Aterizare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
O aterizare Boeing 747-300 . Pe marginea din spate a aripii puteți vedea clapele coborâte

Aterizarea , în aeronautică , este faza de zbor în care un avion intră în contact cu solul. Avioanele aterizează de obicei pe aeroporturi unde pistele sunt special concepute pentru a face această fază delicată cât mai sigură posibil. Când aterizați pe un portavion se numește appontaggio ; când în schimb aterizați pe apă vorbim despre șanț ; aceeași operațiune efectuată pe Lună se numește aterizare pe Lună .

În marină: debarcarea este operațiunea de aducere a navei sau a oricărei nave pe uscat, intrarea în port sau atingerea ancorajului stabilit.

Descriere

Pentru a ateriza, trebuie să pierdeți treptat viteza și altitudinea, stabilind o coborâre la un unghi constant care duce la pragul pistei. Cu avioanele mari, clapetele sunt utilizate pentru a menține viteze mai mici, fără a se opri . Cu câțiva metri înainte de a atinge pista, pilotul efectuează manevra de conectare, adică reduce înclinația traiectoriei treptat trăgând joystick-ul spre el până când avionul este aproape paralel cu pista, prin inerție avionul parcurge câțiva metri orizontal și ușor atingeți pista mai întâi cu trenul de aterizare din spate și apoi cu cel din față. La aeronavele mai mari, spoilerele sau deflectoarele (uneori denumite incorect ca aerodinamice sau frâne cu aer ) sunt deschise după aterizare pentru a reduce ridicarea aripilor, pentru a obține o aderență mai bună cu solul și pentru a face acțiunea de frânare mai eficientă. Apoi este activat modul invers care împinge fluxul de aer al turbinelor înainte, inversând împingerea. Deci avionul încetinește și, în cele din urmă, frânele roților căruciorului sunt activate. Greutatea aeronavei face ca anvelopele să lase straturi subțiri de cauciuc pe pistă la contactul cu solul; acestea sunt îndepărtate periodic prin hidro-gumare pentru a evita acumularea excesivă de material.

Viteza de aterizare depinde de certificările diferitelor aeronave, dar o aeronavă medie, cum ar fi un Boeing 737 aterizează cu o viteză de aproximativ 130-140 de noduri (aproximativ 240-260 km / h), micul motor unic cu o viteză de aproximativ 50 -60 noduri (aproximativ 90-100 km / h), planori și ultraligere chiar și la o viteză mai mică.

În modelele de avioane anterioare, grație tehnologiilor moderne de aviație și „ Instrument Landing System (ILS, Landing Instrumental), sistemul de fază de abordare poate fi gestionat complet de pilotul automat fără ca șoferul să atingă cloche : această practică crește considerabil condițiile de siguranță în caz de vizibilitate slabă din cauza vremii nefavorabile sau a ceații . Cu toate acestea, aterizarea, cu excepția cazurilor rare, se face manual din motive de siguranță, deoarece pilotul ar fi mai reactiv decât pilotul automat în caz de urgență bruscă (forfecarea vântului, incursiuni pe pistă etc.).

Dacă o aeronavă este obligată să oprească o aterizare, de exemplu din cauza unui obstacol pe pistă sau distanței de oprire insuficiente și să decoleze din nou, vorbind despre circulație .

Teorie

În faza de aterizare, reglementările impun ca aeronava să ajungă la pragul pistei cu o înălțime minimă de 50 ft (15 m), de-a lungul unei căi drepte înclinate cu -3 ° spre orizont, care reprezintă calea radio definită de echipament. asistență în zbor; la o altitudine de aproximativ 40-50 ft (valoarea reală depinde foarte mult de tipul de aeronavă) pilotul efectuează manevra de flare (în conexiune italiană, în jargonul menționat ) în timpul căreia trece treptat de la traiectoria de coborâre la traiectoria orizontală. În cele din urmă, aeronava plasează trenul principal de aterizare mai întâi pe pistă și apoi roata din față (sau roata din spate în cazul unui tren de aterizare cu două cicluri ).

