Lot z wyłączonymi elementami sterującymi - Flight with disabled controls

Zdarzyło się kilka incydentów i wypadków lotniczych, w których powierzchnie sterowe samolotu zostały wyłączone, często z powodu awarii układów hydraulicznych lub systemu sterowania lotem . Inne incydenty miały miejsce, gdy urządzenia sterujące nie działały poprawnie przed startem, z powodu konserwacji lub błędu pilota, a sterowanie może przestać działać z powodu ekstremalnych warunków pogodowych. Samoloty nie są przeznaczone do latania w takich okolicznościach, jednak niewielka liczba pilotów odniosła pewne sukcesy w lataniu i lądowaniu samolotów z wyłączonymi urządzeniami sterującymi.

Techniki kontroli

Podstawowym sposobem sterowania statkiem powietrznym z wyłączonym sterowaniem lotem jest wykorzystanie położenia silników. Jeśli silniki są zamontowane poniżej środka ciężkości , jak w odrzutowcach pasażerskich, to zwiększenie ciągu spowoduje podniesienie nosa, a zmniejszenie go obniży. Ta metoda sterowania może wymagać działań kontrolnych, które są sprzeczne z instynktem pilota : kiedy statek powietrzny jest w nurkowaniu, dodanie ciągu spowoduje podniesienie nosa i odwrotnie.

Dodatkowo do sterowania kierunkiem zastosowano ciąg asymetryczny: jeśli lewy silnik pracuje na biegu jałowym, a moc zostanie zwiększona po prawej stronie, spowoduje to odchylenie w lewo i odwrotnie. Jeśli ustawienia przepustnicy pozwalają na ich zmianę bez wpływu na całkowitą moc, wówczas kontrolę odchylenia można połączyć z kontrolą nachylenia. Jeśli statek powietrzny odchyla się, skrzydło na zewnątrz tego ruchu zbaczania będzie poruszać się szybciej niż skrzydło wewnętrzne. Tworzy to większą siłę nośną na szybszym skrzydle, powodując ruch toczenia, który pomaga wykonać zwrot.

Wykazano, że kontrolowanie prędkości lotu jest bardzo trudne tylko przy sterowaniu silnikiem, co często skutkuje szybkim lądowaniem. Szybsze niż normalne lądowanie występuje również wtedy, gdy klapy nie mogą zostać wysunięte z powodu utraty hydrauliki.

Kolejnym wyzwaniem dla pilotów zmuszonych do latania statkiem powietrznym bez sprawnych powierzchni sterowych jest uniknięcie trybu niestabilności Phugoida (cyklu, w którym samolot wielokrotnie wznosi się, a następnie nurkuje), który wymaga ostrożnego używania przepustnicy.

Ponieważ ten rodzaj sterowania samolotem jest trudny do osiągnięcia dla ludzi, naukowcy podjęli próbę zintegrowania tej zdolności sterowania z komputerami samolotów typu fly-by-wire . Wczesne próby dodania możliwości do prawdziwych samolotów nie zakończyły się sukcesem, ponieważ oprogramowanie zostało oparte na eksperymentach przeprowadzonych w symulatorach lotu, w których silniki odrzutowe są zwykle modelowane jako „doskonałe” urządzenia z dokładnie takim samym ciągiem na każdym silniku, liniowa zależność między przepustnicą ustawienie i ciąg oraz natychmiastowa reakcja na wejście. Bardziej nowoczesne systemy komputerowe zostały zaktualizowane w celu uwzględnienia tych czynników, a samoloty z powodzeniem latały z zainstalowanym tym oprogramowaniem. Jednak pozostaje rzadkością w samolotach komercyjnych.

Wypadki i incydenty z udziałem komercyjnych statków powietrznych

Elementy sterujące uszkodzone w wyniku awarii silnika

  • Lot 5055 Polskich Linii Lotniczych LOT , Iljuszyn Ił-62 M, 9 maja 1987 r. Według polskiej komisji śledczej przyczyną katastrofy był rozpad wału silnika z powodu wadliwych łożysk w silniku nr 2, który zatarł się, powodując rozległe ciepło. To z kolei spowodowało uszkodzenie silnika nr 1, szybką dekompresję kadłuba i pożar w ładowni, a także utratę sterowania windą i postępujące awarie elektryczne. Zygmunt Pawlaczyk podjął decyzję o powrocie na Lotnisko Okęcie Warszawa, używając jedynie trymerów do sterowania lotem samolotu. Przegrał walkę o lądowanie około 5 km od pasa startowego w Lesie Kabackim. Zginęło wszystkich 172 pasażerów i 11 członków załogi.
  • United Airlines Flight 232 , McDonnell Douglas DC-10 , 19 lipca 1989 r. Dysk wentylatora w silniku nr 2 pękł, odcinając większość elementów sterujących. Dennis Fitch , groźny instruktor DC-10, który badał przypadek JAL Flight 123 , był w stanie pomóc pilotom sterować samolotem za pomocą mechanizmu różnicowego przepustnicy. Pomimo zerwania samolotu podczas lądowania, przeżyło 175 z 285 pasażerów i 10 z 11 członków załogi.
  • Lot 130 linii lotniczych Baikal Airlines , Tupolew Tu-154 , w dniu 3 stycznia 1994 r. Podczas uruchamiania silników przed startem piloci zauważyli lampkę ostrzegawczą sygnalizującą niebezpieczny obrót rozrusznika w silniku nr 2. Wierząc, że ostrzeżenie jest fałszywe, i tak zdecydowali się wystartować. Podczas początkowego wznoszenia rozrusznik zawiódł i wybuchł pożar w silniku nr 2. Pożar uszkodził wszystkie trzy przewody hydrauliczne, przez co samolot stracił kontrolę. Po 12 minutach, w których załoga próbowała kontrolować ślizgającą się trajektorię samolotu, ostatecznie rozbił się na farmie mlecznej w pobliżu miasta Mamony z prędkością 500 km / h, zabijając wszystkie 125 osób na pokładzie i jednego człowieka na ziemi.
  • Eastern Air Lines Flight 935 , Lockheed L-1011 TriStar , 22 września 1981 r. Uległ nieskrępowanej awarii silnika nr 2 podczas startu z Newark, NJ. Załoga była w stanie bezpiecznie wylądować samolotem na międzynarodowym lotnisku Johna F. Kennedy'ego przy ograniczonym wykorzystaniu zewnętrznych spojlerów, wewnętrznych lotek i stabilizatora poziomego, a także różnicowej mocy pozostałych dwóch silników.

