Текст книги "УЧЕБНИК виртуального пилота"

Автор книги: Сергей Саломахин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 17 страниц)

135

и не разрываются? Продолжаем разбег, сверяемся с указателем скорости и стараемся мягко, балансируя всем телом, «отклеиться» от полосы. Вот наконец-то и взлет…

Только после отрыва можно будет, наконец, полностью дожать вперед сектор газа! На разбеге это было нельзя делать, нас бы просто снесло в траву.

Поначалу наш маленький зверь будет вести себя в воздухе очень робко. Хоть мотор и воет на всю округу, крылья еле держат в воздухе.

Постепенно дело наладится, нос самостоятельно опустится к горизонту, мы окажемся в нормальном полете.

И тут начнет происходить нечто крайне увлекательное. Стрелка указателя скорости уверенно уйдет за привычные пределы. Малейшее шевеление ручки на себя вызовет сокрушительную перегрузку. Если вытерпеть ее и не сорваться, самолет понесется вверх свечой, почти не сбавляя скорости. Особенно впечатляет управление по крену – даже легкое движение ручки способно прокрутить нас сквозь несколько бочек без дополнительных усилий и координации ногами. Длинного хвоста нет, координировать нечего!

Подойдем поближе к земле. Раньше множество вертящихся клубков воздуха делали полет на малой высоте раздражающе тряским. Теперь мы просто прорезаем приземную турбулентность, лишь чуть подрагивая от особенно сильных потоков. Виражи почти такие же огромные, как те, что получались раньше на тяжелых машинах. Достаточно убрать газ и самолет стремительно просаживается – нагрузка на крыло чрезмерно велика. Попытка замедлить снижение поднятием носа немедленно приведет к срыву! Этот самолет требует солидного запаса скорости даже для того, чтобы просто держаться в воздухе.

Бестия идет на посадку: Чем яростнее работает мотор, тем меньше времени нам остается на развлечения. Баки быстро пустеют и пора идти на посадку. В первый же раз разбив в лохмотья наше стремительное чудо, присаживаемся рядышком с ангелочками и задумчиво созерцаем дырку в земле. Что было сделано не так? Почти наверняка можно сказать – многое. И в первую очередь, не выдержана скорость на глиссаде и касании.

Малокрылый самолет лучше всего заходит на посадку с почти пустыми баками, без бокового ветра и при строжайшем выдерживании скоростного режима. Отклонение от заданной скорости более чем на 10-15 км/ч запросто угробит посадку и нас вместе с ней. Обзор из кабины почти никакой – фонарь гоночного самолета позволяет смотреть вверх, отчасти вперед и немного по сторонам. Поэтому четвертый разворот рассчитыва136 ется так, чтобы видеть полосу вплоть до выхода на глиссаду. Дальше направление и посадочный угол выдерживаются только боковым зрением, практически по наитию. Стараемся контролировать горизонт и общую картину приближения земли, смотрим как можно дальше вперед и в стороны. Очень важно выработать в себе ощущение движения, без необходимости проверять его зрением.

Что случится, если потерять скорость при хотя бы немного взятой на себя ручке? Мгновенный срыв, часто несимметричный. Шевельнул рукой, и все – штопор на малой высоте. А если подойти с запасом? Просвистим над всей полосой, мучительно стараясь хоть как-то прижать к ней машину. Под занавес потеряем скорость и рухнем в травку на краю аэродрома.

Восстановление после срыва затруднено: сначала нужно снова воткнуть наш «нож» в воздух, а если мы падаем, то нос самолета при этом придется нацеливать практически вертикально вниз. Потом надо как можно быстрее набрать скорость, при которой крыло способно держать самолет. Затем плавно, аккуратно и очень медленно вывести машину из пике. Если поспешить и перетянуть ручку – мы снова окажемся в срыве, на еще меньшей высоте. Хватит ли ее? Скорее всего – нет.