Schema fazelor teoretice ale unei aterizări

În acest moment, să vedem cum este schematizată această manevră pentru calcularea spațiilor de pistă necesare. De asemenea, în acest caz, așa cum se întâmplă pentru decolare, regulile împart spațiul în trei segmente

adică un segment în zbor ( ), un prim segment la sol ( , distanța de rotație) care corespunde fazei în care aeronava, cu trenul principal de aterizare deja la sol, aduce și trenul de aterizare la sol și, în final, un al treilea segment ( ) care corespunde decelerării aeronavei pe pistă. În ceea ce privește determinarea vitezei și distanțelor, vom face un raționament energetic, care, fără a intra în meritele acurateței obținute, va indica care sunt parametrii implicați.

La obstacolul critic , un obstacol imaginar care are o înălțime de 50 de picioare, se presupune că aeronava are o viteză , numită viteză de apropiere , egală cu

unde este este viteza de blocare calculată în configurația de aterizare, adică cu uneltele scoase și clapetele complet extinse. Când în diagrama noastră avionul atinge solul, viteza se numește viteza de impact și se presupune că este egală cu

.

Prin urmare, energia asociată aeronavei la începutul segmentului (adică la punctul A ) este

în timp ce energia asociată aeronavei la sfârșitul segmentului (adică la punctul B ) este

iar schimbarea energiei care va trece de la punctul A la punctul B va fi deci

și va fi egal cu postul

realizată de o forță pe care deocamdată o numim, într-un mod foarte generic, forța de întârziere , în care, în loc de distanța reală parcursă de-a lungul traiectoriei, am luat în considerare tocmai pentru că unghiul rampei este foarte mic și, prin urmare, aceste două distanțe sunt foarte aproape între ei. Prin urmare, din egalitate avem

.

Observăm că forța de întârziere este, de fapt, tracțiunea aerodinamică a aeronavei, F = D și, în plus, ținând seama întotdeauna de faptul că unghiul de rampă este mic, ecuația de susținere, care trebuie întotdeauna verificată, arată W ≈ P ; de la precedent avem deci

(unde E se numește eficiență aerodinamică, egal cu raportul dintre ridicarea aerodinamică și rezistența aerodinamică) și aceasta este relația care ne permite să aproximăm lungimea primului segment. Cel mai interesant element care derivă din precedent constă în faptul că în aceasta apare eficiența aerodinamică. Observăm cum este mai mare E și cu cât este mai mare spațiul utilizat în această fază; din punct de vedere fizic, acest lucru poate fi explicat luând în considerare faptul că eficiența aerodinamică poate fi văzută din punct de vedere fizic ca inversul unui coeficient de frecare, deoarece în această fază a zborului principala problemă este disiparea energiei, este imediat că cu cât mai mult configurația nu este foarte eficientă, din punct de vedere aerodinamic, și cu cât este mai puțin spațiu necesar pentru disiparea energiei pe care o are aeronava la începerea manevrei de aterizare. Din acest motiv, este destul de important ca în această fază clapetele să fie extrase la unghiuri maxime; de fapt, acest lucru nu va produce doar o creștere considerabilă a coeficientului maxim de ridicare , ceea ce permite reducerea vitezei implicate în manevră, dar va provoca, de asemenea, o creștere considerabilă a coeficientului de tracțiune care permite minimizarea spațiului utilizat.

În ceea ce privește faza de rotație, spațiul utilizat este calculat ca

în timp ce pentru al treilea segment, cel de la sol cu ​​toate cărucioarele, îl găsim (vezi partea referitoare la decolare )

unde este

.

Să analizăm diferiții termeni ai ecuației anterioare. În ceea ce privește tracțiunea, putem seta T ≤ 0, valorile negative ale tracțiunii sunt obținute prin intermediul sistemelor de inversare, cum ar fi inversorii de tracțiune (în engleză thrust reversal), accesoriile motorului, de obicei poziționate în partea din spate a nacelei, care este rotit în așa fel încât jetul să fie îndreptat înainte și exercită astfel o acțiune de frânare, care, în ceea ce privește tracțiunea inversă, poate ajunge până la 20 - 30% din tracțiunea maximă livrată de motor. De asemenea, găsim unele dintre aceste sisteme pe avioane militare, cum ar fi Tornado ; pe cele mai recente avioane cu motoare cu raport de diluare ridicat, din motive legate de performanța sistemelor mecanice destul de complexe implicate în acest tip de aplicații, sistemele de inversare funcționează în așa fel încât să acționeze doar asupra părții reci a fluxului, din acest motiv, eficacitatea este considerabil redusă.

În ceea ce privește termenul, pe de altă parte, știm că în cazurile de cale uscată valoarea coeficientului μ este în jur de 0,5; cu toate acestea, putem interveni asupra diferenței W - L : cu cât această diferență este mai mare, cu atât acțiunea de frânare va fi mai eficientă: deflectoarele sunt utilizate în acest scop: deflectoarele pot fi acționate de pilot sau automat de îndată ce senzorii sunt așezați pe trăsuri înregistrează greutatea aparatului cântărind pe cărucioare; unghiurile prin care sunt rotite deflectoarele ating aproape 90 °.

Efectul nu este doar cel al unei frâne cu aer (este de înțeles că există o creștere considerabilă a rezistenței), ci și cel al producerii separării fluxului pe o parte foarte mare a suprafeței aripii: în acest fel, ridicarea este redus considerabil, iar căruciorul este astfel mai încărcat, făcând astfel acțiunea de frânare pe roți mai eficientă.

Tehnica de aterizare

Apropierea unui Airbus A340
Apropierea unui Boeing 737

În timpul aterizării, indiferent dacă ambarcațiunea în cauză este un avion mic de pasageri sau un avion de linie mai mare, există mai multe etape comune de mare importanță.

Una dintre primele operațiuni de făcut în timpul coborârii aeronavei spre pistă, când aceasta se află deja în poziția Abordare finală , este extinderea clapelor , care permit, prin modificarea aspectului aerodinamic al aripii, o creștere a ridicării și mai presus de toate de rezistență , permițând dispozitivului să coboare de-a lungul aceleiași traiectorii la o viteză mai mică. Trenul de aterizare trebuie apoi extras, pentru aeronavele care sunt echipate cu un tren de aterizare retractabil, iar luminile de aterizare corespunzătoare trebuie să fie activate.

Aeronava coboară astfel spre sol cu ​​o viteză pe care pilotul trebuie să o mențină cât mai aproape posibil de așa-numitul Vref , sau viteza de referință pentru apropiere. Dacă aeroportul este atât de echipat și dacă vizibilitatea este suficientă, pilotul adoptă un unghi de coborâre pe baza direcțiilor de abordare a sistemelor luminoase ( sistem de iluminare de apropiere ) instalat pe părțile laterale ale pistei, cum ar fi sistemulPAPI sau POTS, acesta din urmă mai rar și mai ales în aeroporturile mici. Când aeronava se află la aproximativ 10 metri de pistă, pilotul automat activează manevra de „întârziere” pentru a înmuia contactul cu pista: puterea motoarelor este apoi redusă la minimum și nasul înclinat cu 7 grade, făcând astfel- numit touch down cu trenul de aterizare spate în cazul avioanelor cu tricicletă, deoarece cel din față atinge solul doar secundar. În cazul avioanelor de biciclete, atingerea este mai puțin apreciată, deoarece are ca unic scop de a înmuia impactul cu solul, iar avionul atinge solul mai întâi cu trenul de aterizare din față, fiind cel principal și nu cu cel din spate , care constă doar dintr-o roată de coadă mică.

În momentul atingerii, pilotul activează deflectoarele plasate pe aripi, dacă aeronava este echipată cu acestea, sau le înarmează chiar înainte de aterizare în așa fel încât la contactul cu pista să se extindă automat; cu toate acestea, nu toate aeronavele echipate cu deflectoare au, de asemenea, această particularitate menită să reducă timpul de reacție al pilotului. Ulterior, când toate vagoanele sunt în contact cu solul, inversoarele de tracțiune sunt activate, cu condiția ca aeronava să le aibă. În cele din urmă, pilotul acționează asupra frânelor mecanice ale cărucioarelor pentru a încetini și mai mult aeronava sau, în cazuri mai rare, pentru a o opri cu totul. În urma manevrei de aterizare, pilotul dezactivează inversoarele de tracțiune, nu mai sunt utile în manevra de rulare, retrage deflectoarele, clapetele și conduce încet aeronava către zona de aterizare indicată de turnul de control.

Montaj

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Avion la bord .
Montarea unui Hornet F / A-18C (VFA-105) pe USS Harry S. Truman (CVN 75)

Când aterizați la bordul unui transportator , se numește appontaggio. Pentru a ateriza pe un portavion, aeronava trebuie să fie echipată cu un cârlig de coadă care este folosit pentru a agăța unul dintre cele patru cabluri de oprire de pe punte. Este un sistem extrem de periculos, atât de mult încât aterizările sunt considerate ca accidente controlate : de fapt, avionul este frânat de la o viteză de aproximativ 250 km / h la 0 km / h în aproximativ 100 de metri , lungimea benzii de aterizare la bord. Pentru a face această fază mai sigură, portavionul se poziționează împotriva vântului și împinge motoarele la maxim, pentru a reduce viteza relativă a aeronavei față de navă.

