Наука и техника

Каждому, кто хоть раз летал на пассажирском самолёте, наверняка было интересно, что сейчас происходит и для чего это нужно. Постараемся ответить на некоторые из вопросов.


Довольно часто бывает, что первыми рассаживают тех, кто сидит в передней части салона, а затем – тех, кто сидит в хвосте. И это не прихоть авиакомпании – иначе самолет просто может перевернуться, даже не отъехав от терминала. Особенно это важно для тех самолетов, у которых двигатели находятся в хвосте и центр тяжести смещен далеко назад.

Например, на Ил-62 для предотвращения опрокидывания была предусмотрена дополнительная хвостовая опора и даже, более того, балансировочный водяной бак в передней части самолета. Впрочем, заднее расположение двигателей имеет и свои плюсы. Во-первых, это уменьшает уровень шума в салоне во время полета. Во-вторых, такие двигатели стоят выше, чем те, которые расположены под крыльями, и менее подвержены «засасыванию» посторонних предметов с взлетно-посадочной полосы.

И наконец, при отказе одного из двигателей самолет будет сохранять лучшую управляемость – за счет меньшего «плеча» его меньше разворачивает. Вместе с тем хвостовые двигатели имеют и достаточно серьезные минусы: их сложнее обслуживать (особенно в самолетах типа Ту-154 или MD-10, где двигатель размещен прямо в фюзеляже).

Кроме того, в этом случае используется Т-образный стабилизатор, который при увеличении угла атаки может попасть в вихревой след крыла, что чревато потерей управления.

Поэтому в современных самолетах двигатели стараются располагать под крыльями. Это дает серьезные преимущества – простой доступ к двигателям облегчает их обслуживание, а за счет равномерного распределения нагрузки можно упростить и облегчить конструкцию крыла.


Пассажиры рассажены и пристегнуты, самолет выруливает к началу взлетной полосы, и пилоты получают разрешение на взлет.

Посмотрите в иллюминатор: «распушенное» крыло производит незабываемое впечатление, хотя зрелище это – не для слабонервных. Выдвинутая механизация крыла изменяет его профиль, увеличивая подъемную силу и сокращая длину разбега. Почти сразу после того, как земля уходит вниз, отчетливо слышен негромкий гул: шасси убираются внутрь фюзеляжа или крыльев.

Но сначала нужно остановить тяжелые колеса, которые после отрыва от земли еще вращаются: гироскопический эффект создает большую нагрузку на механизм уборки шасси. Затем самолет слегка «просаживается». Но пугаться не нужно – это происходит в момент, когда складываются выдвижные элементы механизации крыла. При этом уменьшается подъемная сила крыла и его сопротивление, что позволяет достичь больших скоростей.


Во время набора высоты у пассажиров закладывает уши. Давление снаружи падает, и без кислородной маски уже на высоте больше 5–6 км (а полеты современных авиалайнеров проходят на высотах порядка 9–11 км) человек испытывает кислородное голодание, высотную декомпрессию и не способен выжить.

Поэтому салон самолета относительно герметичен, но все равно его нужно постоянно «поддувать». Давление в салоне меньше, чем «на уровне моря» (но не ниже 0,75 атм., это соответствует давлению воздуха на уровне 2400 м над уровнем моря), – и именно поэтому при наборе высоты (и падении давления) у пассажиров закладывает уши.

Почему нельзя облегчить жизнь пассажирам и поддерживать давление, соответствующее уровню моря? Это связано с прочностью материалов фюзеляжа. Один из первых пассажирских самолетов с герметичной кабиной – De Havilland Comet – наддувался почти до нормального атмосферного давления.

Однако через некоторое время последовала череда необъяснимых аварий – 4 самолета буквально развалились в воздухе. Один из них упал в Средиземное море, и когда спасатели подняли со дна обломки, оказалось, что самый большой фрагмент имел размеры всего около полуметра.

Проведенные исследования показали, что все эти катастрофы произошли из-за «усталости» металла: напряжения, возникающие из-за разницы давлений внутри и снаружи фюзеляжа, накапливаются и со временем способны разрушить самолет.

Однако прогресс не стоит на месте, и чем новее самолет, тем более совершенные материалы в нем использованы и тем ближе давление в салоне к нормальному. А в новом Boeing 787, в конструкции которого широко используются высокопрочные композиционные материалы, давление обещают поддерживать на «уровне моря» в течение всего полета.


Наконец гаснут таблички «пристегните ремни» и самолет переходит в горизонтальный полет – наиболее безопасную часть путешествия. Самое время встать с кресла, размять ноги, зайти в туалет. Кстати, хотим развеять широко распространенный «туалетный» миф.

Отходы в современных авиалайнерах вовсе не сбрасываются наружу. Они поступают в бак, из которого уже на земле выкачиваются специальной ассенизационной машиной. Поэтому кадр из фильма «Невероятные приключения итальянцев в России», когда паспорт, выброшенный в унитаз, прилипает снаружи к иллюминатору, – лишь выдумка сценариста.

Разумеется, нельзя и «выйти наружу». Обычные двери, через которые происходит посадка и высадка, в полете заблокированы. А двери аварийных выходов, открывающиеся внутрь, надежно удерживаются разницей давлений. Управлением в горизонтальном полете, как правило, заведует автопилот.

