает подъемную силу.
Взлет самолета и его скорость
Многих пассажиров интересует вопрос, какую скорость развивает самолет при взлете? Существует ошибочное представление, что скорость взлета для каждого самолета одинакова. Чтобы ответить на вопрос, какая скорость самолета при взлете, следует обратить внимание на немаловажные факторы.
- Авиалайнер не имеет строго фиксированной скорости. Подъемная сила воздушного лайнера зависит от его массы и длины крыльев . Взлет совершается тогда, когда при встречном потоке создается подъемная сила, которая на много больше массы самолета. Поэтому, взлет и скорость воздушного аппарата зависит от направления ветра, атмосферного давления, влажности, осадков, длины и состояния взлетной полосы.
- Чтобы создать подъемную силу и удачно выполнить отрыв от земли, самолету необходимо набрать максимальную взлетную скорость и достаточный разбег . Для этого требуются длинные взлетные полосы. Чем большегрузный самолет, тем требуются длиннее взлетно-посадочная полоса.
- Для каждого самолета существует своя шкала взлетных скоростей, потому что все они имеют свое предназначение: пассажирский, спортивный, грузовой. Чем легче самолет, тем взлетная скорость значительно ниже и наоборот.
Взлет пассажирского реактивного самолета Boeing 737
- Разбег авиалайнера по взлетной полосе начинается, когда двигатель достигнет 800 оборотов в минуту, пилот потихоньку отпускает тормоза и держит рычаг управления на нейтральном уровне. Затем самолет продолжает движение на трех колесах;
- Перед отрывом от земли скорость лайнера должна достигнуть 180 км в час . Затем летчик тянет рычаг, что приводит к отклонению щитков – закрылков и поднятию носовой части самолета. Далее разгон производится на двух колесах;
- После, с приподнятой носовой частью, авиалайнер разгоняется на двух колесах до 220 км в час , а затем производится отрыв от земли.
Поэтому, если вы хотите подробнее узнать, как взлетает самолет, на какую высоту и с какой скоростью, мы предлагаем вам эту информацию в нашей статье. Надеемся, что от воздушного путешествия вы получите огромное удовольствие.
Как только приземление самолета изучено на тренажере, пилот приступает к обучению на реальной машине. Посадка самолета начинается в тот момент, когда самолет оказывается в точке начала снижения. При этом от самолета до полосы должна быть выдержана определенная дистанция, скорость и высота. Процесс посадки требует от пилота максимальной концентрации. Пилот направляет машину в точку начала полосы, все время движения нос самолета держится немного приспущенным. Движение – строго вдоль полосы.
Первое, что делает пилот в самом начале движения на полосу – выпускает шасси и закрылки. Все это необходимо, в том числе и для того, чтобы заметно снизить скорость движения самолета. Многотонная машина начинает двигаться по глиссанде – траектория, по которой происходит снижение. По многочисленным приборам пилот постоянно следит за высотой, скоростью и темпом снижения.
Особенно важна скорость и темп ее снижения. По мере приближения к земле она должна уменьшаться. Нельзя допускать слишком резкого снижения скорости, равно как и превышение ее уровня. На трехсотметровой высоте скорость составляет примерно 300-340 км в час, на двухсотметровой высоте 200-240. Пилот может регулировать скорость движения самолета подачей газа, изменением угла закрылок.
Непогода при посадке
Как садится самолет при сильном ветре? Все основные действия пилота остаются те же. Однако посадить самолет при боковом или порывистом ветре очень сложно.Непосредственно у самой земли положение самолета должно стать горизонтальным. Чтобы касание было мягким, самолет должен снижаться медленно, без резкого сброса скорости. В противном случае он может резко удариться о полосу. Именно в этот момент непогода в виде ветра, сильного снега может доставить максимум проблем пилоту.
После того как произошло касание поверхности земли, газ нужно сбросить. Закрылки убираются, с помощью педалей самолет выруливается на место стоянки.
Таким образом, казалось бы, простой процесс приземления на деле требует большого мастерства пилотирования.
13 ноября 2016 года потерпел аварию истребитель МиГ-29К, входящий в состав авиакрыла тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов». Пилот катапультировался и его подобрал вертолет поисково-спасательной службы. Позже, 3 декабря потерпел аварию Су-33. Сразу же после этого было озвучено немало причин произошедшего, большая часть из которых не имеет никакого отношения к действительности.
Военный обозреватель Газеты.Ru Михаил Ходаренок разбирался, что же на самом деле случилось в Восточном Средиземноморье.
Для того, чтобы понять, что произошло с самолетом МиГ-29КР «Адмирала Кузнецова», надо понять как происходят на авианосце полеты и в особенности – посадка самолетов.
На палубе тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов» располагаются четыре троса аэрофинишера «Светлана-2». Обычно они лежат на палубе, но при посадке самолетов приподнимаются на 12 см. Первый трос расположен в 46 метрах от обреза полетной палубы (на американских авианосцах, кстати, это расстояние равняется 56 метрам, а десять метров в этом случае весьма и весьма немало). Расстояние между тросами – 12 метров.
Фото Леонида Якутина
Пилоту, совершающему посадку, надо зацепиться гаком самолета за второй трос (но лучше всего третий, четвертый – резервный). За первый нежелательно, поскольку в этом случае при посадке может произойти касание палубы корабля, поскольку авианесущий крейсер плюс ко всему в море подвержен качке, и это может сыграть свою негативную роль. Посадить самолет надо плюс-минус 3 метра от осевой линии полетной палубы. Но обычно от пилотов требуется точность плюс-минус один метр. А в целом посадку самолета надо произвести на площадку 36 на 6 метров. То есть надо попасть в прямоугольник именно такого размера. По сути дела, в пятачок очень небольшого размера.
Угол снижения самолета, совершающего посадку на палубу авианосца, составляет четыре градуса. Посадка осуществляется на высоких оборотах двигателей самолета, на режимах, близких к взлетным. Самолет при этом не выравнивается, как при посадке на стационарную бетонную взлетно-посадочную полосу. Газ двигателей убирается только после того, как самолет зацепился хотя бы за один трос аэрофинишера.
В противном случае для самолета исключается возможность ухода на второй круг. Вполне может быть и такая ситуация, при которой самолет совершил посадку, зацепился за трос аэрофинишера, убрал газ, и в этот момент трос порвался. А если пилот убрал газ – самолет уже не взлетит.
Фото Эдуарда Чаленко
Такой случай, к слову говоря, уже был на «Адмирале Кузнецове». Его иногда совершенно неправильно излагают следующим образом – «в сентябре 2005 года в Северной Атлантике утонул не сумевший сесть на «Адмирала Кузнецова» Су-33». При чем тут формулировка «не сумевший сесть», абсолютно непонятно. Наоборот, пилот тогда исключительно точно посадил самолет. А причина утраты истребителя в 2005 году – только порвавшийся трос аэрофинишера. Летчик катапультировался и остался жив.
Кстати, самолет гражданской авиации производит посадку под углом в 2 градуса 40 минут. На высоте 10-12 метров летчик приступает к выравниванию машины, а затем плавно касается полосы. Непосредственно для посадки самолета ему отводится 300-500 метров. А на авианосце длина пробега самолета в целом – всего 90 метров.
Когда самолет палубной авиации касается палубы, происходит достаточно сильный удар. Перегрузки в момент посадки составляют 4-5 g. Пилот получает весьма сильные нагрузки на позвоночник. Поэтому в день авиатор может совершать не более трех полетов. А лучше – не более двух. Профессиональное заболевание пилотов палубной авиации – отслаивание сетчатки глаза. Это тоже является следствием сильного удара самолета о палубу.
Фото Эдуарда Чаленко
Посадочная скорость самолета Су-33 – 240 км/час. А МиГ-29К – 250 км/час. Несмотря на сравнительно небольшое различие в скорости и значительно меньший посадочный вес, истребитель МиГ-29К гораздо чаще рвет посадочные тросы аэрофинишера авианосца. Это и произошло в ходе выполнения полетов 13 ноября 2016 года. В тот день с тяжелого авианесущего крейсера взлетело три МиГ-29КР. После выполнения полетного задания самолеты возвращались на авианосец. Посадка на палубу корабля в этом случае должна происходить с интервалом 3-4 минуты.
Первый истребитель произвел посадку без замечаний. Второй МиГ-29КР зацепился за второй трос аэрофинишера, порвал его, и в конечном итоге зацепился только за четвертый трос. Порванный второй трос запутался за третий и тем самым сделал невозможным использование его при посадке самолета. Некоторое время посадка самолетов на авианосец была в принципе невыполнимой.
В это время на глиссаде снижения находился третий истребитель МиГ-29КР. Поскольку команде авианосца потребовалось некоторое время, чтобы привести тросы аэрофинишеров в порядок, руководитель полетов дал команду пилоту третьего самолета уходить на второй круг. И вот при нахождении самолета в зоне ожидания с этим истребителем и случилась беда. У него попросту встали оба двигателя. В них, по самой последней версии, перестало поступать топливо. В этом случае реактивный самолет падает вниз как камень. Летчику оставалось только одно – катапультироваться, что он и сделал.
В некоторых источниках встречаются и такие тезисы – «выглядят несуразными нынешние попытки отрицать возможный человеческий фактор в случившемся падении МиГ-29 в Восточном Средиземноморье». Совершенно неверным выглядит и следующее утверждение – «главной проблемой для МиГ-29КР теперь является недостаток подготовленных пилотов для этого типа самолетов, а не технологические проблемы».
Все это не имеет никакого отношения к произошедшему в Восточном Средиземноморье. Присмотримся для начала к личности пилота истребителя МиГ-29КР, потерпевшего аварию. Звание летчика – полковник, это отнюдь не молодой лейтенант, недавний выпускник авиационного училища. К тому же по должности этот пилот – начальник службы безопасности полетов авиации Северного флота.
Авиатор уже совершил более 200 посадок на палубу тяжелого авианесущего крейсера и в недостатке его опыта как пилота палубной авиации сомневаться нет никаких причин. Помимо всего прочего, все сослуживцы отмечают, что это выдержанный, общительный, располагающий к себе и приветливый человек.
Фото Эдуарда Чаленко
Тут все дело тут в самолете. По большому счету, МиГ-29КР/КУБР вообще не стоило брать на боевую службу в Средиземное море. Машина находится еще на этапе испытаний, которые будут продолжаться до 2018 года. Истребитель еще толком не «прописался» на тяжелом авианесущем крейсере. Он значительно уступает по своим тактико-техническим характеристикам самолету Су-33, обладает рядом технических особенностей (к примеру, меньшей по сравнению с Су-33 летучестью).
Но война диктует свои правила. И на боевую службу пришлось брать и этот, до конца не освоенный и не доведенный до нужных кондиций самолет.
Фото Эдуарда Чаленко
Возникает вопрос – как установить точную причину аварии, если самолет ушел на дно Средиземного моря? Техническое решение этой проблемы не представляет большой сложности. Одно время на вооружении авиации ВМФ был палубный штурмовик Як-38, первый серийный в СССР самолет вертикального взлета и посадки. Машина, надо прямо сказать, необычайно аварийная. Этот самолет унес на тот свет немало строевых летчиков авиации ВМФ. Так вот, с тех времен все машины палубной авиации ВМФ оснащаются всплывающими буями. И определить место, где затонул самолет, потерпевший катастрофу или аварию, не представляет большого труда. Вполне возможно, что черные ящики – параметрический и бортовой самописцы – уже подняты со дна Средиземного моря. И точных ответов, по каким причинам произошла авария с МиГ-29КР 13 ноября 2016 года, ждать осталось недолго.
Попав в кабину самолета (это нетрудно сделать в авиационном музее), большинство людей восхищенно вздыхает, увидев массу кнопок, тумблеров, датчиков… Кажется, что для того, чтобы управлять этой махиной, нужно быть гением! Но на самом деле профессия пилота - это наука и опыт, ничего более. Конечно, в 21 веке многие процессы упрощены благодаря автопилоту. Но человек в кабине все же нужен. Например, для корректной посадки самолета.
Еще на 400 метрах над уровнем земли начинается заход на посадку: самолет «прицеливается» на взлетно-посадочную полосу (далее - ВВП), выпускает шасси (то есть «колесики»), подкрылки, закрылки, тормозит. Если по какой-то причине сесть после этого не удастся (например, из аэропорта просигналили о препятствиях на полосе, не включились сигнальные огни, на земле ливень с плохой видимостью), железная птица поднимется на второй круг.
Есть особая «высота принятия решения», после которой нельзя передумать и улететь вверх, нужно только спускаться вниз. Для большинства самолетов это 60 м.
Садиться самолет начинает после длительного снижения, когда до ВВП остается 25 метров. Впрочем, если судно легкое, оно начнет садиться и ниже - в 9 метрах от земли.
Вся процедура посадки до касания земли занимает всего 6 секунд:
- выравнивание: вертикальная скорость падает до ноля;
- выдерживание: угол «атаки» увеличивается;
- парашютирование: самолет тянет сила притяжения, подъемная сила крыла уменьшается, но не исчезает совсем, чтобы касание с землей было плавным;
- приземление: в зависимости от типа конструкции крылатой птицы, она касается ВВП или только передними шасси, или всем «комплектом» сразу (так называемое приземление на три точки).
Иногда один из этих процессов пропускается. Да, пилот может «проскочить» выдерживание или выравнивание - все, кроме самого приземления!
Более «специализированные» типы посадки
Если речь идет не о большом пассажирском «лайнере» и длинной полосе, а об ограниченной ВВП - скажем, о палубе авианосца, куда садятся истребители, при посадке пилоту помогают специальные девайсы.
На палубе того же авианосца натягиваются тормозные тросы. Истребитель стыкуется с ними особым крюком, и благодаря этому быстро тормозит и не улетает в океан со своей шаткой ВВП. Стоит заметить, что такая посадка осуществляется при включенном взлетном режиме самолета - вдруг трос подкачает или крюк промахнется, дорогущая машина просто взмоет в небо.
Что касается наземных ВВП, если они слишком короткие, некоторые самолеты выбрасывают там парашют - он усиливает торможение.
Посадка бывает также вынужденной
Иногда крылатая птица приземляется на запасном аэродроме. Но это - не вынужденная, а распланированная посадка.
Совершить вынужденное приземление пилота могут заставить не поддающиеся его контролю обстоятельства - например, серьезная поломка (такая, как отказ двигателей), при которой он должен в первую очередь думать о безопасности пассажиров.
В кино такие случаи выглядят эффектно (вспомните хотя бы «Приключения итальянцев в России»), а вживую страшновато. Хотя это только в отношении пассажиров, а слушать о таких событиях в новостях очень даже любопытно. Вспомним хотя бы о посадке А320 на речку Гудзон. Самолет не утонул, но пассажиры вынуждены были выбраться на крылья и там дожидаться катера спасателей.
Что и говорить, пилот, который произвел посадку в любых нелетных условиях, однозначно заслуживает звания супер профессионала!
Популярные вопросы пассажиров
- Почему закладывает уши во время посадки? Многие думают, что это зависит от скорости или высоты самолета. На самом деле виноваты во всем ЛОР-органы. То есть, если человек абсолютно здоров, он не заметит перемен. Если же у него даже немного наметилась простуда, уши может заложить.
- Лампочка «пристегните ремни» включается автоматически? Нет, за нее отвечает командир экипажа или второй пилот.
- Во время дождя посадка совершается не так, как всегда? Да, нужно жесткое приземление. Пассажиры при этом немного нервничают, но это делается для того, чтобы самолет остановился, где нужно - на полосе, а не в размокшем от воды поле за ней.
- На фото иногда видно, как самолет, садясь, касается полосы только одним колесиком. Выглядит страшно, однако это безопасно. Профессиональные пилоты даже специально используют подобный прием при сильном боковом ветре.
- Ну, а если самолет садится «носом вниз», то есть кабина очень резко опускается, то это уже не техника, а просто пилот попался не слишком опытный.
- Возможна ли полностью автоматическая посадка? Да. Но для ее достижения нужны два фактора: современные аппаратные системы во встречающем аэропорту и опытные пилоты в небе, которые запрограммируют свою «птичку» на такую посадку. Сделать это простой «кнопкой-универсалом» не получится, настройка самолета каждый раз производится, исходя из конкретной ситуации.
- Какой самый популярный тип посадки? Ручной. Его практикуют 85% российских пилотов, да и за рубежом он не менее популярен.
Вы все равно боитесь летать, и все еще думаете, что когда при посадке салон потряхивает, то все непременно погибнут? В таком случае вам просто показан просмотр этого видео. Вертолет садится на небольшую палубу корабля во время шторма. Из-за пляски волн суденышко кажется совсем утлым, палуба пляшет и постоянно виляет в сторону… Пилот справился (и такие ситуации в его работе - обыденность)! Вот что значит профессионализм!
Двигатель исправен, и самолет отруливает на стартовую позицию. Пилот ставит двигатель на малые обороты, механики уносят из-под колес козелки и поддерживают крылья за края.
Воздушное судно направляется на взлетно-посадочную полосу.
Взлет
На ВПП лайнер ставят против ветра, потому что так легче взлетать. Потом диспетчер дает разрешение на взлет. Пилот внимательно оценивает обстановку, включает двигатель на полные обороты и давит штурвал вперед, поднимая хвост. Авиалайнер увеличивает скорость. Крылья готовятся к подъему. И вот подъемная мощь крыльев преодолевает вес самолета, и он отрывается от поверхности земли. Некоторое время подъемная мощь крыльев наращивается, благодаря чему самолет набирает нужную высоту. При подъеме пилот держит штурвал немного отклоненной назад.
Полет
При достижении требуемой высоты пилот смотрит на альтиметр и потом сбавляет обороты двигателя, доводя их до уровня средних, чтобы лететь горизонтально.
Во время полета пилот наблюдает не только за приборами, но и за ситуацией в воздухе. Получает команды от диспетчера. Он сосредоточен и готов в любой момент оперативно отреагировать и принять единственное правильное решение.
Посадка
Перед тем как приступить к спуску летательного аппарата пилот сверху оценивает место посадки и сбавляет обороты двигателя, немного наклоняет самолет вниз и приступает к спуску.
За весь период спуска он постоянно делает расчет:
Как лучше осуществить посадку
В какую сторону лучше повернуть
Как осуществить заход, чтобы при посадке выйти против ветра
От правильного расчета на посадку в основном зависит и сама посадка. Ошибки при таком расчете могут быть чреваты поломкой воздушного судна, а иногда привести к катастрофе.
Когда земля приближается, самолет начинает планировать. Двигатель почти остановлен, и посадка начинается против ветра. Впереди самый ответственный момент – касание земли. Самолет на громадной скорости приземляется. Причем, меньшая скорость самолета в момент касания колес о землю, дает более безопасную посадку.
По мере приближения к земле, когда судно отделяют всего несколько метров, пилот медленно тянет назад штурвал. Это дает плавное поднятие руля высоты и горизонтальное положение самолета. При этом работа мотора остановлена и скорость постепенно уменьшается, поэтому и подъемная мощь крыльев тоже сводится на нет.
Пилот по–прежнему вытягивает штурвал на себя, при этом нос судна поднимается, а ее хвост, наоборот, опускается. Подъемная мощь для поддерживания самолета в воздухе иссякает, и его колеса мягко соприкасаются с землей.
Авиалайнер еще пробегает по земле некоторое расстояние и останавливается. Пилот добавляет обороты двигателю и рулит на место стоянки. Его встречают механики. Все этапы завершены успешно!
