- Род Мачадо

Как-то раз в пятом классе учительница вызвала меня к доске и попросила перечислить части речи. Я вышел, повернулся к классу и невозмутимо сказал: "Губы, язык, легкие и кислород". Это был явно не тот ответ, которого она от меня ждала.

Речь состоит из частей. Авиация тоже состоит из составляющих. Основных составляющих - четыре. Мы уже изучили две из них: горизонтальный полет и разворот. Теперь изучим две оставшиеся - набор высоты и снижение.

Одним из крупнейших авиационных заблуждений является мнение о том, что самолет набирает высоту, благодаря излишку подъемной силы. Это все равно, что утверждать, будто намазав лосьон для рук на поверхность топливного бака, можно добиться исключительной мягкости посадок.

Самолет набирает высоту, благодаря запасу мощности двигателя. Чтобы понять это, вспомните пример с автомобилем.

Движущаяся в гору машина и набирающий высоту самолет похожи. Единственное отличие в том, что вы (пилот) сами можете выбирать уклон горы, на которую взбираетесь. Для этого используется руль высоты (рассмотренный на предыдущем занятии).

На ровном участке дороги максимальная скорость автомобиля при полной мощности двигателя составляет 65 миль в час (Рисунок 3-1, автомобиль А).

Рисунок 3-1 Мощность и угол подъема. Даже на полном газу автомобиль теряет скорость при увеличении наклона холма.

Мы начинаем подниматься по холму (автомобиль В), и скорость падает до 50 миль в час. При увеличении угла наклона холма скорость падает до 40 миль в час. Ограниченной мощности машины не хватает для преодоления ветрового сопротивления и скатывающей составляющей веса. Поэтому автомобиль и теряет скорость при увеличении крутизны подъема. Усталой старой машине поможет быстрее взобраться на гору более мощный двигатель или новый дизайн кузова (с меньшим лобовым сопротивлением).

То же самое происходит и с самолетом, поднимающимся на воздушную "гору".

Допустим максимальная скорость нашего самолета на полном газу при горизонтальном полете составляет 120 миль в час (Самолет А на рисунке 3-2).

Рисунок 3-2. Мощность, угол набора и скорость. Даже на полном газу (максимальный режим работы двигателя) самолет теряет скорость при попытке взобраться на крутой холм. Пилоты регулируют угол набора (крутизну холма) с помощью выбора такого пространственного положения самолета, при котором сохраняется какое-то конкретное значение горизонтальной скорости.

Рычаг управления двигателем самолета можно сравнить с педалью газа в автомобиле, только рычагом вы управляете с помощью рук: перемещаете от себя, чтобы увеличить мощность, или на себя, чтобы уменьшить ее. Если тягу руля высоты слегка потянуть на себя, нос самолета поднимется (самолет B). Самолет начнет идти на пологую горку, и его скорость упадет, скажем, до 80 миль в час, как и у автомобиля. Если угол подъема будет более крутым (самолет C), скорость упадет до 70 миль в час. Мы не сможем подняться в такую гору быстрее, чем со скоростью 70 миль в час, потому что у нас нет запаса мощности (тяги).

С увеличением угла набора высоты воздушная скорость будет продолжать падать, так же как и скорость автомобиля. На этом, однако, аналогия с автомобилем заканчивается. Самолет должен выдерживать минимальную поступательную скорость, чтобы оставаться в воздухе за счет подъемной силы своих крыльев. Никогда не задумывались, для чего самолетам нужна взлетная полоса? Для того же, что и прыгунам в длину. Самолеты (и спортсмены) должны набрать определенную скорость, прежде чем отрываться от земли.

Такая минимальная поступательная скорость называется скоростью сваливания самолета. Это очень важный показатель, который меняется в зависимости от веса, положения закрылков, установки мощности и угла крена. Скорость сваливания также зависит от вида самолета. (Пожалуйста, не волнуйтесь - позже я покажу, как определить, что вам грозит сваливание.) Пока скорость самолета выше скорости сваливания, генерируемая подъемная сила будет компенсировать его вес, и самолет сможет лететь.

