.jpg/1280px-F-GTAR_Air_France_(3698209485).jpg)
Реверс тяги , также называемый обратной тягой , представляет собой временное отклонение тяги авиационного двигателя , чтобы он действовал против движения самолета вперед, обеспечивая замедление . На многих реактивных самолетах установлены системы реверса тяги, которые помогают снизить скорость сразу после приземления, уменьшая износ тормозов и позволяя сократить посадочную дистанцию. Такие устройства существенно влияют на самолеты и считаются важными для безопасности полетов авиакомпаний . Имели место аварии с системами реверса тяги, в том числе со смертельным исходом.
Обратная тяга также доступна на многих винтовых самолетах за счет поворота винтов регулируемого шага на отрицательный угол. Эквивалентная концепция для корабля называется кормовым движением .
Разворот при посадке состоит из приземления, доведения самолета до скорости руления и, в конечном итоге, до полной остановки. Однако большинство коммерческих реактивных двигателей продолжают создавать тягу в прямом направлении даже на холостом ходу, препятствуя замедлению самолета. [1] Тормоза шасси большинства современных самолетов в нормальных условиях достаточны, чтобы остановить самолет самостоятельно, но в целях безопасности и для уменьшения нагрузки на тормоза необходим другой метод замедления . В сценариях, связанных с плохой погодой, когда такие факторы, как снег или дождь на взлетно-посадочной полосе, снижают эффективность тормозов, а также в чрезвычайных ситуациях, таких как прерванный взлет , [3] эта необходимость становится более явной. [4]
Простой и эффективный метод — изменить направление потока выхлопных газов реактивного двигателя на противоположное и использовать мощность самого двигателя для замедления. В идеале обратный поток выхлопных газов должен быть направлен прямо вперед. [5] Однако по аэродинамическим причинам это невозможно, и используется угол 135 °, что приводит к меньшей эффективности, чем было бы возможно в противном случае. Реверс тяги также можно использовать в полете для снижения скорости полета, хотя это нетипично для современных самолетов. [6] Существует три распространенных типа систем реверса тяги, используемых в реактивных двигателях: мишенная система, грейферная система и система холодного потока. Некоторые винтовые самолеты, оснащенные винтами изменяемого шага, могут реверсировать тягу, изменяя шаг лопастей винта. Такие устройства есть на большинстве коммерческих реактивных лайнеров, и они также находят применение в военной авиации. [5]
Малые самолеты обычно не имеют систем реверса тяги, за исключением специализированных применений. С другой стороны, большие самолеты (весом более 12 500 фунтов) почти всегда имеют возможность реверса тяги. Поршневые двигатели , турбовинтовые и реактивные самолеты могут быть сконструированы так, чтобы включать в себя системы реверса тяги.
Самолеты с винтовыми двигателями создают обратную тягу за счет изменения угла наклона винтов регулируемого шага так, что винты направляют тягу вперед. Эта функция обратной тяги стала доступной с разработкой гребных винтов регулируемого шага, которые изменяют угол лопастей гребного винта для эффективного использования мощности двигателя в широком диапазоне условий. Реверс тяги создается при уменьшении угла наклона винта от малого до отрицательного. Это называется бета-позицией. [7]
Самолеты с поршневыми двигателями, как правило, не имеют обратной тяги, однако турбовинтовые самолеты обычно имеют. [8] Примеры включают PAC P-750 XSTOL , [9] Cessna 208 Caravan и Pilatus PC-6 Porter .