Но так же невозможно работать! В принципе, да. Поэтому желающие жить пилоты изобрели фундаментальный принцип управления на глиссаде:

Заключается он в том, что ручка должна ходить вперед-назад синхронно с сектором газа. Управление по этому принципу выглядит так:

Нос самолета нацеливается ровно в край полосы. Если она уползает вниз, ручка отдается от себя и одновременно убирается тяга. Если всплывает вверх – ручку на себя и одновременно полный газ. Эта связка должна быть вызубрена до полного автоматизма, ее применение позволяет управлять траекторией снижения без изменения скорости полета, лишь бы приемистости хватило…

Выдерживать машину перед касанием бесполезно – экранный эффект крошечного крыла минимален, а завешивание над полосой в попытке уменьшить бешеную скорость приземления приведет к срыву, практически неизбежно несимметричному. Поэтому надо аккуратно притирать самолет к полосе, касаясь ее скользящим, растянутым движением.

Как только оба основных колеса окажутся на земле, мягко и быстро отпускаем ручку от себя. Психологически это крайне трудно сделать – после аккуратного и тщательного удерживания самолета в небе, «вогнать его в землю» клевком носа попросту страшно! Но бояться не надо – под137 скока не последует, а пропеллер достаточно удален от полосы, чтобы не пострадать даже при зрительно большом клевке.

Пробег будет долгим, тряским и опасным. Малейшая кочка будет словно пинком подбрасывать одно из крыльев вверх. Если ручка при этом взята хоть немного на себя, машина взмоет и опрокинется, буквально стоя на хвосте. Спасет здесь лишь удерживание носа прижатым к земле и мгновенная реакция пилота. Поднимающееся крыло нужно мгновенно «втоптать» соответствующей педалью, прижав и сразу же отпустив ее.

Правое крыло возвращают на землю правой педалью, левое – левой.

По мере замедления, эффективность рулей сойдет на нет и придется аккуратно и точно действовать тормозами. К этому времени хвост должен быть прижат к полосе. Это не так просто сделать – хотя несущей способности крыльев недостаточно для полета, ее вполне хватит для опрокидывания машины, так что не расслабляемся до полной остановки!

При некоторой сноровке и достаточно большом аэродроме можно научиться сажать гоночные самолеты достаточно уверенно. Но ошибок такие посадки не допускают, любые отклонения от единственно верного режима захода караются аварией.

Новая эра: Истребители Второй Мировой слегка снизили планку – строевые пилоты были нужны живыми и воюющими, а не бьющимися на посадке. В результате крылья снова стали размашистыми, самолеты «летучими», а большие скорости достигались при помощи все более могучих двигателей. В течение первого десятка лет после войны люди еще летали с относительно нормальными посадочными скоростями, но потребность во все более быстрых машинах вновь вернула в небо малокрылые бестии, теперь уже реактивные. Познакомимся с ними поближе:

Отсутствие пропеллера и трехколесное шасси приятно упрощает технику взлета, но посадка стала более рискованной – минимальная скорость новых самолетов примерно соответствует максимальной скорости предвоенных гоночных машин! Для ее снижения приходится применить самую совершенную механизацию, которую только можно сочетать со сверхскоростными профилями новых крыльев.

Так, вместо предкрылка появился отклоняемый носок крыла. Одновременно с ним опускается вниз и выдвигается назад огромный многощелевой закрылок. В результате крыло чуть ли не вдвое увеличивает площадь и сопротивление, одновременно сильно выгибая свой профиль.

Возрастают подъемная сила и устойчивость на больших углах атаки, в результате посадка становится не то чтобы комфортной, но хотя бы относительно доступной для простых смертных.

138

Система сдува пограничного слоя. Отбираемый от компрессора двигателя воздух выдувается через профилированную щель на верхнюю плоскость закрылка. В результате поток обтекает крыло практически безотрывно и самолет реагирует на перетянутую ручку гораздо мягче. Для работы этой системы требуется полная или почти полная тяга двигателя одновременно с выпуском механизации. Пока самолет идет на режиме, все в порядке. А вот исправить ошибку не получится – резервов по тяге и скорости нет.

Нагляднейшими демонстраторами аэродинамических новшеств послужат МиГ-21 или Lockheed Starfighter. Оба этих самолета являются бессмертной классикой жанра. МиГ ведет себя подружелюбнее, а вот Старфайтер откровенно опасен и требователен к пилоту.

Как уже отмечалось, взлет несложен. Закрылки во взлетное положение, сектор газа плавно вперед, все как обычно. Разве что разгон настолько стремителен, что шасси нужно будет убрать буквально немедленно после отрыва, закрылки мгновение спустя. Медленно ползать вокруг аэродрома не получится, полоса окажется далеко позади через считанные секунды полета. Набираем высоту и закладываем плавный вираж влево. Проносимся высоко над аэродромом, убираем газ и выпускаем воздушные тормоза. Снижаем скорость, выпускаем закрылки во взлетное положение и начинаем плавный вираж обратно к полосе.

Скорость пропадет довольно быстро. Выпускаем шасси и продолжаем доворачивать в створ полосы. После выхода на глиссаду триммируем самолет на стабильное снижение, предельно точно выдерживая горизонтальную скорость. Настраиваем двигатель так, чтобы обеспечить вертикальную скорость, удерживающую нас на траектории. Постепенно выпускаем закрылки все больше и больше, постоянно уменьшая скорость полета. Машина при этом не должна вспухать или проваливаться!

Управляем скоростью с помощью воздушного тормоза, снижаемся стабильно и ровно, выводим самолет четко на край полосы. Касание совершается под тягой, с незначительно поднятым носовым колесом и убранными тормозами Серией крошечных, аккуратных движений приподнимаем нос и плавно, но решительно убираем тягу.

Носовое колесо продолжает нестись над полосой, в то время как основные колеса плавно и без удара опускаются на нее. Держим нос приподнятым, скорость постепенно уходит. Выпускаем воздушные тормоза, ставим все три колеса на землю, открываем тормозной парашют и убираем закрылки. После стремительного захода и дикой скорости на касании, пробег покажется на удивление коротким.

139

Привыкнув приземляться с помощью развитой механизации, пробуем самолеты, выполненные по схеме «летающее крыло», например Dassault Mirage или SAAB Draken. Эти машины отличаются весьма высокой посадочной скоростью, поэтому глиссада будет выглядеть как довольно крутое пикирование со стремительным выходом на приличный угол атаки непосредственно перед касанием. Подъем носа напрочь закроет от нас полосу как раз в тот момент, когда главные стойки окажутся на ней. Это поведение напоминает старые гоночные машины, разве что теперь у нас есть эффективные воздушные тормоза, да обзор из кабины немного получше.

Форсаж: Очень быстрые самолеты всегда оснащаются разнообразными системами форсирования двигателя. На поршневых моторах устанавливаются мощные системы наддува, а кроме того в топливо может кратковременно добавляться вода со спиртом, либо закись азота. Это позволяет понизить температуру смеси и увеличить эффективность мотора – ценой его сильнейшего износа.

Реактивные двигатели форсируются как за счет охлаждения подаваемой в камеру сгорания смеси, так и за счет повышения температуры и увеличения массы выхлопных газов. Для этого сразу после турбины устанавливается специальная камера, в которую с огромной скоростью накачивается содержимое топливных баков. Расход горючего просто невыносимо велик, но и прирост тяги более чем значителен. Современные двухконтурные двигатели позволяют слегка компенсировать огромный расход на форсаже за счет более высокой крейсерской скорости полета.

Симуляторы довольно неплохо имитируют перерасход топлива и прирост тяги, хотя температуры и обороты на режиме форсажа редко соответствуют действительности. Сами моторы виртуальных моделей также не очень переживают из-за жестокого обращения.

Естественно, не попробовать такую мощность в пилотаже было бы непростительно! Увы, пилотаж на малокрылых машинах скучен и туп.

Сводится он к очень растянутым кубинским восьмеркам и почти не требующим координации простым бочкам. Штопорные вращения чреваты захлебывающимся двигателем, а виражи уведут нас так далеко от аэродрома, что воображаемые зрители успеют уйти домой, пока мы вернемся обратно. При этом достаточно чуть потерять устойчивость – и машина начнет яростно кувыркаться вокруг совершенно непонятных осей. Поэтому «пилотируемые ракеты» часто оснащаются богатым набором автоматических стабилизаторов и демпферов, снижающих раскачку и устраняющих разбалансировку до того, как пилот хотя бы заметит ее.

140

Интересно попробовать управлять нашей «крылатой ракетой» при выключенных гасителях колебаний и прочей автоматикой стабилизации.

Разница в поведении будет впечатляющей – немедленно начнутся забросы и раскачка, поймать самолет и заставить его лететь ровно окажется совсем непросто!

Еще одно остросюжетное домашнее задание – посадка с выключенным двигателем. Выполняется в виде очень крутого спирального снижения прямо в торец полосы, причем выпуск механизации и шасси производится в самый последний момент. Закрылки надо ставить на небольшой угол и стараться коснуться полосы с запасом скорости. В жизни такие приземления почти всегда осложняются отказами силовых приводов и приборов, но симулятор поможет вежливо проигнорировать эти трудности.

Особенно интересно выполнять безмоторную посадку после полета на динамический потолок. Для подобного эксперимента отлично подойдут американские ракетопланы типа Х-24 или Х-15. Их запускали на большой высоте с подвески, оборудованной на тяжелом бомбардировщике, после чего эти рекордно-исследовательские машины «выстреливали» чуть ли не в ближний космос, развивая огромную скорость и приземляясь с пустыми баками, как удивительно нелетучие планеры.

Отличие от знакомого нам полета на практический потолок заключается в том, что у пилотируемой ракеты есть огромный запас тяги. В результате после разгона до максимальной скорости и выхода горкой вверх можно набрать намного больше высоты, чем на поршневых машинах. Какое-то время нас будет нести в космос только тяга двигателя, но постепенно и она исчезнет. Вот тогда-то и можно выключить мотор, чтобы вернуться на аэродром и сесть в полной тишине, мчась при этом с дикой скоростью…

Специфика симуляции: Уже знакомые проблемы с моделированием неустойчивых состояний ярко проявляются при имитации сдува пограничного слоя – степень просадки при неточно выдержанной скорости может не соответствовать действительности, как и устойчивость на околокритических режимах.

Поведение самолета в трансзвуковой зоне, например затягивание в пикирование или подхват, практически никогда не проявляются – виртуальная модель просто продолжает лететь, плавно разгоняясь.

Для ограничения предельных углов атаки при данной скорости часто используются толкатели – они пересиливают пилота, не дают ему вытягивать ручку на себя так сильно, как хотелось бы. К сожалению, действие этих полезных механизмов почти невозможно правдоподобно

141

воспроизвести на джойстиках – они соответствуют разве что модным кистевым ручкам некоторых современных самолетов с электронным управлением.

Корабельная авиация Выполнение взлетов и посадок на малокрылых машинах помогает отточить навыки пилотирования, привыкнуть действовать решительно и быстро в крайне жестких условиях лимита времени и избытка скорости.

Полеты с палубы авианосца добавляют к этому необходимость управлять самолетом предельно точно и единообразно, исключая право на ошибку.

Плавучие аэродромы существуют столько же, сколько и сами самолеты, но более или менее надежные способы осуществления взлета и посадки с кораблей появились лишь между двумя мировыми войнами. На уровне концепции, полеты с палубы выполняются следующим образом: • Авианесущий корабль идет с максимальной скоростью против ветра • Самолет стартует с палубы вперед, ему может помогать катапульта • К скорости разбега суммируются скорости корабля и ветра • На посадке пилот зацепляет специальным крюком тормозные тросы • Касание в режиме парашютирования, на мягкое и прочное шасси С учетом развитой механизации крыла, избыточной тяги двигателя, устойчивости на предельно малых скоростях и больших углах атаки, а также особой конструкции шасси, оказывается возможным уверенно и в массовом порядке запускать и приземлять машины на предельно короткую «взлетную полосу» плавучего аэродрома.

Развитие авианосцев и летающих с них самолетов можно условно разделить на три эпохи – экспериментальную, поршневую и реактивную.

Каждой из них присущи особые технологии, особенности организации полетов и способы пилотирования.

Останавливаться на экспериментальной эпохе нет особого смысла.

Многочисленные странные и опасные решения ничему особенному не научат, а найти более-менее похожие симуляторы той поры почти невозможно. Поэтому мы остановимся на двух главных этапах развития палубной авиации – до и после Второй Мировой войны.

142

Поршневая эра: Палубы авианосцев того времени были прямыми и узкими. Готовые ко взлету машины выкатывали на корму и постепенно выпускали в небо. После этого корма расчищалась для посадок, в ожидании возвращения взлетевших самолетов, а приземлившиеся собирались на носу корабля. Оттуда их постепенно убирали в ангар под палубой.

Для придания ускорения на разбеге использовались гидравлические катапульты. По палубе в специальной длинной щели скользил бегунок, идущие от него тросы цеплялись к силовой конструкции самолета, обычно в районе узлов крепления главных стоек шасси. После взлета трос отцеплялся от машины и падал в море.

Развиваемый катапультой импульс вместе с тягой мотора разгонял взлетающий самолет до скорости около 160 км/ч за несколько секунд.

Тем не менее для основательно загруженных машин этого не всегда хватало, и пилотам приходилось серьезно рисковать в первые мгновения после отрыва. Как правило, взлет производился с открытым фонарем кабины – чтобы успеть выбраться в случае аварийного приводнения.

Выводим двигатель на максимальный режим, заранее даем педаль против выката и отпускаем стопор. Моторы мощные, реактивный момент от винта сильный, и хотя тросы катапульты слегка помогают удерживать направление на разбеге, потанцевать на педалях все равно придется как следует.

Чтобы не сорваться на малой скорости, при взлете выпускаются закрылки. Сразу после отделения от палубы может произойти просадка, поэтому ручку понадобится тянуть на себя – ровно настолько, чтобы не свалиться. Если самолет все-таки просядет, то десяток метров до водной поверхности промелькнет очень быстро… Не допускаем этого, убираем шасси и натужно вытягиваем машину в горизонтальный полет, медленно набирая скорость.

Полет по кругу строится как обычно. На заходе учитываем очень эффективную механизацию крыла – глиссада получается крутой. Заходить издали нельзя, потому что корабль будет «убегать» от нас. Соответственно заходим со значительным перелетом и потом тянем мотором так, чтобы удержаться на режиме стабильного, равномерного снижения. Целимся при этом в кормовую часть корабля.

Вместо выравнивания, перед касанием нужно просто поднять нос самолета, чтобы он плюхнулся на палубу в посадочном положении. Это делается нарочно, шасси обязано выдерживать очень высокие ударные нагрузки. Обычный самолет при таком касании неизбежно подскочит, но гидроамортизаторы палубной машины проглотят удар, обжимая стоики на невероятно большой ход. По мере накопления опыта можно научиться

143

I

немного смягчать касание, но посадка все равно должна быть жесткой – плыть над палубой нельзя! При некотором опыте получается «подковыривать» палубу хвостом на выравнивании, заведомо срывая машину в момент касания.

Для торможения используются четыре стальных троса, лежащих поперек палубы. Если наехать на них колесами, ничего особенно страшного не произойдет – расстояние от троса до палубы обычно меньше толщины покрышки главных колес шасси.

Тормозной крюк, которым нужно зацепиться за эти тросы, выпускается из-под брюха или из хвостовой части самолета. Он подпружинен и свисает значительно ниже колес, если самолет находится в посадочном положении. Зацепка происходит еще до касания палубы, при этом тормозной трос сначала свободно, а потом со стремительно возрастающим усилием вытягивается вслед за самолетом, тормозя его вплоть до полной остановки. Если по какой-либо причине зацепки не произошло, нужно немедленно дать полный газ, подобрать закрылки до взлетного положения и постараться уползти обратно в небо. Приемистость поршневого двигателя вместе с избыточной мощностью здесь очень помогают.

Качество посадки оценивается по зацепленному тросу. Идеальным считается третий, считая от кормы корабля. Если пилот зашел с недолетом, крюк подцепит ближайшие к корме, первый или второй тросы. Если перелетел – четвертый. Недолет опаснее, так как при этом можно просесть ниже уровня палубы и врезаться в корму авианосца. Отвернуть не удастся, она широкая. Перелет же чреват потерей скорости и скатыванием в море.

Обзор вперед на глиссаде заслоняется объемистым капотом мощного двигателя, по бокам видно только море. Если механизация не позволяет выполнить крутой заход, при котором на протяжении всей глиссады будет видна палуба корабля, придется заходить по дуге, глядя на авианосец вперед и вбок. Сама глиссада при виде сбоку будет по-прежнему прямой, дуга описывается в горизонтальной плоскости – фактически вместо четвертого разворота, заход выполняется прямо из третьего.

Часто пилоты приподнимали сиденье или открывали фонарь кабины, выглядывая сбоку. А с палубы им подавал сигналы флажками и по радио следящий за точностью выполнения захода офицер. Симуляторы редко моделируют такие детали, так что лучше привыкнуть рассчитывать «кривую» глиссаду либо заходить с небольшим скольжением то в одну, то в другую сторону, выглядывая вперед мимо капота.

Для начала нужно потренироваться на самых удобных машинах, например японском Mitsubishi Zero. Этот самолет отличается отличным