В авиации — фугоид или фугоид ( / ˈ f juː ɡ ɔɪ d / ) — это движение самолета, при котором самолетподнимаетсяи набирает высоту, а затем опускается и снижается, сопровождающееся ускорением и замедлением по мере движения «под гору» и «в гору». Это один из основныхрежимов динамики полетасамолета(другие включаюткороткий период,оседание крена,голландский крениспиральное расхождение).
Фугоид имеет почти постоянный угол атаки , но переменный шаг , вызванный повторяющимся обменом воздушной скоростью и высотой . Он может быть возбужден синглетом руля высоты (короткое, резкое отклонение с последующим возвратом в центральное положение), что приводит к увеличению шага без изменения балансировки от крейсерского состояния. По мере снижения скорости нос опускается ниже горизонта. Скорость увеличивается, и нос поднимается над горизонтом. Периоды могут варьироваться от менее 30 секунд для легких самолетов до минут для более крупных самолетов . Сверхлегкие самолеты обычно показывают период фугоида 15–25 секунд, и было высказано предположение [ кем? ] , что птицы и модели самолетов показывают конвергенцию между режимами фугоида и короткого периода. Классическую модель для периода фугоида можно упростить примерно до (0,85 раза от скорости в узлах ) секунд, но это действительно работает только для более крупных самолетов. [ необходимо дополнительное объяснение ]
Фугоиды часто демонстрируют пилотам-курсантам в качестве примера стабильности скорости самолета и важности правильного триммирования. Когда это происходит, это считается неприятностью, а в более легких самолетах (обычно показывающих более короткий период) это может быть причиной колебаний, вызванных пилотом .
Фугоид, для умеренной амплитуды, [1] происходит при фактически постоянном угле атаки, хотя на практике угол атаки фактически меняется на несколько десятых градуса. Это означает, что угол атаки сваливания никогда не превышается, и возможно (в секции <1g цикла) летать на скоростях ниже известной скорости сваливания. Модели свободного полета с крайне нестабильным фугоидом обычно сваливаются или делают петлю, в зависимости от тяги. [2]
Нестабильный или расходящийся фугоид вызывается, в основном, большой разницей между углами атаки крыла и хвоста. Устойчивый, уменьшающийся фугоид может быть получен путем строительства меньшего стабилизатора на более длинном хвосте, или, за счет тангажа и рыскания "статической" устойчивости, путем смещения центра тяжести назад. [ почему? ] [ необходима цитата ]
Аэродинамически эффективные самолеты обычно имеют низкое фугоидное демпфирование. [3] : 464
Термин «phugoid» был придуман Фредериком В. Ланчестером , британским аэродинамиком, который первым охарактеризовал это явление. Он вывел слово из греческих слов φυγή и εἶδος , что означает «подобный полету», но признал уменьшенную уместность этого вывода, учитывая, что φυγή означало полет в смысле «побег» (как в слове «беглец»), а не полет транспортного средства. [4]
В 1972 году самолет Aero Transporti Italiani Fokker F-27 Friendship , следовавший из Рима Фьюмичино в Фоджу, набирая высоту 13 500 футов, вошел в зону плохой погоды с локальной грозовой активностью. На высоте почти 15 000 футов самолет внезапно потерял 1200 футов высоты, и его скорость упала. Он начал совершать фугоидные колебания, из которых пилоты не смогли выйти. Самолет врезался в землю на скорости 340 узлов, что привело к гибели трех членов экипажа и всех пятнадцати пассажиров. [5]
В катастрофе Таншоннят C-5 в 1975 году , самолет ВВС США C-5 68-0218 с поврежденными органами управления полетом из-за отказа задней грузовой/герметичной двери столкнулся с фугоидными колебаниями, когда экипаж пытался вернуться на базу, и совершил аварийную посадку на рисовом поле рядом с аэропортом. Из 328 человек на борту погибло 153, что сделало эту катастрофу самой смертоносной с участием американских военных самолетов.
В 1985 году рейс 123 Japan Airlines потерял все гидравлические элементы управления после того, как его вертикальный стабилизатор сорвало из-за отказа задней переборки , и он вошел в фугоидное движение. В то время как экипаж смог поддерживать почти горизонтальный полет за счет мощности двигателя, самолет потерял высоту над горным хребтом к северо-западу от Токио, прежде чем врезаться в гору Такамагахара . С 520 погибшими это остается самой смертоносной катастрофой с участием одного самолета в истории.
В 1989 году рейс 232 авиакомпании United Airlines потерпел неконтролируемый отказ двигателя № 2 (хвостового), что привело к полному отказу гидравлической системы . Экипаж управлял самолетом только с помощью дроссельной заслонки . Особенно сложно было подавить фугоидную тенденцию. [6] Пилоты добрались до аэропорта Су-Гейтвей , но потерпели крушение во время попытки посадки. Все четыре члена экипажа (один из них был помощником капитана DC-10 в полете в качестве пассажира) и большинство пассажиров выжили.
Другим самолетом, который потерял всю гидравлику и испытал фугоид, был Airbus A300B4 , эксплуатируемый DHL , который был сбит ракетой класса «земля-воздух», выпущенной иракскими боевиками в 2003 году в Багдаде, когда DHL пыталась сбить его . Это был первый случай, когда экипаж благополучно посадил транспортный самолет, просто отрегулировав тягу двигателя.
Крушение самолета Helios, работающего на солнечной энергии, в 2003 году было спровоцировано реакцией на неправильно диагностированные фугоидные колебания, в результате которых конструкция самолета в конечном итоге превысила расчетные нагрузки. [7]
Чесли «Салли» Салленбергер, капитан рейса 1549 US Airways, совершившего вынужденную посадку в реке Гудзон 15 января 2009 года, заявил в беседе с Google, что посадка могла бы быть менее жесткой, если бы антифугоидное программное обеспечение, установленное на Airbus A320-214, не помешало ему вручную набрать максимальную подъемную силу в течение четырех секунд перед ударом о воду. [8]