Одним из особых применений реверсивной тяги является ее использование на многомоторных гидросамолетах и летающих лодках . Эти самолеты при приземлении на воду не имеют обычного метода торможения и должны полагаться на слалом и / или обратную тягу, а также на сопротивление воды, чтобы замедлиться или остановиться. Кроме того, обратная тяга часто необходима для маневрирования на воде, когда она используется для резких разворотов или даже движения самолета задним ходом - маневров, которые могут оказаться необходимыми для выхода из причала или пляжа. [ нужна цитата ]
На самолетах с реактивными двигателями реверс тяги достигается за счет направления реактивной струи вперед. Двигатель не работает и не вращается задним ходом; вместо этого используются устройства реверса тяги, чтобы блокировать взрыв и перенаправлять его вперед. Двигатели с высокой степенью двухконтурности обычно меняют тягу, изменяя только направление воздушного потока вентилятора, поскольку большая часть тяги создается этой секцией, а не активной зоной. Обычно используются три системы реверса тяги реактивных двигателей: [6]
Целевой реверсор тяги использует пару ковшовых или грейферных дверей с гидравлическим приводом для изменения направления потока горячего газа. [1] При тяге вперед эти створки образуют сопло двигателя. В первоначальной реализации этой системы на Боинге 707 [10] , которая до сих пор распространена, два реверсивных ковша были шарнирно закреплены, поэтому при развертывании они блокировали поток выхлопных газов назад и перенаправляли его вперед. Реверс этого типа виден в задней части двигателя во время развертывания. [6]
Внутренние реверсоры тяги используют дефлекторы внутри кожуха двигателя для перенаправления воздушного потока через отверстия в боковой части гондолы. [1] В турбореактивных и двухконтурных турбовентиляторных двигателях со смешанным потоком в одном типе используются грейферные дефлекторы с пневматическим приводом для перенаправления выхлопных газов двигателя. [6] [5] Реверсивные воздуховоды могут быть оснащены каскадными лопатками для дальнейшего перенаправления воздушного потока вперед. [5]
.jpg/1280px-PH-BVC_KLM_(3701878334).jpg)
В отличие от двух типов, используемых в турбореактивных двигателях и турбовентиляторных двигателях с малым байпасом, во многих турбовентиляторных двигателях с большим байпасом используется реверс холодного потока . В этой конструкции дефлекторы размещаются в перепускном канале для перенаправления только той части воздушного потока из секции вентилятора двигателя, которая обходит камеру сгорания . [4] Двигатели, такие как версии CFM56 A320 и A340, направляют воздушный поток вперед с помощью реверсора с поворотной дверцей , аналогичного внутренней раскладушке, используемой в некоторых турбореактивных двигателях. [11] Каскадные реверсоры используют каскад лопастей, который открыт втулкой по периметру гондолы двигателя , которая скользит назад с помощью пневматического двигателя. При нормальной работе лопатки обратной тяги заблокированы. При выборе система складывает двери, чтобы заблокировать выходное сопло холодного потока и перенаправить этот поток воздуха на лопатки каскада. [6]
В реверсорах с холодным потоком выхлоп из камеры сгорания продолжает создавать прямую тягу, что делает эту конструкцию менее эффективной. [1] [6] Он также может перенаправлять поток выхлопных газов активной зоны, если оснащен спойлером с горячим потоком. [5] Каскадная система холодного потока известна своей структурной целостностью, надежностью и универсальностью, но может быть тяжелой и ее трудно интегрировать в гондолы, в которых размещены большие двигатели. [12]
В большинстве конфигураций кабины реверс тяги устанавливается, когда рычаги управления тягой находятся в режиме холостого хода, оттягивая их еще дальше назад. [1] Реверс тяги обычно применяется сразу после приземления, часто вместе с интерцепторами , чтобы улучшить замедление на ранних этапах разбега при посадке, когда остаточная аэродинамическая подъемная сила и высокая скорость ограничивают эффективность тормозов, расположенных на шасси. Реверс тяги всегда выбирается вручную, либо с помощью рычагов, прикрепленных к рычагам тяги , либо путем перемещения рычагов тяги в «затвор» обратной тяги.
Раннее торможение, обеспечиваемое реверсом, может уменьшить крен при посадке на четверть и более. [5] Однако правила диктуют, что воздушное судно должно иметь возможность приземлиться на взлетно-посадочную полосу без использования реверса тяги, чтобы получить сертификат на посадку там в рамках регулярных авиалиний .
Как только скорость самолета снижается, обратная тяга отключается, чтобы обратный поток воздуха не выбрасывал мусор перед воздухозаборниками двигателя, где он может проглотиться, что приведет к повреждению посторонних предметов . Если этого требуют обстоятельства, можно использовать обратную тягу до полной остановки или даже для обеспечения тяги, толкающей самолет назад, хотя для этой цели чаще используются авиационные буксиры или буксиры . Когда обратная тяга используется для отталкивания самолета от ворот, этот маневр называется пауэрбэком . Некоторые производители предостерегают от использования этой процедуры в условиях гололеда, поскольку использование обратной тяги на земле, покрытой снегом или слякотью, может привести к тому, что слякоть, вода и антиобледенители взлетно-посадочной полосы попадут в воздух и прилипнут к поверхностям крыльев. [13]
Если полная мощность реверса тяги нежелательна, реверс тяги можно использовать с дроссельной заслонкой, установленной на мощность меньше полной, даже до мощности холостого хода, что снижает нагрузку и износ компонентов двигателя. Реверс тяги иногда выбирается на двигателях, работающих на холостом ходу, чтобы устранить остаточную тягу, особенно в условиях гололеда или скользкой поверхности, а также когда реактивная струя двигателей может привести к повреждению. [ нужна цитата ]
Некоторые самолеты, особенно российские и советские , могут безопасно использовать реверс тяги в полете, хотя большинство из них имеют винтовой привод. Однако многие коммерческие самолеты не могут этого сделать. Использование реверса тяги в полете имеет ряд преимуществ. Это позволяет быстро замедляться, обеспечивая быстрое изменение скорости. Он также предотвращает увеличение скорости, обычно связанное с крутыми пикированиями, позволяя быстро терять высоту , что может быть особенно полезно во враждебных условиях, таких как зоны боевых действий, а также при крутых заходах на посадку. [ нужна цитата ]
Серия авиалайнеров Douglas DC-8 была сертифицирована для работы с реверсивной тягой в полете с момента ввода в эксплуатацию в 1959 году. Безопасный и эффективный для облегчения быстрого снижения на приемлемых скоростях, он, тем не менее, вызывал значительную тряску самолета, поэтому фактическое использование на пассажирских рейсах было менее распространенным. и чаще встречается на грузовых и паромных рейсах, где комфорт пассажиров не имеет значения. [14]
Hawker Siddeley Trident , авиалайнер на 120–180 мест, был способен снижаться со скоростью до 10 000 футов/мин (3050 м/мин) за счет использования реверсивной тяги, хотя эта возможность использовалась редко.