Если скорость сваливания самолета C (см. рис. 3-2) - 60 миль в час, то даже небольшое увеличение угла набора высоты приведет к недопустимому снижению подъемной силы. Это и называется сваливанием. Если оно произошло случайно, то вызывает простейшую словесную реакцию типа: "Ух ты!", "Ой-ой!", "А-а-а!!!" или же "Надо бы мне отрегулировать свои чакры". (У летных инструкторов, наверное, установлены специальные биофильтры, не позволяющие подобным возгласам вырываться в тех редких случаях, когда вы нечаянно отправляете самолет в штопор.) Нечего и говорить, что на настоящем самолете пассажиры, услышав такие звуки, зарекутся летать с вами снова. Поэтому мы посвятим это занятие тому, чтобы узнать все о сваливании и поупражняться в нем (естественно, сохраняя контроль над полетом).

Главное, что нужно усвоить: самолеты с большим запасом мощности (например, реактивные истребители) могут набирать высоту под крутыми углами, а менее мощные самолеты должны следовать по более пологой траектории.

Тот факт, что набор высоты обеспечивается за счет увеличения тяги, а не подъемной силы крыльев, позволяет сделать ряд любопытных заключений. Например, если что-то мешает двигателю развить достаточную мощность, это не позволит вам достичь максимальной скорости подъема. К числу возможных факторов снижения вырабатываемой мощности относятся большая высота и высокая температура. Мощности также будет не хватать, если вы не даете полный газ, но с этим, полагаю, все понятно.

В этом месте у вас должен возникнуть важный вопрос. Я, разумеется, говорю не о тех глубоко философских вопросах типа "С каким звуком воспламеняется топливо в цилиндре?" или "Если самолет жестко садится в лесу, где этого никто не слышит, то возникает ли звук в действительности?" Нет, правильный вопрос - "Как определить подходящий уклон "холма", на который должен взобраться мой самолет?" Давайте разберемся.

Оптимальный режим набора высоты с гарантированным превышением скорости сваливания обеспечивается при определенном положении самолета в воздухе (крутизне холма). Определить правильное положение для набора высоты можно по указателю воздушной скорости.

Прибавляя мощность для набора высоты (на небольших самолетах - как правило, давая полный газ), вы корректируете угол тангажа до тех пор, пока воздушная скорость не достигнет величины, необходимой для подъема. На самолете "Цессна Скайхок SP" (модель 172), который мы используем на занятиях, мы будем всегда выполнять набор высоты на скорости 75 узлов. Иногда, впрочем, пилоты поднимаются с чуть более высокой скоростью. Но это не потому, что они хотят быстрее добраться до места. Просто так у них будет лучше обзор.

Если поднять нос самолета, это приведет к уменьшению скорости; если опустить нос, скорость возрастет. От положения носа - то есть выбранного уклона "холма" - зависят показания индикатора воздушной скорости. В отличие от простых смертных, передвигающихся по земле, пилоты сами решают, насколько крутой должна быть преодолеваемая ими воздушная гора (естественно, в разумных пределах). Даже вы, не обладая большим опытом, сможете определить правильный уклон холма (положение носа), посмотрев в переднее окно, - необязательно полагаться только на указатель скорости. Когда я был пилотом-курсантом, мне вообще казалось, что добиться нужного положения стрелки указателя скорости нереально. В юности я не отличался хорошей координацией. Мои рефлексы были настолько замедлены, что меня как-то чуть было не задавили двое парней, толкавших машину со спущенным колесом. Я живой пример тому, что можно быть компетентным пилотом, даже не обладая координацией и рефлексами 13-летней олимпийской чемпионки по гимнастике.

Снижение

В то время как автомобиль благодаря силе тяги двигателя поднимается в гору, сила тяжести тянет его вниз. Если убрать ногу с педали газа, машина поедет вниз со скоростью, зависящей от крутизны горы. Чем она круче, тем быстрее машина скатится. На более пологом холме скорость будет меньше. Если склон совсем пологий, то для движения вперед потребуется приложить некоторую силу.