Elementy sterujące uszkodzone w wyniku awarii konstrukcyjnej

  • Turkish Airlines Flight 981 , McDonnell Douglas DC-10 , w dniu 3 marca 1974 r. Podobnie jak American Airlines Flight 96 , podczas lotu nad miastem Meaux we Francji podczas lotu nastąpiła gwałtowna dekompresja , spowodowana awarią tylnych drzwi ładunkowych. Tylna podłoga kabiny zapadła się i oderwała wszystkie urządzenia sterujące lotem. Kiedy samolot zaczął nurkować w pionie, kapitan zawołał „Speed!” co oznacza zwiększenie ciągu silnika, aby podciągnąć dziób samolotu do góry. Samolot zaczął wyrównywać poziom, ale stracił zbyt dużą wysokość i uderzył w las Ermenonville . Wszystkie 346 osób na pokładzie zginęło w wyniku uderzenia i stała się to najgorsza katastrofa samolotu bez ocalałych, a także czwarta pod względem śmiertelności liczba zgonów lotniczych w historii.
  • Delta Air Lines Flight 1080 , 12 kwietnia 1977 r., Lockheed L-1011 Tristar doznał usterki strukturalnej zespołu łożysk sterującego lewym stabilizatorem samolotu, co spowodowało zacięcie się w konfiguracji z pełną krawędzią spływu do góry. Samolot gwałtownie wzniósł się w górę i piloci nie byli w stanie przeciwdziałać sile pochylenia nawet po całkowitym wciśnięciu kolumny sterowej w dół. To spowodowało, że samolot gwałtownie stracił prędkość i prawie się przeciągnął. Pilotowi udało się odzyskać kontrolę, używając tylnego silnika Tristara z maksymalną mocą i zmniejszając ciąg silników skrzydeł w celu wygenerowania ciągu różnicowego. Samolot wylądował na międzynarodowym lotnisku w Los Angeles , a wszystkich 41 pasażerów i 11 członków załogi nie zostało rannych.
  • American Airlines Flight 191 , McDonnell Douglas DC-10 , 25 maja 1979 r. Awaria pylonu montażowego silnika nr 1 i późniejsze oddzielenie silnika od samolotu spowodowało zerwanie przewodów hydraulicznych i uszkodzenie układu elektrycznego. Lamele lewego skrzydła cofnęły się na skutek utraty ciśnienia hydraulicznego i sił aerodynamicznych, podczas gdy listwy prawego skrzydła pozostały wysunięte. Uszkodzony układ elektryczny uniemożliwił działanie wskaźników cofnięcia listew i drążka drążka na jarzmie , więc załoga nie została powiadomiona o cofnięciu się listwy ani o zbliżającym się przeciągnięciu. Wszystko 271 na pokładzie zginęło, a także dwa na ziemi na lotniska O'Hare w Chicago , Illinois .
  • Japan Airlines Flight 123 , Boeing 747 , 12 sierpnia 1985 r. Wadliwa naprawa sprzed lat osłabiła tylną przegrodę ciśnieniową samolotu, która uległa awarii w locie. Pionowy stabilizator i wiele samolotu usterzenie ogonowe został zboczyła podczas dekompresji. Dekompresja spowodowała również zerwanie wszystkich czterech przewodów hydraulicznych, które sterowały mechanicznym sterowaniem samolotu. Piloci mogli nadal latać samolotem z bardzo ograniczoną kontrolą, ale po 32 minutach samolot uderzył w górę, zabijając 520 z 524 osób na pokładzie w najbardziej śmiertelnej katastrofie lotniczej w historii.
  • Air Transat Flight 961 , Airbus A310 , 6 marca 2005 r., Katastrofalna awaria konstrukcji: ster oderwał się od samolotu z głośnym hukiem. Piloci odzyskali wystarczającą kontrolę, aby bezpiecznie wylądować samolotem.

Elementy sterujące uszkodzone przez urządzenie / broń wybuchową

Sterowanie uszkodzone przez błąd pilota

  • Pan Am Flight 845 , Boeing 747 , 30 lipca 1971 r. Podczas startu z międzynarodowego lotniska w San Francisco samolot uderzył w system świateł podejścia po kołowaniu na zbyt krótki pas startowy. Po uderzeniu samolot kontynuował walkę startową, chociaż jego kadłub, podwozie i 3 z 4 układów hydraulicznych zostały poważnie uszkodzone. Po wykonaniu pełnego kręgu nad Oceanem Spokojnym przez godzinę i 42 minuty oraz zrzuceniu paliwa, samolot wykonał twarde awaryjne lądowanie w San Francisco, kończąc na ogonie. Wszystkich 218 pasażerów przeżyło z kilkoma drobnymi obrażeniami.