Сверхзвуковой авиалайнер « Конкорд » мог бы использовать обратную тягу в воздухе для увеличения скорости снижения. Использовались только бортовые двигатели, а двигатели переводились в режим обратного холостого хода только в дозвуковом полете и когда самолет находился на высоте ниже 30 000 футов (9 100 м). Это увеличит скорость снижения примерно до 10 000 футов/мин (3 000 м/мин). [ нужна цитата ]
Boeing C-17 Globemaster III — один из немногих современных самолетов, использующих в полете реверс тяги. Самолет, произведенный компанией Boeing, способен в полете использовать реверс тяги на всех четырех двигателях для облегчения крутого тактического снижения со скоростью до 15 000 футов/мин (4600 м/мин) в боевых условиях (скорость снижения чуть более 170 миль в час или 274 км/ч). Lockheed C-5 Galaxy , представленный в 1969 году, также имеет возможность реверса в полете, но только на бортовых двигателях. [15]
Saab 37 Viggen (выведенный из эксплуатации в ноябре 2005 года) также имел возможность использовать реверсивную тягу как перед посадкой, чтобы сократить необходимую взлетно-посадочную полосу, так и при рулении после приземления, что позволяло многим шведским дорогам использоваться в качестве взлетно-посадочных полос во время войны .
Учебный самолет «Шаттл» , сильно модифицированный Grumman Gulfstream II , использовал обратную тягу в полете, чтобы имитировать аэродинамику космического корабля «Шаттл» , чтобы астронавты могли отрабатывать приземления. Похожий метод был использован на модифицированном Ту-154 , который имитировал российский космический корабль «Буран» . [ нужна цитата ]
Величина тяги и вырабатываемой мощности пропорциональны скорости самолета, что делает обратную тягу более эффективной на высоких скоростях. [2] [ самостоятельный источник? ] Для максимальной эффективности его следует применять сразу после приземления. [1] При активации на низких скоростях возможно повреждение посторонним предметом . Существует некоторая опасность того, что самолет с включенными реверсорами тяги на мгновение снова оторвется от земли как из-за эффекта обратной тяги, так и из-за эффекта подъема носа от интерцепторов . На самолетах, подверженных такому происшествию, пилоты должны позаботиться о том, чтобы занять устойчивое положение на земле, прежде чем применять реверс тяги. [2] Если применить его до того, как носовое колесо коснется земли, существует вероятность асимметричного раскрытия, вызывающего неконтролируемое отклонение от курса в сторону большей тяги, поскольку управление самолетом с помощью носового колеса является единственным способом сохранить управление. направления движения в этой ситуации. [1]
Режим реверсивной тяги используется лишь в течение части времени эксплуатации самолета, но сильно влияет на его конструкцию , вес, техническое обслуживание , характеристики и стоимость. Штрафы значительны, но необходимы, поскольку они обеспечивают останавливающее усилие для увеличения запаса безопасности, контроль направления во время разворотов при посадке, а также помогают при прерванном взлете и наземных операциях на загрязненных взлетно-посадочных полосах, где нормальная эффективность торможения снижается. Авиакомпании считают системы реверса тяги жизненно важной частью достижения максимального уровня безопасности эксплуатации самолетов . [12]
Использование реверса тяги в полете напрямую способствовало крушению нескольких самолетов транспортного типа:
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )