Текст книги "УЧЕБНИК виртуального пилота"

Автор книги: Сергей Саломахин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 17 страниц)

50

Начиная с этого момента, полет на настоящем самолете даже в качестве пассажира даст огромное количество информации к размышлению. Станут понятными многие действия летчиков, но появится и множество вопросов – само восприятие пилотирования станет другим.

Очень полезно изучать видеозаписи различных полетов, обдумывать происходящее на экране, воспринимая его с точки зрения нового опыта. Особое внимание нужно обратить именно на учебные полеты по кругу – сопоставлять увиденное на экране с собственным пониманием происходящего.

3. Следующий шаг

В предыдущем разделе мы отработали фундаментальные навыки, которые должны быть заучены на уровне рефлексов. Тем не менее, полеты в настоящем небе значительно сложнее, главным образом из-за различных помех. Физическое состояние пилота, ветер, видимость, обстановка на аэродроме, качество подготовки самолета и сложность полета – все это заставит выходить за рамки шаблонных решений.

На первоначальном этапе обучения эти препятствия сильно вредили процессу, но как только первые шаги оказались благополучно сделаны, пора переходить к отработке более реалистичных ситуаций. Раньше мы заучивали стандартные маневры, выполняемые всегда одинаково – теперь настало время «заданий», самостоятельного исследования различных режимов полета. Простых ответов больше не будет, понадобится терпеливо и творчески разбираться с поведением самолета в воздухе и на земле.

Настоящий полет легко преподносит летчику разнообразные сюрпризы, требует способности хладнокровно, быстро и уверенно откликаться на меняющуюся ситуацию. Скорость реакции не поможет – необходимо понимание происходящего, улавливание взаимосвязей и тенденций в поведении машины и окружающем воздушном пространстве. Такое восприятие вырабатывается только через постоянный анализ обстановки – во время, до и после полета. Понимание приносит уверенность, анализ позволяет действовать точно и своевременно – часто предугадывая финал едва начавшей развиваться ситуации.

Посещения настоящего аэродрома теперь приобретут новый оттенок. Обязательно нужно слетать пассажиром на высший пилотаж, чтобы прочувствовать на себе поведение машины на критических и закритических режимах. Если есть возможность – прокатиться на самолете короткого взлета и посадки, причем очень важно убедить пилота показать эти режимы. Крайне познавательным будет первый полет на планере, особенно буксировка. Прыжок с парашютом заставит совершенно подругому воспринять небо, обычно видимое только «за окном» кабины.

Мотодельтаплан или сверхлегкий аппарат покажут в новом свете аэродинамику мягкого крыла, следствие изменения балансировки.

Каждый такой полет будет открытием, после которого захочется разобраться с уймой незамеченных деталей, экспериментировать, пробовать. Привычные кувыркания в виртуальном небе станут выглядеть убого, их захочется усложнить, максимально приблизиться к реальности.

52

Помимо усложнения окружения – например, включения ветра – для изучения новых режимов мы будем использовать особенно наглядно демонстрирующие ее специфику самолеты. Основная часть нижеописанных упражнений рассчитана на тренировочные машины сороковых годов: УТ-2, Klemm 35, Miles Magister, PT-19 Cornell. Некоторые из этих машин были оснащены посадочными щитками. Эффективность этой простенькой механизации крыла невелика, а смысл ее установки был в том, чтобы заставить молодых пилотов автоматически выполнять нужные действия при посадке.

Если бы мы на самом деле учились летать на этих самолетах, то при переходе на такие машины, которым механизация крыла действительно необходима, нам бы пришлось основательно переучиваться. Мы еще вернемся к щиткам и закрылкам в дальнейшем, а пока что проигнорируем «ненужные» механизмы и будем летать так, как будто никаких щитков нет. Это тем более важно, что в данной главе мы будем отрабатывать различные виды скольжения и сваливания – использование даже малоэффективной механизации будет этому только мешать.

Если упражнения из предыдущего раздела были отработаны как следует, «типичных ошибок» в виде небрежно отработанных навыков случаться уже не должно. У каждого человека складывается своя манера выполнения определенных маневров – летный почерк, и на данном этапе уже пора стремиться к уверенному и безопасному пилотированию. Так что перечисления типовых неприятностей начинающего больше не будет.

По мере перехода к более сложным режимам полета станут все заметнее недостатки летной модели симулятора и общее неудобство «пилотирования» виртуальных самолетов на домашнем компьютере. Это нормально, и означает только то, что пора потихонечку перебираться из игрушечного неба в настоящее – стараемся летать почаще, обязательно отрабатывая все мало-мальски непонятное дома и снова возвращаясь на аэродром, сочетая теорию с практикой.

Сваливание Подъемная сила создается за счет разницы в скоростях потока на верхней и нижней части крыла. Для создания этой разницы крыло делается выпуклым в профиле – так что набегающему воздуху приходится преодолевать большее расстояние, огибая верхнюю плоскость. Если увеличить угол атаки крыла, приподняв его переднюю кромку вырастет и подъемная сила. Одновременно увеличится лобовое сопротивление, так как «толщина» врезающейся в поток плоскости станет больше.

53

Пилот увеличивает угол атаки, подтягивая к себе ручку управления – отклонение рулей опускает хвост и поднимает нос самолета. При этом происходит небольшой набор высоты и заметная потеря скорости.

При снижении скорости до определенной величины, поднятие носа приведет уже не к подъему, а к сваливанию из-за срыва потока на крыле.

Существование такой минимально допустимой скорости сваливания приводит к возникновению опасной и ложной концепции пилотирования – создается впечатление, что достаточно «не терять скорость», чтобы сваливания не произошло. На самом деле важна не скорость, а угол атаки крыла – именно превышение допустимого угла приводит к тому, что набегающий поток начинает срываться с верхней плоскости, превращаясь в клубок завихрений!

Проверить это можно очень просто – достаточно на вполне «безопасной» скорости резко вытянуть ручку на себя, выведя крыло на запредельный угол атаки. Если прочность самолета и физическая сила пилота позволят выполнить такой маневр, самолет сорвется на любой скорости.

Симулятор в этом плане особенно удобен – виртуальные модели часто отличаются особой прочностью, а непреодолимых усилий на джойстике не существует. В результате сорвать машину можно хоть на сверхзвуке…

Надежность прилипания потока к верхней плоскости зависит от профиля крыла, а то, насколько энергично получится задрать нос машины, зависит от эффективности рулей. Устойчивость самолета на предельных углах атаки определяется компоновкой. Некоторые машины после срыва мягко парашютируют, стараясь опустить нос. Другие резко роняют крыло, норовя закрутиться в штопоре. В любом случае, для продолжения полета нужно будет сначала восстановить нормальное обтекание крыла.

Для предупреждения о наступающем сваливании используются различные датчики, приводящие в действие световую и звуковую сигнализацию, а иногда дополнительно трясущие ручку управления. Кроме этого, обычно очень заметна вибрация крыла из-за «бурления» отрывающегося от верхней плоскости потока. Этот процесс сопровождается характерным шумом – часто единственным достоверным изображением процесса срыва в симуляторе. Смоделировать остальные признаки сваливания значительно труднее.

Момент срыва в настоящем полете впечатляет: самолет вздрагивает, сиденье уходит из-под пилота, одно из крыльев соскакивает вниз, а шум сигнализации срыва дополняет ощущение аварийной ситуации.

Виртуальная модель в момент сваливания обычно плавно наклоняется в одну сторону, иногда сопровождая это движение «шумом воздушного потока». В некоторых случаях срыв запрограммирован независимо от

54

скорости полета и угла атаки – такие модели начинают сыпаться словно по щелчку выключателя и так же неестественно выходят из режима после установки рулей на вывод.

Как прекратить срыв? Педали в нейтраль, полный газ, ручку по центру и от себя. Как только самолет снова полетит, выравниваемся и восстанавливаем потерянную высоту. Если сваливание произошло на развороте, возникает соблазн чуть подправить машину и тут же продолжить маневр. Но поддаваться ему нельзя! Сначала необходимо полностью восстановить нормальное обтекание крыльев, и только потом заниматься набором потерянной высоты и продолжать маневрирование.

Другая частая ошибка: попытка инстинктивно «приподнять» сваливающееся крыло движением ручки против крена. На самом деле, если крыло падает – оно уже неспособно лететь, опустившийся элерон только искривит его профиль, увеличив угол атаки, так что крыло окончательно сорвется. Симуляторы часто игнорируют эти аэродинамические тонкости, позволяя поднимать сорвавшуюся плоскость дачей рулей по крену.

Задание: Несмотря на все неудобства и несоответствие ощущения сваливания в виртуальном и реальном полете, очень важно отработать внутреннее чувство грани, за которой начинается в срыв. Для этого нужно много экспериментировать, выходя на самый край и чуть сваливая, но тут же выводя машину.

Учимся срывать поток с крыла на всех режимах и скоростях полета – под тягой и на холостых оборотах, в горизонтальном полете и на виражах, в наборе высоты и при снижении. Особенно интересно сваливать машину на вертикали – увидеть положение носа относительно горизонта при этом невозможно. Остается внимательно следить за шумом потока и наличием предсрывной тряски, а главное – положением ручки управления. Если она сильно вытянута на себя, угол атаки крыла столь же сильно увеличен.

Из любого срыва нужно уметь выйти в нормальный полет, не доводя до штопора. Если самолет все же начал неуправляемое вращение с потерей высоты – перезагружаем полет и продолжаем отработку срыва, отвлекаться не надо.

Проверим себя – получится ли выкрутить вираж, постоянно балансируя на грани срыва, под писк сигнализации и тряску, без потери высоты и управления? Можем ли мы заранее понять, в какой момент машина сорвется, и одним движением предотвратить это? Можем ли вывести из опасного режима, не дав развиться начавшемуся сваливанию?

Экспериментируем с триммером. Выставляем его на кабрирование (набор высоты) и пытаемся взлететь. Самолет стремительно взмывает

55

сразу после отрыва, предотвратить сваливание получится только пересиливанием триммера. При этом если вместо триммера переставляется весь стабилизатор целиком, то даже полной выдачи ручки может быть недостаточно для вывода из опасного режима – нужно успеть переставить его в обычное положение.

Можно поиграть с триммером и на посадке – ставим его на пикирование и пробуем приземлиться. Самолет будет упорно втыкаться в землю основными стойками, несмотря на полностью вытянутую к себе ручку. Если настроить триммер на кабрирование, то придется на протяжении всего захода жать ручку от себя. При этом достаточно бросить ее в момент касания, чтобы скорость мгновенно испарилась, а самолет просел на три точки. Скорость снижения при этом может быть достаточно высокой, а устойчивость машины недостаточной, так что выполнение этого трюка в настоящем полете не рекомендуется.

Запомни: Сиденье из-под тебя – ручку от себя!

Специфика симуляции: Плохо смоделированная динамика критических режимов полета делает сваливание неестественным, особенно на виражах или на скорости. Больше всего бросается в глаза замедленность и плавность срыва при полном отсутствии тряски.

Момент выхода из срыва в жизни ощущается как короткий проныривающий толчок вперед. Самолет ощутимо клюет носом и начинает разгоняться, прекращается тряска, возвращается воздушный напор на рулях.

Отсутствие усилий на джойстике не позволяет чувствовать, насколько плотно рули сидят в воздухе. Force Feedback способен имитировать ощущения меняющейся нагрузки на органах управления лишь очень приближенно, и действительно пригоден разве что для имитации тряски ручки при сваливании. Функция раскачивания и толкания джойстика при рулежке абсолютно надумана и неестественна.

Штопор Множество существующих самолетов не сертифицировано для полетов на штопор. Производитель не гарантирует вывода из него, а страховая компания не заплатит ни копейки, если ввод в штопор был произведен сознательно. Причина? Крайняя сложность и опасность режима.

Штопор очень многолик – даже два одинаковых самолета с чутьчуть различными настройками будут вести себя в нем по-разному. Меняются усилия, необходимые для ввода, интенсивность вращения, крутизна пикирования и время, необходимое для вывода. Какие-то машины невозможно ввести в штопор, какие-то невозможно вывести. Некоторым

56

требуется большой запас высоты для остановки вращения, другие крайне чувствительны к положению ручки и не выйдут, если она хоть чуть-чуть отдана по крену.

Дополнительная подготовка пилотов стоит денег и регулярно уносит жизни пилотов и инструкторов. В результате обычной практикой является указание «не попадать в штопор намеренно» и попытки сделать самолеты нештопорящими, либо выходящими из вращения самостоятельно. Несмотря на это, многие машины по-прежнему начинают крутиться вокруг собственной оси после срыва, и уметь их из этого режима выводить абсолютно необходимо.

Штопор возникает как следствие несимметричного сваливания, когда срыв потока на одном из крыльев заходит дальше, чем на другом.

Это крыло срывается первым, а более несущее закручивается вокруг него, увлекая за собой весь остальной самолет. Хвост при этом выносится наружу и усложняет движение, добавляя к нему раскачку. Со стороны кажется, что самолет чуть замедленно падает по размашистой спиральной траектории.

Соответственно, для ввода в штопор достаточно сорвать одно из крыльев раньше другого. То-есть в момент, когда нос задран, например в вираже или при наборе высоты, нужно убрать газ, подтянуть ручку и движением педали послать одно из крыльев вперед. Отставшее крыло свалится и самолет кувыркнется вокруг него.

Задание: В горизонтальном полете сбрасываем газ и удерживаем нос самолета, либо чуть приподнимаем его. Постепенно скорость отстанет от угла атаки и самолет начнет сваливаться. Нам остается лишь превратить сваливание в штопор, пнув одну из педалей. Поскольку обычно самолеты настраиваются так, чтобы компенсировать разворачивающий момент от пропеллера, немного легче опрокинуть машину в сторону, противоположную направлению вращения винта.

Момент входа в штопор сопровождается тошнотворным переворотом и мгновенным ощущением падения, сменяющимся каруселью вращения. Земля закручивается в спираль, вокруг которой размазывается клочок неба с облаками. От неожиданности не сразу понимаешь, куда крутит. Способность ориентироваться приходит со временем, после многократных тренировок.

Первым делом поставим рули и педали по центру. Работающий на высоких оборотах двигатель будет дополнительно обдувать хвост, усложняя вращение и добавляя к нему эффект гироскопа. Тяжелый пропеллер может даже сорвать вал двигателя в момент начала вращения – так что полностью уберем газ.

57

Возможно нам повезло и самолет попался покладистый – тогда при поставленных в нейтраль рулях он выйдет из штопора самостоятельно. Ну а если вращение продолжается, выжимаем в пол педаль против вращения «бешеной карусели». Например, когда крутит против часовой стрелки – горизонт бежит слева направо – то правую педаль, и наоборот.

Нужно устранить неравномерный срыв, сделать так, чтобы оба крыла входили в поток под одним углом. Сорвавшееся первым крыло оказывает большее сопротивление воздуху и оказывается позади менее сваленного. Соответственно нужно «вытянуть» хвост вертикально, уравняв ситуацию. Увы, во многих случаях симулятор попросту кувыркает виртуальную модель так, что невозможно понять, какое крыло впереди, а какое позади. В жизни можно хотя бы покрутить головой, осознавая положение машины по отношению к горизонту – в симуляторе это почти невозможно сделать настолько точно и быстро. Так что надежнее всего просто оценить направление вращения земли впереди – по часовой стрелке, или против нее.

Очень важно устранить избыточный угол атаки, тем самым прекратив сваливание. Для этого одновременно с устранением неравномерности срыва, отталкиваем ручку от себя. Нос опустится, угол атаки уменьшится. Штопор станет более крутым, вращение ускорится. При этом надо быть осторожным – слишком грубое движение ручки вперед способно перебросить машину в перевернутый штопор, о котором мы поговорим позже.

Получилось выйти? Нет? Смотрим вбок. Куда направлен нос самолета – в горизонт или в землю? Если в землю, то нужно задержать ручку в нейтрали, а педали в положении против штопора и подождать еще немного – вращение прекратится с задержкой. Если в горизонт – дело дрянь, мы в «плоском» штопоре. Степень крутизны штопора зависит от конструкции машины и распределения веса внутри нее. Тяжелый хвост выносит наружу вращения сильнее, штопор становится более плоским и рулей может попросту не хватить для вывода.

Если высоты много и парашюта нет, можно попробовать раскачать такой самолет, пиная педаль и толкая ручкой с разной силой, добавляя и убирая тягу мотора. Можно дать ручку по крену внутрь вращения – стараясь усилить срыв на внешнем крыле. Иногда, наоборот, может помочь увеличение угла атаки и сопутствующее растормаживание именно внутреннего крыла. Впрочем, все это уже из области испытательной работы – обычные пилоты так долго не живут.

В нормальной ситуации, после установки рулей на вывод, машина довольно быстро прекратит вращение, уткнется носом вниз и отвесно

58

понесется к земле. Нам останется аккуратно, чтобы не сломать, вывести самолет из пикирования. Учимся делать заранее определенное число витков и выходить из штопора в выбранном направлении, на нужной нам высоте и скорости.

