Попадание самолета в непонятное пространственное положение

Пилот может потерять пространственное положение самолета в условиях ограниченной видимости   в следующих ситуациях.

 

Особенности аэродинамики воздушного судна.

Как правило, при сваливании  в условиях спокойной атмосферы машина медленно опускает нос и разгоняет скорость, выходя самостоятельно в летный диапазон скоростей, если при этом рули и элероны стоят нейтрально.  Вывод самолета в горизонтальный полет при этом несложен и описан в РЛЭ самолета.
В условиях турбулентной атмосферы сваливание может произойти с креном. Если при таком сваливании пилот отклонением элеронов попытается исправить крен,  то на опускающемся крыле угол атаки может увеличиться до закритического,  на этом крыле создадутся срывные условия и подъемная сила его резко упадет, что приведет к переходу в штопор. Отклонение руля направления в сторону, противоположную направлению вращения машины,  на малой скорости и больших углах атаки не прекратит вращения из-за малой эффективности «затененного» руля направления.
Пример: катастрофа Ту-154 в районе г. Учкудук. Экипаж в наборе эшелона допустил потерю скорости и сваливание самолета с высоты 11600 м. Если бы экипаж был готов к выводу из сваливания и действовал согласно РЛЭ, он  без особого труда справился бы с выводом в горизонтальный полет. Однако рядом беспорядочных действий органами управления самолет был введен в плоский штопор.

Таким образом, стремление пилота исправить крен  отклонением элеронов в начале сваливания приведет к обратному эффекту: вместо перехода на пикирование без крена самолет может войти в штопор, вывод из которого  пилотом, не имеющим практики полетов на пилотажных самолетах, весьма проблематичен.

При сваливании самолет находится на закритических углах атаки, при этом эффективность рулей и элеронов  мала, резко падает подъемная сила крыла. Необходимо как можно быстрее вывести самолет в диапазон летных углов атаки и скоростей, обеспечивающих устойчивость и управляемость воздушного судна. При немедленном отклонении руля высоты вниз, даже при значительном крене самолета, воздушное судно прежде всего выходит на летные углы атаки, при этом восстанавливаются летные качества крыла и оперения, а также  эффективность рулей и элеронов, что позволяет легко вывести самолет из крена и пикирования.
При внезапном попадании в спутный след за тяжелым воздушным судном самолет может получить значительный импульс вращения, способный перевернуть его на спину. В этом случае углы атаки остаются в летном диапазоне и эффективность рулей и элеронов достаточна для обеспечения управляемости. Если угол крена превысил 90о и самолет продолжает вращаться вокруг продольной оси, вполне возможно энергичным отклонением элеронов в сторону вращения «помочь» самолету продолжить  вращение и совершить полный оборот на 360о. При этом неизбежно опускание носа и переход на крутое пикирование к концу вращения. 
Пример: катастрофа самолета Як-40 в а/п Ташкент. При взлете самолет попал в спутный след   взлетевшего непосредственно перед ним самолета Ил-76. Для вывода из внезапно создавшегося перевернутого положения пилоту не хватило ни времени, ни приборной скорости, ни высоты.

Если же при крене около 90о попытаться отклонением элеронов в сторону, противоположную вращению, убрать крен, самолет энергично опустит нос в сторону крена  и перейдет в крутую нисходящую спираль, опасную быстрым разгоном скорости за пределы,  допустимые РЛЭ. При этом угловая скорость вращения самолета относительно невелика, зато приборная скорость нарастает очень быстро, а высота катастрофически уменьшается.

Вывод из крутой нисходящей спирали  производится последовательными действиями:  выводом из крена при помощи элеронов и выводом из пикирования плавным отклонением руля высоты вверх. При этом самолет хорошо управляем за счет высокой скорости, а значит, эффективности рулей и элеронов. Начинать вывод из крутого пикирования можно, не дожидаясь выхода самолета из крена, а как только пилот по авиагоризонту определит, что вывод из крена производится в правильную сторону.
Действия рулями при выводе должны быть своевременными и энергичными. Однако  следует опасаться резкого взятия штурвала на себя при выводе из пикирования во избежание выхода воздушного судна на закритические углы атаки.
Пример: катастрофа Ту-154 в а/п Иркутск. Экипаж допустил сваливание самолета в развороте с глубоким креном на малой скорости на высоте 800 м и при выводе из пикирования, опасаясь близкой земли, резким взятием штурвала на себя вывел самолет на закритические углы атаки, что привело к повторному сваливанию и штопору.

