Урок 2: Управление энергией

Лететь сейчас

 

Род Мачадо

Представьте себе, что вы сидите на спине разъяренного быка, открываются ворота и вас приветствует толпа зрителей. Вы держитесь за загривок изо всех сил, проклиная тот день, когда стали вегетарианцем. Хороший стейк вам бы сейчас не помешал, потому что тот "стейк", на котором вы сидите, очень зол и не желает вам ничего хорошего. По прошествии нескольких минут, которые вам показались часами, вас снимают с быка какие-то клоуны и всем весело.

Так какое это имеет отношение к управлению реактивным самолетом? Без понимания того, как правильно управлять энергией, вы почувствуете себя в самолете, как тот смельчак, что отважился оседлать разъяренного быка, особенно когда дело дойдёт до приземления и остановки на ВПП. Единственное, чего здесь не будет это клоунов. Как и управление животными, управление реактивным самолетом требует понимания того как распорядится его энергией.

Снижение

Мы осветили основные вопросы того, как поднимать самолет в воздух и как выйти в режим ГП на высоте крейсерского полёта. А теперь у вас, наверное, возник вопрос, как снижаться так, чтобы перед посадкой оказаться с правильной скоростью, на правильной высоте и в правильной точке пространства. Когда полет подходит к стадии снижения, нужно выполнить несколько важных процедур, чтобы прийти в нужное время в нужное место (видимо, под нужным местом у Рода понимается ТВГ, точка входа в глиссаду). Перед тем, как начинать собственно снижение, экипаж самолета должен выполнить следующие действия:

  • Спланировать, когда начинать снижение (рубеж начала снижения).
  • Получить информацию ATIS и другую важную информацию, касающуюся захода на посадку и приземления.
  • Рассчитать (или прикинуть) посадочный вес самолета.
  • Определить угол выпуска закрылков и критические скорости (Vref) которые потребуются при приземлении.
  • Определить, на какую полосу будете приземляться, какие схемы для этого придётся работать, какой тип захода (визуальный, ВОР, ИЛС или другой).
  • Сообщить экипажу об особенностях захода и посадки.
  • Выполнить контрольную карту снижения (Descent checklist).

Планирование снижения

Планирование снижения задача не тривиальная. Она требует строгой экспертизы — но я расскажу вам главное из того, что потребуется для получения самых приятных в Симуляторе Полетов ощущений. Так что начнем обсуждение планов снижения.

Самолеты, оснащенные газотурбинными двигателями, имеют лучшие лётные данные на больших высотах в разреженном воздухе, там расход топлива минимален, а мощность максимальная. Поэтому реактивным самолетам нужно очень быстро набирать высоту, и оставаться там так долго, сколько можно. И хотя для самолета такого типа оптимальным будет быстрое снижение, большинству пассажиров это не очень понравится. Так что, увы, мы должны найти способ снижения  с более комфортабельной вертикальной скоростью. Кроме того, во время снижения нужно постараться, чтобы пассажиры не прижимали руки к головам, как будто едут на американских горках, так ведь?

Экипажи, летающие на больших самолетах и больших высотах, предпочитают снижаться по принципу - 3:1. Это значит, что на каждые три морских мили (nm) вперед, они опускаются на 1,000 футов вниз. Эта скорость снижения обеспечивает траекторию снижения в 3-градуса, как и при снижении по глиссаде на посадочной прямой. Вот два ключевых момента планирования (расчёта) снижения: 1) когда начинать снижение (определить рубеж начала снижения), и 2) с какой вертикальной скоростью снижаться по достижении этого рубежа.

Когда нужно приступать к снижению?

Чтобы определить, когда начинать снижение с крейсерской высоты (рубеж начала снижения), нужно определить точку и высоту по ходу маршрута, в которой вы хотите оказаться после завершения снижения. Для простого полета по правилам визуальных полётов (VFR) достаточно опуститься до стандартной высоты круга полётов (схемы движения) 1500 футов AGL, чтобы войти в "круг" (схему). Коммерческие лайнеры часто обязаны следовать процедуре Стандартного Маршрута Подхода по правилам полётов по приборам (IFR Standard Terminal Arrival Route procedure, сокр. STAR— которую, кстати, используют не только ночью (игра слов, слово star в переводе означает звезда)), которая строго определяет высоту и скорость, на которой вы должны находиться в определенных точках установленного для захода на данную ВПП маршрута. Например, STAR может предписывать вам снизиться для прохода над радионавигационной точкой 30 DME от ВОР АВС (т.е. точкой удалённой от ВОР маяка под названием АВС на 30 nm) на высоте 10,000 футов и скорости 250 узлов (думаю, мы могли бы называть это падающая star (звезда), но мы не будем).

Чтобы определить рубеж начала снижения (Top of Descent) по правилу 3:1, отнимайте вашу заданную высоту от текущей и умножайте ответ на три. Это даст вам расстояние от рубежа начала снижения в милях. Рассмотрите следующие примеры:

Если мы летим на высоте 8,500 футов и хотим быть на высоте 1,500 футов у аэропорта, рассчитываем рубеж начала снижения таким образом:

8.5

Наша стартовая высота, в тысячах футов

-1.5

Отнимаем высоту, на которой хотим оказаться, в тысячах футов

-----

7.0

Общая потеря высоты, в тысячах футов

x 3

Магический "умножатель" 3:1

-----

21

Морских (навигационных) миль (nm) до аэропорта

Вот еще один простой способ рассчитать это в уме. Как только вы определили высоту, которую хотите потерять, умножьте ее на три, чтобы определить, за какое расстояние от цели вы сможете начинать спускаться. Мы будем проделывать это во время урока, чтобы контролировать на сколько мы уже снизились в процессе снижения, это подскажет, нужно ли делать по ходу снижения какие-то поправки или нет.

Согласно инструкциям STAR, приведенным выше, если мы летим на высоте 28,000 футов и нам нужно быть на высоте 10,000 футов за 30 миль от ВОР, то вычисления должны выглядеть следующим образом:

28

Наша начальная высота, в тысячах футов

-10

Заданная высота, в тысячах футов

----

18

Сколько высоты надо потерять, в тысячах футов

x 3

Волшебный "умножатель" 3:1

----

54

Навигационные мили от точки назначения

А теперь о забавной части этого примера (клоуны отдыхают). Нам нужно начать снижение за 54 nm от точки назначения — 30 DME от ABC ВОР. Это значит, что нужно к этому прибавить ее 30 навигационных миль и начинать снижение за 84 навигационные мили (54 NM + 30 DME) от станции ВОР ABC.

Можете даже получить некое подобие удовольствия от высчитывания расстояний, необходимых для снижения, затем проверяя их на практике. Важным элементом нашего уравнения является фактическая скорость снижения, которой мы придерживаемся на маршруте.

Какая вертикальная скорость снижения нужна, чтобы прилететь туда?

Использование правильно подобранной вертикальной скорости снижения в футах в минуту (fpm) является основой успешного снижения и прибытия в ту точку и на той высоте, которая вам нужна. Чтобы поддерживать профиль снижения 3:1, мы можем рассчитать необходимую вертикальную скорость снижения, умножив скорость относительно земли (путевую скорость) на шесть.

Чтобы определить вашу путевую скорость (скорость относительно земли)

Посмотрите в верхний правый угол вашего планового навигационного прибора (HSI).
-или-
Включите вашу
GPS, нажав на клавишу "Показатькрыть GPS" (Display/Hide GPS)  

Но откуда вам знать, какая у вас будет скорость над поверхностью во время снижения, когда вы еще не начинали снижения? Наша приборная скорость полёта на рубеже начала снижения будет приблизительно 0.74 Mach (или около 400 узлов путевой скорости). Так что вы можете использовать 400 узлов как начальную путевую скорость во время снижения и рассчитать требуемую вертикальную скорость снижения, умножив 400 (узлов) на 6, и получите 2,400 fpm (футов в минуту).

Итак, в примере выше при 84 морских милях от ABC ВОР нужно начинать снижение со скоростью 2,400 fpm.

Во время крейсерского полета вы развили скорость в 400 узлов при N1 примерно 71 процент. Для снижения сначала нужно уменьшить N1 до 60 - 62 процентов, чтобы не самолет не дал разгон и не вышел на ограничение по скорости.

Очень простой способ определить вертикальную скорость для вашего снижения, это принять следующее:

Выше 25,000 футов

300 узлов при 2,500 футов в минуту (fpm)

Ниже 15,000 футов

250 узлов при 1,700 fpm

200 узлов при 1,400 fpm

Насколько быстро можно лететь?

Важной частью этого уравнения является контроль скорости. Есть два пункта, в которых вам будет необходимо скорректировать ваш профиль снижения, чтобы удержаться в пределах заданных параметров: во время снижения в более плотные слои атмосферы, и во время выравнивания на той высоте, которая вам нужна для того чтобы снизить скорость до предписанной правилами полётов в воздушном пространстве того типа, в которое вы снизились (например, до 250 узлов).

А теперь очень важно не забывать правила FAA (федеральной авиационной администрации США), которые ограничивают скорость до 250 узлов, когда вы находитесь на высоте меньше 10,000 футов. В этом уроке мы будем летать на скорости меньше этой, но важно помнить об этом ограничении, когда будете сдавать контрольный полет.

Когда вы спуститесь в более плотные слои атмосферы, ваша рабочая единица измерения воздушной скорости изменится с процентов скорости звука (Mach) обратно на узлы. Чтобы предотвратить выход на ограничение по скорости, нужно уметь определить этот момент, следите за индикатором — красно-белой планкой ("barber pole","расчёска", "шлагбаум") или просто планкой, слева вверху на указателе скорости. Эта планка отмечает границу скорости, "которую нельзя ни за что превышать" (непревышаемая скорость). Во время снижения "шлагбаум" начнет подвигаться к стрелке указателя приборной скорости, и если не принимать его во внимания, скоро с ней пересечется. Если такое случится, то самолет превысит предельно допустимую скорость, вы узнаете об этом по предупредительным звуковым сигналам - "щелчкам", которые будут усиливаться нервным стуком зубов второго пилота - полет стал опасным. Чтобы этого избежать, снизьте N1 до 45 процентов и удерживайте скорость от 310 до 320 узлов на всем оставшемся пути снижения.

Когда вы снижаетесь с крейсерской высоты, то набираете кинетическую энергию, пикируя на скорости 300 узлов или даже более. Все это обернется против вас, когда вы начнете приближаться к намеченной конечной точке снижения. Решение очень простое. Во время вычисления рубежа начала снижения возьмите запас в 5 nm на то, чтобы выровняться и снизить скорость на малом газе перед тем, как подойти к конечной точке снижения. В примере, изложенном выше, это будет означать начало снижения в 89 морских милях от ABC ВОР, и выравнивание на высоте 10,000 футов в 35 милях от ВОР. Как только вы достигнете высоты 10,000 футов, снижайте мощность до режима малого газа и на протяжении 5 nm постепенно сбрасывайте скорость, пока не дойдете до 250 узлов. С этого момента увеличьте мощность до N1 52 - 55 процента и удерживайте скорость 250 узлов.

Не забудьте перенастроить высотомер

Помните, что когда вы опускаетесь ниже FL 180 (18,000 футов) нужно будет перенастроить высотомер, который показывал значения, исходя из давления 29.92 дюймов, на местное давление, которое можно узнать через ATIS.

А теперь несколько предупреждений от вашего спонсора -- то есть, меня. Если вы использовали автопилот с включенным автоматом тяги, то, возможно, вам не удастся вовремя сбросить газ, чтобы удержаться в рамках скоростных ограничений. Во втором примере выше автомат тяги замедлит вас до скорости 250 узлов, но не до 30 DME. Обычно автомату тяги требуется где-то минут 7 на то, чтобы сбросить скорость. За это время вы можете улететь очень далеко. Если нет Flight Management System (FMS), (это такая бортовая компьютерная система управления полетом), лучшим решением, которое здесь может помочь, будет отключение автомата тяги, когда вы начнете выравнивание в 5-мильной "упреждающей точке", и установка мощность вручную. Или, если хотите, можете начать сбрасывать скорость за 10 миль от точки назначения, чтобы иметь в запасе побольше времени и расстояния для автомата тяги.

Конечно, в крайнем случае, вы всегда можете выпустить интерцепторы (или воздушные тормоза, гасители скорости (подъёмной силы)) нажав на КОСУЮ ЧЕРТУ (/). При правильном расчёте, как было описано выше, вы должны занять правильное положение для захода и посадки (перед точкой входа в посадочную глиссаду, ТВГ).

Теперь вы можете управлять своей энергией, а правило 3:1 при расчете снижения работает на любом самолете, например, на Cessna Skyhawk и Beechcraft Baron 58, и при значительно меньших высотах и скоростях. Возможно, мне придется называть вас отныне всемогущим, повелителем пространства, времени и измерений, потому что очень немногие могут похвастаться умением управлять энергией, а еще меньше людей знают, как управлять ей в Боинге 737. Ладно, пока что не буду пока что вас так называть. Пока что я хотел бы, чтобы вы на практике испытали то, что узнали сейчас. Все сила в ваших руках!

Ладно, увидимся в кабине. Нажмите на ссылку "Лететь этот урок", чтобы попрактиковаться в том, что вы только что изучили.

Лететь сейчас

- наверх -