Самолеты тоже могут двигаться "вниз по склону", не расходуя мощности (рис. 3-3).

Рисунок 3-3. Снижение самолета

Достаточно опустить нос, и вы полетите, можно сказать, без малейших усилий (на самом деле это не так, но не будем вдаваться в подробности). Корректируя угол тангажа с помощью руля высоты, вы можете снижаться на любой (разумной) скорости.

Теперь вы знаете ответ на вопрос, который наверняка возникает у любого пассажира, впервые летящего на самолете: "А что если двигатели остановятся?" Самолет полетит как планер, а не как камень.

В отличие от набора высоты, при снижении скорость можно гибко варьировать. Следует, впрочем, учитывать множество факторов: прямую видимость, охлаждение двигателя, воздействие турбулентных потоков на корпус. (Все эти аспекты подробно рассматриваются в моем "Справочнике пилота-любителя", который можно найти на моем веб-узле. К нему можно перейти по ссылке со страницы "Разрабатывая Flight Simulator".)

Однако при выполнении последней фазы захода на посадку (так называемого полета в глиссаде) необходимо выдерживать определенную воздушную скорость. Обычно эта скорость не менее чем на 30% выше скорости сваливания самолета. При подготовке к приземлению чрезмерная воздушная скорость или неадекватные усилия на рычаги управления часто затрудняют мягкую посадку (что дает пилотам немало поводов для подшучивания друг над другом).

Начало набора высоты

Какое удовольствие летать, если ограничиваться одними разговорами и ничего не делать? Итак, посмотрим, из каких действий складывается переход в набор высоты. Предположим, вы выполняете горизонтальный полет в крейсерском режиме на скорости 100 узлов. Для перехода в набор высоты требуется поднять нос до соответствующего положения и одновременно прибавить мощность. После этого следует как можно быстрее устремиться вверх, чтобы воспользоваться, помимо прочего, благоприятными ветрами и удобным обзором. Поэтому на "Цессне-172" для набора высоты всегда включайте полный газ. Затем с помощью триммирования по тангажу удерживайте самолет в этом положении.

Как только вы начнете поднимать нос, вы заметите, что воздушная скорость упадет и вариометр покажет набор высоты. Это верный признак того, что вы набираете высоту. Есть еще один: это когда люди, оставшиеся на земле, начнут казаться муравьями (если только вы и вправду не смотрите на муравьев).

На рис. 3-4 самолет набирает высоту на скорости 85 узлов по 500 футов в минуту.

Рисунок 3-4

Путь наверх

Как утверждают специалисты, наша "Цессна-172" эффективнее всего набирает высоту на скорости 74 узла. Так как у самолета на рис. 3-4 скорость 85 узлов, спрашивается, как его притормозить до 74 узлов, продолжая при этом подъем на полном газу?

Ответ прост: нужно поднять нос самолета (увеличить крутизну холма подъема) чуть выше положения для набора высоты. Держите его так и следите за указателем воздушной скорости. Слегка увеличьте или уменьшите тангаж, пока стрелка указателя не достигнет 74 узлов (75 тоже сойдет). Будьте терпеливы: у самолета большая инерция, при изменении тангажа новая скорость устанавливается не мгновенно.

Для поддержания скорости 75 узлов при наборе высоты необходимо, чтобы авиагоризонт показывал угол тангажа примерно 13 градусов (см. рис. 3-5).

Рисунок 3-5

(Сейчас мы будем контролировать тангаж и крен по авиагоризонту, так как на летном тренажере трудно разглядеть линию настоящего горизонта над приборной доской.) На шкалу авиагоризонта нанесены вертикальные деления через каждые 5 градусов, т. е. они обозначают углы тангажа 5, 10, 15 и 20 градусов (снизу вверх). Тангаж 13 градусов - это чуть ниже третьего деления.

Разумеется, тангаж при наборе высоты может немного варьироваться. Главное - так его подобрать, чтобы добиться нужной скорости подъема.

Вальс в воздухе

Теперь вы посвящены в секреты набора высоты. Следуйте стандартной процедуре: поднимите нос примерно до 13 градусов тангажа, включите полный газ и триммируйте самолет для сохранения этого положения. Все очень просто. После этого слегка скорректируйте тангаж (буквально на один-два градуса), чтобы выйти на нужную скорость. Представьте себе набор высоты в ритме вальса: раз-два-три, раз-два-три... или тангаж-газ-триммер (правда, у меня вальс вызывает другие ассоциации - я только и делаю, что извиняюсь: "Ой, простите, опять наступил вам на ногу"). Измените тангаж, измените режим газа и сбалансируйте самолет в новом положении.

Конечно, можно выбрать для набора высоты и чуть более высокую скорость. Так лучше видно поверх приборной доски (в частности, проще следить за другими самолетами). Когда быстрый и эффективный набор высоты необязателен, подберите воздушную скорость, обеспечивающую оптимальный темп подъема и одновременно хороший вид над приборной доской.

Кто высоко летает...

Если все время набирать высоту, не выйдет ли в конце концов самолет за пределы атмосферы? Вообще-то нет, но тем не менее вам следует научиться снижаться.

Опять сравним снижение самолета со спуском с горы на автомобиле. Когда машина начинает идти под уклон, вы обычно убираете ногу с педали газа и съезжаете вниз накатом. Машина в итоге набирает скорость, зависящую от крутизны склона. Чем круче гора, тем выше скорость спуска, на пологих холмах скорость меньше. То же самое происходит и с самолетами.

На рис. 3-6 показан самолет, летящий на малом газу.

Рисунок 3-6

Можно сказать, что этот самолет как бы спускается с холма по инерции. Воздушная скорость здесь стабилизирована на уровне 80 узлов. Давайте изменим крутизну холма.

Изменение тангажа меняет скорость

Посмотрим, как небольшое изменение тангажа влияет на воздушную скорость. Если, не трогая триммер, немного опустить нос (сделать спуск более крутым), вы сможете выбрать положение, обеспечивающее скорость 90 узлов. Сделайте это, сверяясь с авиагоризонтом. Слегка скорректировав тангаж (на полградуса, на градус или даже на два) и затем зафиксировав его, вы заметите, что скорость возросла.

В конечном итоге указатель скорости покажет 90 узлов, а авиагоризонт - угол тангажа, аналогичный показанному на рис. 3-7.

Рисунок 3-7

Если вы намерены снижаться на этой скорости, оттриммируйте самолет для сохранения такого положения.

Если бы вы решили поднять нос (сделать спуск более пологим), вы бы выбрали положение, обеспечивающее воздушную скорость 70 узлов. На рис. 3-8 показано, при каком тангаже достигается эта скорость.

Рисунок 3-8

Так контролируется воздушная скорость при снижении. Увеличьте или уменьшите угол тангажа по вертикальным делениям шкалы авиагоризонта. Сделайте небольшую поправку и посмотрите, каким будет результат. Помните, что вам понадобится терпение, так как самолет не сразу меняет скорость.

Очень важно уметь управлять самолетом путем корректировки тангажа, особенно готовясь к посадке. Ведь при заходе на посадку вам придется лететь на разных скоростях. Изменяя тангаж, вы сможете снижаться с любой скоростью. Не забудьте об использовании триммера для того, чтобы удерживать самолета в нужном положении и, следовательно, выдерживать нужную скорость.

Ну хорошо, уговорили. Теперь несколько слов об изменении скорости снижения.

Изменение скорости снижения

Что если вы хотите снижаться на той же воздушной скорости, но с чуть более низкой скоростью снижения (по вариометру)? Что ж, придется применить силу. (Я имею в виду всего лишь мощность двигателя - никакой грубой силы!) Режим газа имеет самое непосредственное отношение к скорости снижения.

При скорости 80 узлов на малом газу самолет снижается со скоростью примерно 700 футов в минуту, как показано на рис. 3-9.

Рисунок 3-9

Предположим, например, что вы заходите на посадку и вам нужно сбросить скорость снижения, чтобы вписаться в ВПП. Что вы делаете? Прибавляете газ, увеличивая обороты двигателя, скажем, до 1800 в минуту, и слегка изменяете тангаж, чтобы идти на скорости 80 узлов. При необходимости используется триммер.

Показания приборов будут выглядеть примерно так (рис. 3-10).

Рисунок 3-10

При таком небольшом увеличении мощности самолет снижается со скоростью 300 футов в минуту. Разумеется, если прибавить газ, снижение прекратится. Если еще увеличить мощность, самолет перейдет в горизонтальный полет или даже начнет набирать высоту на скорости 80 узлов.

На этом этапе подготовки нам следует договориться, как вы будете управлять самолетом. Регулировать скорость снижения (показываемую вариометром) вы должны путем изменения режима газа (с помощью РУД). Выдерживать определенную воздушную скорость вы будете по углу тангажа (контролируемому с помощью штурвала). При наборе высоты вы всегда должны использовать максимально допустимую мощность (как правило, полный газ), меняя с помощью штурвала положение самолета для достижения нужной скорости. Поскольку вы уже знакомы с процедурами набора высоты и снижения, попробуем соединить эти знания с навыками, полученными на занятии 2.

Чтение показаний высотомера Рисунок 3-14 На рис. 3-14 изображен обычный высотомер, устанавливаемый в большинстве самолетов. На нем вы видите две стрелки и точку, обозначающую высоту самолета в десятках тысяч футов. Короткая толстая стрелка показывает высоту в тысячах футов, длинная тонкая стрелка отмечает сотни футов. Чтобы вам стали понятнее показания высотомера, воспринимайте его как обычные часы. Например, если высотомер A на рис. 3-14 был бы циферблатом часов, сколько времени он бы показывал? Правильно, 3 часа. Но это все же не часы: он показывает высоту 3000 футов. Длинная стрелка (сотни) указывает нулевое число сотен футов, а средняя (тысячи) - 3 тысячи футов. Если бы высотомер B был часами, сколько было бы на нем времени? Половина четвертого - 3:30. Но, будучи высотомером, он показывает "половину четвертой" тысячи, то есть 3500 футов. Длинная стрелка (сотни) указывает на 500 футов, а средняя (тысячи) - между 3000 и 4000, итого получается высота 3500 (500 плюс 3000). Сколько времени показал бы высотомер C в качестве часов? Примерно без четверти семь. А точнее, длинная стрелка (сотни) показывает 800 футов, средняя (тысячи) - чуть меньше 7000 футов. Итак, получается высота 6800 футов (800 плюс 6000). Все довольно просто, не так ли? И наконец, взглянем на высотомер D как на часы. Сколько здесь времени? На первый взгляд 3:00, но обратите внимание на маленькую точку. Она сдвинулась чуть дальше деления 1, а это говорит о том, что к значению, показываемому стрелками, следует прибавить 10000 футов. Следовательно, высотомер D показывает высоту 13000 футов.

Новый поворот

Предположим, что мы хотим совместить подъем и снижение с разворотом. А именно, попробуем при наборе высоты войти в разворот на 20 градусов с правым креном, а затем перейти в горизонтальный полет. Вот как это можно сделать.

Сначала начинаем набор высоты. Увеличьте тангаж до 13 градусов, как показано на рис. 3-11, включите полный газ и затем триммер.

Рисунок 3-11

Теперь переходим в крен. Здесь есть небольшой секрет: для определения тангажа будем ориентироваться по оранжевому шарику авиагоризонта. Так как оранжевые крылья не будут выровнены по линии горизонта, индикатором тангажа будет служить оранжевый шарик, а индикатором крена - оранжевый указатель авиагоризонта.

При наборе высоты (да и при снижении) лучше всего начинать выравнивание, находясь в 50 футах от требуемой высоты. Такой запас позволит избежать "недобора" и "перебора" при выходе на нужную высоту. Чтобы выровнять самолет на высоте 4000 футов, переходите в горизонтальный полет, когда высотомер покажет 3950 футов. В этот момент вы опускаете нос и выходите на уровень горизонтального полета.