Да и вообще ручной режим пилотирования для современных самолетов крайне нехарактерен. Впрочем, называть его «ручным» тоже будет не совсем точно. Крайним (авиаторы не любят слово «последний») российским самолетом с настоящим ручным управлением был Ил-62: там механические тяги управления шли через весь самолет.

В дальнейшем управление стало дистанционным, с использованием гидравлики, но линейная зависимость (то есть прямая пропорциональность) между углом отклонения штурвала и углом отклонения управляющих плоскостей сохранилась. При этом летчик сам решает, насколько нужно повернуть штурвал, чтобы, скажем, наклонить самолет на тот или иной угол.

В самолетах последнего поколения уже нет штурвала как такового – лишь джойстик, наклоном которого задается угол отклонения непосредственно самолета, а все промежуточные вычисления выполняет компьютер.


Вновь загораются таблички «Пристегните ремни», и самолет начинает снижаться. Согласно статистике посадка – самый опасный этап полета. Вот уже видны огни аэродрома… Самолет снижает скорость, для сохранения подъемной силы выдвигаются элементы механизации крыла – в общем, все как на взлете, только в обратном порядке. Негромкий гул, самолет начинает легонько трясти – это выпущенное шасси создает нестабильность обтекания.

Вместе с шасси выдвигаются и автоматически зажигаются фары (обычно они установлены на стойках шасси). Казалось бы, зачем самолету фары? Авиаторы в шутку отвечают на этот вопрос так: «Чтобы пилот видел, куда лететь!»

И хотя, разумеется, фары используются при посадке и рулежке, на самом деле основная их задача – отпугивать птиц. При попадании птицы в двигатель последний, скорее всего, выйдет из строя, и это может вызвать даже падение самолета. Поэтому птицы – серьезная опасность: по данным ИКАО (Международной организации гражданской авиации), столкновения птиц с самолетами ежегодно наносит ущерб около $1 млрд.

Поэтому с птицами на аэродромах идет бескомпромиссная борьба: устанавливается аппаратура для отпугивания, специальные орнитологические службы занимаются отстрелом, в некоторых аэропортах (например, в Домодедово) даже используют специально обученных ловчих птиц.

Этой же цели служат нарисованные на коках (обтекателях) вентиляторов двигателей белые «запятые» – при вращении они создают отпугивающий «мигающий» эффект: птицы принимают его за глаза хищника (как и фары). Кроме фар самолет несет на себе аэронавигационные огни – для обозначения траектории полета и предотвращения опасного сближения с другими самолетами: на правом крыле – зеленый, на левом – красный, а на киле – белый.

Запомнить такое расположение просто – летчики шутят, что существует мнемоническое правило: «Справа от опытного командира сидит зеленый второй пилот». Кроме того, на фюзеляже и крыльях располагаются красные или белые проблесковые световые маяки.

А в последнее время авиакомпании стали при заходе на посадку подсвечивать и киль самолета – во-первых, улучшается видимость (для других самолетов), а во-вторых, какая-никакая реклама. И вот, наконец, колеса касаются полосы. Легкий дымок в первый момент сопровождает их переход от покоя к быстрому вращению. В этот момент пассажиры обычно аплодируют.

Однако радоваться рано: самолет все еще двигается со скоростью около 250 км/ч, и ему нужно погасить эту скорость до того, как 2–2,5-километровая полоса закончится. Да и вообще, авиаторы – народ суеверный, и до завершения полета вряд ли уместно проявлять какие-то эмоции (лучше поблагодарить бортпроводников при выходе из самолета).

Кстати, аплодисменты могут быть излишни еще по одной причине: при посадке пилот может и вовсе не участвовать в управлении! Современные авиалайнеры допускают полностью автоматическую посадку при нулевой видимости и автоматическое заруливание к терминалу (в аэропортах категории IIIC согласно стандартам ИКАО).

Правда, в России таких аэропортов пока нет. Определить, кто посадил самолет, довольно просто. Очень мягкая посадка – характерный признак ручного управления: пилот аккуратно «притирает» самолет к земле. Автоматическая посадка – более жесткая, потому что автопилот должен просто уложиться в допуски по максимальной вертикальной скорости. Чтобы затормозить, самолет оснащен сразу несколькими системами.

Первая – это воздушные тормоза – аэродинамические щитки, которые самолет «распушает» для увеличения сопротивления. Вторая – реверс двигателей (хотя, например, на Як-42 его нет). Третья система – собственно колесные тормоза.

Впрочем, были и более экзотические варианты: на некоторых старых самолетах (например, Ту-134 первых серий) использовались даже тормозные парашюты. Колесные тормоза на старых пассажирских самолетах – колодочные (автомобилисты назвали бы их барабанными), а на новых – дисковые (на самых новых моделях используются даже диски из композиционных материалов, как в Формуле-1), с гидравлическим приводом. Причем шасси в обязательном порядке оснащается антиблокировочной системой ABS. Собственно, в автомобиль эта система пришла из авиации – для самолета неравномерное торможение чревато заносом и сходом с посадочной полосы.



Источник: http://boltai.com/