Wypadki związane z lotami eksperymentalnymi

Ekstremalnie zimno

Monochromatyczne zdjęcie dwupłatowca zaparkowanego na lotnisku z mężczyzną opartym o kadłub z rękami w kieszeniach
XCO-5 eksperymentalny biplanu obserwację wysokości lotu w testach

10 października 1928 r. Fotograf armii amerykańskiej Albert William Stevens i kapitan St.Clair Streett , szef oddziału latającego dywizji materiałowej Korpusu Powietrznego Armii Stanów Zjednoczonych , polecieli eksperymentalnym dwupłatowcem XCO-5, aby ustanowić nieoficjalny rekord wysokości dla samolotów przewożących więcej niż jedna osoba: 11,538 m (37854 stóp); mniej niż 300 m poniżej oficjalnego rekordu wysokości dla jednej osoby. Stevens zrobił zdjęcia ziemi poniżej, ocieplonej elektrycznie podgrzewanymi rękawiczkami i wieloma warstwami ubrań. Na tej wysokości mężczyźni zmierzyli temperaturę -78 ° F (-61 ° C), wystarczająco niską, aby zamrozić sterowanie samolotu. Kiedy Stevens skończył pracę z aparatem, Streett odkrył, że kontrolki samolotu były unieruchomione w zimnie, a Streett nie był w stanie zmniejszyć przepustnicy podczas zniżania. Silnik samolotu nadal pracował na wysokim poziomie mocy niezbędnym do utrzymania dużej wysokości. Streett rozważał nurkowanie z pełną mocą, ale XCO-5 nie został zbudowany do tak gwałtownych manewrów - jego skrzydła mogły zostać odcięte. Zamiast tego Streett zaczekał, aż wyczerpie się paliwo, a silnik się zatrzymał, po czym wyprowadził delikatny samolot w dół w łagodnym poślizgu i wylądował na martwym punkcie . Artykuł o tym wyczynie ukazał się w Popular Science w maju 1929 roku, zatytułowany „Stranded — Seven Miles Up!”

Konserwacja / błąd pilota

  • Konstruktor samolotu Roy Chadwick zginął 23 sierpnia 1947 roku podczas katastrofy podczas startu prototypu Avro Tudor 2 , G-AGSU , z lotniska Woodford. Wypadek był spowodowany błędem podczas nocnej obsługi serwisowej, podczas której przewody sterujące lotkami zostały przypadkowo skrzyżowane.
  • Lot X-15 3-65-97 , lot testowy NASA pilotowany przez Michaela J. Adamsa w dniu 15 listopada 1967 r. Adams zginął po tym, jak zakłócenie elektryczne spowodowało pogorszenie kontroli lotu w jego północnoamerykańskim X-15 podczas wznoszenia. Na wysokości 230 000 stóp X-15 wszedł w obrót o wartości 5 machów. Adams użył minimalnych ręcznych elementów sterujących, które miał, wraz z dodatkowymi urządzeniami sterującymi, aby spróbować awaryjnego lądowania w Rogers Dry Lake , ale służył tylko do wprowadzenia samolotu w oscylację indukowaną przez pilota i odwrócone nurkowanie o wartości 3,93 Macha. Samolot zaczął się rozpadać 10 minut i 35 sekund po starcie, niszcząc X-15 i natychmiastowo zabijając Adamsa.

Badania lotu kontrolowanego przez napęd

Samolot sterowany napędem MD-11 (PCA) po raz pierwszy ląduje pod silnikiem dopiero 29 sierpnia 1995 r. W Dryden Flight Research Center NASA w Kalifornii.

Personel NASA w Dryden Flight Research Center pracował nad projektem systemu sterowania samolotem, wykorzystując jedynie ciąg silników. System został po raz pierwszy przetestowany na McDonnell Douglas F-15 Eagle w 1993 roku, pilotowanym przez Gordona Fullertona . System został następnie zastosowany w samolocie McDonnell Douglas MD-11 , a Fullerton wykonał swoje pierwsze lądowanie sterowane napędem w sierpniu 1995 r. Późniejsze loty odbywały się z centralnym silnikiem pracującym na biegu jałowym, więc system można było przetestować przy użyciu dwóch skrzydeł. silniki, symulując bardziej powszechny układ samolotu.

Bibliografia

Uwagi

Bibliografia