O caracteristică curioasă a acestui tip de aterizare este necesitatea ca pilotul să dea clapeta completă, de asemenea, să aprindă post-arzătoarele în momentul contactului cu pista pentru a evita căderea în mare dacă nu este capabil să cupleze cablurile de oprire. De fapt, este posibil ca:

  1. pilotul poate ajunge „mult” din cauza erorilor de manevră sau a modificărilor bruște ale vântului
  2. oscilația portavionului în caz de mare agitată poate „coborî” puntea, făcându-i să lipsească cuplajul
  3. un cablu se poate rupe

Toate acestea sunt situații în care, evident, avionul nu poate fi oprit cu sistemele menționate mai sus. Nefiind capabil să se oprească, singura soluție pentru pilot este să închidă folosind viteza rămasă, neputând conta (spre deosebire de decolări) pe puterea catapultei. Doar după ce pilotul este sigur că a acționat cablurile de oprire, pilotul poate reduce accelerația complet (dar viteza de oprire este de așa natură încât accelerațiile sunt practic închise numai atunci când aeronava este staționară).

Aterizări în prezența vântului

Pentru a reduce viteza la sol, situația optimă de decolare și aterizare este vântul frontal . În cazul unui vânt de coadă, pista este utilizată în direcția opusă, astfel încât să fie întotdeauna împotriva vântului. În unele aeroporturi, din motive de mediu sau pentru a facilita fluxul de trafic, aterizarea este prevăzută și cu un vânt de coadă ușor, în acest caz vorbim de o pistă preferențială. „Schimbarea pistei”, adică trecerea la utilizarea pistei opuse, are loc atunci când vântul se apropie de o valoare determinată, în general 5 kn în coadă (de exemplu, pistele Rome Fiumicino 16 din motive de trafic, pistele Malpensa 35 pentru orografie ). Avioanele sunt certificate pentru a ateriza cu vânturi de 10 kn în coadă și, în unele cazuri, până la 15 kn în coadă. Aterizarea cu vântul din spate crește uzura frânelor și a anvelopelor supuse unei viteze mai mari, numărul de accidente datorate deplasării pe pistă crește și din cauza creșterii spațiului de aterizare necesar opririi.

În cazul în care există o pistă cu vânt transversal (numit vânt transversal) situația este mult mai complexă, vântul transversal crește ridicarea aripii de vânt, în timp ce fuselajul acoperă aripa de sub vânt, care dezvoltă mai puțină ridicare, pe toate părțile. imperativ este să mențineți aripa de vânt mai jos decât cea de sub vânt, pentru a evita o tendință puternică de rulare pe partea de sub vânt. Vântul maxim admis variază în funcție de modelul aeronavei și corespunde vântului dincolo de care comenzile utilizate la sfârșitul cursei nu permit menținerea controlului lateral. Numerele variază de la 15 kn pentru avioanele de linie la 35 kn pentru avioanele de linie. Tehnicile variază în funcție de tipul de aeronavă, în general sunt legate de masa aeronavei, în avioanele pilotul trebuie să stabilească o traiectorie care să conducă la pistă în linie dreaptă, este esențial ca în momentul atingerii centrul de greutate al aeronavei este aliniat cu axa pistei și direcția de mișcare a centrului de greutate este, de asemenea, aliniată, de fapt, datorită inerției ridicate după atingere, aeronava va continua inexorabil de-a lungul traiectoriei sale până când masa este complet descărcat pe roți. Pentru a seta această traiectorie dreaptă, este necesar să mențineți aripile nivelate și să se înclineze ușor împotriva vântului, altfel aeronava s-ar deplasa lateral în raport cu axa pistei. Această afecțiune se numește „crab” sau crab, doar pentru a vă aminti că mergeți lateral. Unghiul crabului (în jargonul de manevră) trebuie eliminat în timpul fazei de aterizare, astfel încât fuselajul și, prin urmare, trenul de aterizare să fie paralel cu axa pistei atunci când greutatea aeronavei este descărcată pe roți, cu una dintre următoarele tehnici:

a) Alunecare de aripă : pilotul pune piciorul împotriva vântului, adică folosește cârma cozii pentru a alinia nasul avionului cu pista. Condiția de comandă încrucișată este păstrată pe tot parcursul flarei. În realitate, această manevră nu trebuie să fie deosebit de oportună, deoarece dacă avionul este ușor înclinat cu aripa joasă pe partea vântului și are cârma complet întoarsă spre partea opusă, se poate proceda puțin lateral, ca un magazin cărucior, prin urmare, cu vântul transversal poate continua de-a lungul axei pistei cu arcul aliniat corect. Această manevră este obișnuită pe avioanele ușoare și, de asemenea, vă permite să pierdeți altitudinea foarte repede, deoarece face ca avionul să „cadă” pe o parte; deși este deosebit de impresionant, atât pentru pasageri, cât și pentru spectatori la sol, este foarte sigur, deoarece zborul normal poate fi reluat în orice moment.

b) de-crab: comenzile sunt acționate ca în alunecarea aripii, dar în timpul flăcării, acest lucru permite un control mai bun al profilului vertical în timpul aterizării, deoarece împingerea - echilibrul de rezistență nu se schimbă ca și în timpul alunecării aripii. Această tehnică este obișnuită pe avioanele de zbor și necesită o pregătire adecvată și cunoașterea modelului specific, în special în vânturi puternice și rafale. Piloții convertiți recent la modelul specific au, în general, o limitare de 50% a limitei admise de vânt transversal.

c) aterizarea crabului: la fel ca de-crabul, necesită o acționare promptă și măsurată a comenzilor încrucișate. Este utilizat pe aeronavele cu corp larg și permite aterizarea în condiții de crab. Pilotul compensează parțial vântul transversal cu comenzile încrucișate în timpul flarei și permite avionului să atingă fuzelajul care nu este încă aliniat cu axa pistei, înainte de a plasa roata din nas va fi necesar să se finalizeze alinierea. Tehnica este posibilă datorită unei structuri speciale a căruciorului principal, care permite o torsiune pe plan orizontal (similar cu volanele din spate ale camioanelor), în timp ce fuselajul este aliniat greșit, căruciorul se răsucește și continuă pe pista aliniată cu axa pistei. Unghiul maxim fuzelaj-pistă este de 7 ° pe B747, dar poate atinge 10 grade pe alte modele. Manevra este spectaculoasă, având în vedere dimensiunea vehiculului, în timp ce trenul de aterizare aterizează pe axa pistei, cabina de pilotaj este încă suspendată pe partea laterală a pistei înainte ca pilotul să finalizeze alinierea și aterizarea roții.

Odată ce avionul atinge solul, vântul împinge în derivă și tinde să-l transforme în vânt. Cu cârma, acționată de pedală, această tendință este corectată. Bara va fi menținută în vânt pe toată durata decelerării pentru a menține distribuția greutății pe roți constantă și, prin urmare, disiparea energiei cinetice de către frâne.

Aterizarea cu vânt transversal este deosebit de complicată cu avioanele cu tren de aterizare cu două cicluri, adică cu roata mică în spate în loc să fie în față.

Tipuri de aterizare

  • CTOL : Decolare și aterizare convenționale - decolare și aterizare convenționale (orizontale)
  • STOL : Decolare scurtă și aterizare - decolare scurtă și aterizare
  • STOVL : Decolare scurtă și aterizare verticală - decolare scurtă și aterizare verticală
  • VTOL : Decolare și aterizare verticale - decolare și aterizare verticale
  • V / STOL : Decolare și aterizare verticale și / sau scurte - decolare și aterizare verticale / scurte
  • VTOHL : Decolare verticală Aterizare orizontală - decolare verticală și aterizare orizontală
  • CATOBAR : Decolare asistată de catapultă, dar recuperare arestată - decolare asistată de catapultă, dar recuperarea arestată
  • STOBAR : Decolare scurtă, dar recuperare arestată - decolare scurtă, dar recuperare arestată


Aterizarea cu probleme

Bibliografie

  • Attilio Lausetti, Decolarea și aterizarea avioanelor, hidroavioanelor , Levrotto & Bella, 1992

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Thesaurus BNCF 39519 · LCCN (EN) sh85002834
Aviaţie Portalul aviației : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu aviația