Помимо нормального, мы можем оказаться в перевернутом штопоре. Попадают в него из перевернутого полета, либо при слишком грубой отдаче ручки, либо отклонению ее по крену при выводе из обычного штопора. Сразу же понять, что нас вращает «не так», поначалу очень непросто! Мешает раскачка самолета на первых витках, а отрицательная перегрузка – повисание на ремнях и мусор из кабины, летящий в лицо – на симуляторе непередаваема. Поможет только опыт и отчасти датчик перегрузки, если он есть.

Вывод из перевернутого штопора затрудняется тем, что горизонт не виден, поэтому направление закрутки самолета определяется с трудом.

Устремленный ровно вперед взгляд поможет оценить вращение земной поверхности боковым зрением. Как и раньше, выжимаем педаль против вращения (Крутит по часовой стрелке? Левую!), только ручку уже не отталкиваем, а притягиваем к себе.

Дача рулей на вывод из нормального штопора – то же самое, что дача рулей на ввод в перевернутый. «Зеркальное» действие рулями очень помогает, если пилот сам ввел машину в штопор. Но, увы, не имеет смысла, если сваливание было непреднамеренным.

Некоторые самолеты обладают небольшими, но существенными особенностями аэродинамики, и вышеприведенные типовые рецепты могут оказаться неэффективными. Например, может понадобиться создавать крен в направлении ввода или вывода. Или же машина будет самостоятельно переходить из одного вращения в другое, падая как лист с дерева, и выходя самостоятельно при поставленных в нейтраль рулях.

Поэтому всегда оказываем предпочтение указанным в документации на конкретный самолет процедурам!

Без дополнительных комментариев ясно, что сваливаться на малой высоте плохо, а попадать в штопор просто смертельно. Даже если выполнить все действия по выводу идеально точно и быстро, самолет потеряет сколько-то высоты. Это неизбежно, и если мы окажемся слишком низко – выйти попросту не успеем.

Запомни: Ногу против вращения.

Специфика симуляции: Уже привычные ограничения физической модели полета в штопоре откровенно мешают. Симуляторы с «универсальной» физикой, удобные для создания большого количества моделей, особенно выделяются уродливым и ненастоящим вращением. В тех

59

играх, где число машин ограничено, а физика проработана тщательнее, штопор гораздо больше похож на правду.

Иногда вместо динамического моделирования режима, программисты задействуют жестко заданные сценарии. После выхода на режим срыва модель попросту начинает вращаться в фальшивом «штопоре» в одну и ту же сторону и с одной и той же скоростью, несмотря на положение органов управления в момент сваливания. Выход из такого псевдоштопора осуществляется просто постановкой рулей «на вывод» и не имеет ничего общего с реалистичной имитацией динамики полета.

Особенно мешает плохой обзор из «кабины» симуляторной модели. И в настоящем самолете не так просто разобраться, куда и как вращает. А в игрушке, где головой толком не покрутишь, а все масштабы, углы и дистанции искажены, это особенно сложно.

В жизни разнообразные кратковременные перегрузки и раскачивания создают массу неприятных ощущений у пилота. Иногда бывает трудно верить своим глазам, потому что среднее ухо говорит о скольжении в одну сторону, в то время как зрительно машина идет в другую. Симулятор исключает такие помехи, упрощая и теряя в правдоподобности.

Взлетный вес Изменение веса машины или его перераспределение внутри кабины очень заметно влияют на летные характеристики самолета. Его увеличение хотя бы на треть потребует от пилота пересмотра многих привычных действий при управлении машиной. А при выполнении маневров с перегрузкой, вес машины может увеличиваться в несколько раз!

Избыточный вес резко увеличивает скорость сваливания и уменьшает максимально допустимый угол атаки крыла. Самолет начинает реагировать на малейшее перетягивание ручки срывом, вывод из которого получается медленным из-за необходимости набирать более высокую скорость.

При взлете перегруженная машина разгоняется дольше, в момент отрыва летит быстрее, но высоту набирает медленнее. При резком маневрировании самолет как будто «проваливается мимо крыльев», меняются привычные характеристики устойчивости. На посадке приходится заходить по очень пологой глиссаде, удерживая избыточную скорость вплоть до самого касания. Попытки «затормозить крылом» приведут к стремительной просадке, даже если поток не сорвется с крыла.

Перераспределение массы внутри машины меняет ее центровку.

Хвост или нос становятся более тяжелыми – это изменяет характеристики