Используемые на большинстве самолетов авиагоризонты с индикацией типа «вид с самолета на землю» требуют от пилота повышенного внимания и в условиях острого дефицита времени способствуют потере пространственного положения экипажем.
Пример: катастрофа самолета А-310 в районе г. Междуреченска. КВС посадил на свое пилотское кресло несовершеннолетнего сына и, показывая действия органами управления, допустил самопроизвольное несигнализируемое отключение автопилота; при этом экипаж не заметил плавного перехода в глубокий крен. При попытке ребенка освободить рабочее место отца, он непроизвольно использовал педаль управления как упор. Самолет вошел в  штопор, и приборная скорость стала  нарастать, а высота быстро уменьшалась. Экипаж потерял пространственную ориентировку из-за неудовлетворительной наглядности авиагоризонта по крену («вид с самолета на землю»).   Ориентируясь на большие показания вертикальной скорости по вариометру, периодическим взятием штурвала на себя пилоты препятствовали стремлению самолета к опусканию носа и разгону скорости, и хотя предприняли запоздалые меры по выводу самолета из штопора, но высоты не хватило.

Отказ авиагоризонта типа «застывание показаний» на малой высоте опасен вероятностью непроизвольного ввода самолета пилотом в глубокий крен на первом развороте.
Пример: катастрофа самолета Ту-104 в а/п Внуково. На первом развороте пилот продолжал отклонять штурвал, ожидая изменений показаний авиагоризонта по крену. В результате самолет опустил нос в сторону создавшегося глубокого крена, вошел в режим снижения, и высоты не хватило.

Внезапное отключение автопилота с накопившейся ошибкой несбалансированных усилий по крену может привести к энергичному броску самолета в сторону стремления освободившихся рулей.

Пример: катастрофа самолета Ту-154 в районе г. Хабаровска. Отсутствие контроля экипажем порядка  выработки топлива из групп баков привело к нарастанию кренящего момента, который парировался автопилотом до предела его возможностей. Затем автопилот внезапно отключился, и самолет вошел в глубокий крен с опусканием носа. Действия экипажа по определению пространственного положения самолета и по выводу его в нормальный полет оказались запоздалыми, и самолет вошел в отвесное пикирование, для вывода из которого не хватило высоты.

Пилот должен помнить: глубокое пикирование, особенно на самолетах со стреловидным крылом, приводит к очень энергичному росту приборной скорости, а значит, и вертикальной. Запас высоты уменьшается очень быстро, и ее может не хватить для вывода.

Летные ограничения согласно РЛЭ.

При попадании самолета в непонятное пространственное положение пилоту трудно выдержать параметры полета в пределах летных ограничений РЛЭ. За то время, которое требуется пилоту для определения  положения самолета в пространстве, а также принятия решения о выводе в нормальный полет и выполнения действий по выводу, воздушное судно может превысить допустимые по РЛЭ угол крена, а также максимально допустимую  приборную скорость и число «М». В процессе вывода возможно превышение максимально допустимой эксплуатационной перегрузки, а также непреднамеренный выход на критический угол атаки.
Практика показывает, что превышение максимально допустимого крена  при наличии достаточной высоты и скорости полета не приводит к катастрофическим последствиям и требует только четких действий пилота по выводу из крена.
Превышение  максимально   допустимой   по   РЛЭ приборной скорости в пределах V max/max при выводе из пикирования вполне безопасно; дальнейшее превышение скорости может привести к деформации конструкции и даже разрушению самолета. Поэтому вывод из пикирования следует производить на режиме полетного малого газа, по возможности энергично, но не превышая предельно допустимую по РЛЭ эксплуатационную перегрузку.
Превышение максимально допустимого числа «М» на выводе из снижения опасно возможностью затягивания самолета в пикирование и нарушения управляемости, характерного для явлений сверхзвукового обтекания и сжимаемости воздуха.
Превышение максимальной перегрузки при выводе из пикирования может привести к деформации конструкции самолета, а, кроме того – к выходу на закритические углы атаки с последующим сваливанием.
Пример: на снижении Ту-154 в Московской зоне из-за невключения экипажем обогрева ППД произошел отказ указателя скорости, показания стали уменьшаться, и в облаках пилот непреднамеренно ввел самолет в крутое снижение. При выводе была создана большая перегрузка, самолет  получил недопустимую деформацию, списан. 

Поэтому распределение внимания в процессе вывода самолета из пикирования требует от пилота строгого учета зависимости темпа взятия штурвала на себя от роста приборной скорости,  запаса оставшейся высоты, текущей перегрузки и запаса по сваливанию.

 

Методика вывода самолета из непонятного пространственного положения.

Вывод самолета из непонятного пространственного положения заключается в следующих действиях.

 

Определение пилотом положения самолета в пространстве осложняется рядом следующих факторов:

Определение текущих параметров полета зависит от:

При отказе одного указателя скорости необходимо использовать второй   указатель,
а также указатель угла атаки; кроме того, можно использовать данные ДИСС (указатель путевой скорости). В первый момент важно определить  не величину скорости, а – в летном ли диапазоне находится самолет, обеспечивается ли управляемость?
Показания вариометра необходимо соотнести с изменением высоты на высотомерах. Логично предполагать, что в непонятном пространственном положении самолет стремится не вверх, а вниз, а значит, если вариометр показывает набор высоты – это очень быстрое снижение, что подтверждается и быстрым уменьшением показаний высотомеров.
При отказе авиагоризонта для определения примерной величины крена рекомендуется использовать ЭУП. Однако необходимо помнить, что ЭУП показывает не величину крена, но – сторону разворота самолета, а значит, сторону крена. Отклонение «лопаточки» прибора адекватно  величине угловой скорости вращения машины относительно вертикальной оси. Если пилот затрудняется в определении крена  по остальным авиагоризонтам, первоначальные действия по выводу из крена (при условии полета на летных углах атаки) производятся отклонением элеронов в сторону, противоположную отклонению стрелки ЭУП, до тех пор, пока угловая скорость вращения не уменьшится и «лопаточка» установится вертикально.

Наиболее оптимальные и безопасные действия по выводу воздушного судна в режим нормального полета заключаются в следующем.

  1. Немедленно вывести самолет на летные углы атаки отдачей штурвала от себя, независимо, определено или нет пространственное положение самолета и его летные параметры.
  2. Убедиться, что самолет летит в диапазоне скоростей, обеспечивающем его управляемость, а значит, вывод в нормальный полет.
  3. Если скорость нарастает, немедленно установить двигателям режим малого газа.
  4. Определить сторону крена и его величину, используя все возможные приборы.
  5. В зависимости от величины крена, угловой скорости вращения самолета вокруг продольной оси и приборной скорости полета отклонением штурвала вывести самолет из крена, либо помочь ему довернуться на 360о.
  6. Немедленно после устранения крена начать плавный вывод из пикирования, учитывая запас оставшейся высоты, приборную скорость, запас по сваливанию и перегрузке.

Практика   испытательных   полетов   показала,  что  в  большинстве случаев пилот,
попавший в непонятное пространственное положение, рефлекторно берет штурвал на себя. Это может привести к быстрому выходу на закритические углы атаки и сваливанию в непонятном положении самолета.
Таким образом, при непонятном пространственном положении самолета  необходимо обезопасить себя от двух первых, самых коварных желаний:

 

Практические действия при попадании в непонятное пространственное положение самолета:

 

Литература:

 

Исполнил начальник ЛМО                                                                   В.В. Ершов