Кстати, режим газа по-прежнему остается на максимуме, и это хорошо. Дайте самолету набрать крейсерскую скорость (если только вы не планируете специально лететь медленнее). Затем уменьшите обороты примерно до 2200 (крейсерский режим).

Когда воздушная скорость стабилизируется, триммируйте самолет на этой высоте, как показано на рис. 3-12.

Рисунок 3-12

Вот так это и делается. Хотите верьте, хотите нет, - это не самый простой маневр. Помните главное правило: менять положение самолета (например, из горизонтального полета в набор высоты) следует в ритме вальса - раз-два-три... тангаж-газ-триммер. Вы корректируете тангаж до известной величины, обеспечивающей набор высоты (13 градусов для подъема на скорости 80 узлов). Затем изменяете режим газа (на наших занятиях набор высоты выполняется на полном газу). И наконец, для удержания самолета в этом положении используется триммер. Весь секрет любого изменения положения самолета - в формуле "тангаж-газ-триммер".

Поворачиваем вниз

Предположим, вы летите на высоте 4000 футов и хотите снизиться до 2500 футов, выполняя левый разворот с креном 20 градусов. Чтобы усложнить этот маневр, выполните его на скорости 90 узлов. Делается это так.

Сначала вы входите в разворот влево на 20 градусов. Затем убавляете обороты до малого газа. (В режиме малого газа РУД переведен назад до упора и двигатель работает на холостом ходу.)

Затем вы опускаете нос до положения, которое, как вы надеетесь, позволит идти на скорости 90 узлов. (Обратите внимание: когда вы убавите газ, нос автоматически будет стремиться опуститься самостоятельно. Поэтому вам, вероятно, придется немного взять штурвал на себя, чтобы не снижаться слишком быстро.) Поскольку положительный угол тангажа 3 градуса дает скорость 80 узлов, то, возможно, 1 градуса будет достаточно, чтобы набрать 90 узлов. Помните: поскольку вы идете в развороте, ориентиром для тангажа будет служить оранжевый шарик авиагоризонта, как показано на рис. 3-13.

Рисунок 3-13

Достигнув высоты 2550 футов (с 50-футовым упреждением до 2500), переведите самолет в положение, соответствующее горизонтальному полету. Затем прибавьте газ до перехода в крейсерский режим (2300 оборотов в минуту) и после стабилизации скорости воспользуйтесь триммером. "Тангаж-газ-триммер" - помните?

Теперь вы знаете, как выполнять набор высоты, разворот, снижение и горизонтальный полет. То есть теоретические основы вы усвоили. Теперь вам понадобится практика. Отпускаю вас в свободный полет! Щелкните ссылку "Начать учебный полет" и поупражняйтесь в полученных навыках.

Наше следующее занятие будет посвящено полетам на низких скоростях - таких, на которых вы заходите на посадку. Мы узнаете все о маленьких хитростях, помогающих удачно приземлиться на ВПП.

Щелкните ссылку Начать учебный полет и поупражняйтесь в полученных навыках.

Эффект вертушки Детская вертушка на палочке крутится потому, что на нее дует поток воздуха. Винты самолета, если вы еще не заметили, - это всего лишь большие вертушки для больших детей. Эффект вертушки является причиной того, что установленное число оборотов двигателя меняется при изменении воздушной скорости. То есть когда вы устанавливаете новый режим двигателя, число оборотов меняется по мере изменения скорости. Почему? Воздушный винт реагирует на изменение скорости так же, как вертушка реагирует на ветер. Это заставляет винт вращаться быстрее или, наоборот, не дает ему раскрутиться в полную силу, пока скорость не стабилизируется. Поэтому обороты часто приходится переустанавливать один или два раза, чтобы добиться нужного режима. Эффект вертушки характерен для винтов с фиксированным шагом (именно такими оснащен наш учебный самолет). Позже вы узнаете о воздушных винтах с регулятором постоянных оборотов, позволяющих менять шаг для поддержания определенного числа оборотов.