Демонстрация контролируемого удара (или, как говорят, Крушение в пустыне ) была совместным проектом NASA и Федерального управления гражданской авиации (FAA), в рамках которого было намеренно разбито дистанционно управляемое воздушное судно Boeing 720 для сбора данных и тестирования новых технологий, помогающих пассажирам и экипажу выживать. Крушение потребовало более четырех лет подготовки со стороны NASA Ames Research Center , Langley Research Center , Dryden Flight Research Center , FAA и General Electric . После многочисленных испытательных запусков самолет потерпел крушение 1 декабря 1984 года. Испытание в целом прошло по плану и произвело большой огненный шар, на тушение которого потребовалось более часа.
FAA пришло к выводу, что около четверти пассажиров выжили бы, что испытательное топливо из керосина с антизапотевающим эффектом не смогло в достаточной степени снизить риск возгорания, и что необходимо внести несколько изменений в оборудование пассажирского салона самолета. NASA пришло к выводу, что индикатор на лобовом стекле и микроволновая система посадки помогли бы пилоту более безопасно управлять самолетом.
NASA и Федеральное управление гражданской авиации (FAA) провели совместную программу по приобретению, демонстрации и проверке технологии для улучшения выживаемости пассажиров транспортных самолетов при крушении с использованием большого четырехмоторного дистанционно пилотируемого транспортного самолета в контролируемой демонстрации удара (CID). Программа CID проводилась в исследовательском центре Драйдена исследовательского центра NASA Ames (Ames-Dryden) в Эдвардсе, Калифорния , с использованием дистанционно управляемого транспортного самолета Boeing 720 и была завершена в конце 1984 года. Целями программы CID были демонстрация снижения послеаварийного пожара за счет использования топлива, предотвращающего запотевание, получение структурных данных о транспортных авариях и демонстрация эффективности существующих улучшенных систем фиксации сидений и структурных систем салона. [2] Boeing 720 (бортовой номер N833NA [1] ) был приобретен новым FAA в 1960 году в качестве учебного самолета. [3] После более чем 20 000 часов и 54 000 циклов взлета и посадки срок его службы подошел к концу. [3] В 1981 году самолет был передан в NASA-Ames/Dryden Flight Research Center для программы CID. [3]
Добавка FM-9 от ICI , высокомолекулярный длинноцепочечный полимер , при смешивании с топливом Jet-A образует антизапотевающий керосин (AMK). AMK продемонстрировал способность подавлять воспламенение и распространение пламени выпущенного топлива в имитированных ударных испытаниях. AMK нельзя вводить непосредственно в газотурбинный двигатель из-за нескольких возможных проблем, таких как засорение фильтров. AMK необходимо восстановить почти до Jet-A перед введением в двигатель для сжигания. Это восстановление называется деградацией и было выполнено на Boeing 720 с использованием устройства, называемого деградатором. Каждый из четырех двигателей Pratt & Whitney JT3C -7 имел деградатор, изготовленный и установленный General Electric (GE) для разрушения и возвращения AMK к качеству, близкому к Jet-A.
В дополнение к исследованиям AMK, исследовательский центр NASA Langley был вовлечен в эксперимент по измерению структурной нагрузки, который включал использование манекенов с приборами в сиденьях пассажирского салона и кабины. Перед последним полетом в 1984 году более четырех лет усилий было потрачено на попытки установить окончательные условия удара, которые FAA посчитало бы пригодными для выживания.
В течение серии из 14 полетов General Electric установила и испытала четыре деградатора (по одному на каждом двигателе); FAA усовершенствовала AMK, смешивая, тестируя и заправляя полноразмерный самолет. Во время полетов самолет совершил около 69 заходов на посадку на высоту около 150 футов (46 м) над подготовленным местом крушения под дистанционным управлением. Эти полеты использовались для введения AMK по одному шагу за раз в некоторые топливные баки и двигатели с одновременным контролем производительности двигателей. Во время тех же полетов Исследовательский центр полетов Драйдена NASA также разработал методы дистанционного пилотирования, необходимые для того, чтобы Boeing 720 мог летать в качестве беспилотного самолета. Первоначальная попытка полномасштабного испытания была отменена в конце 1983 года из-за проблем с соединением по восходящей линии связи с 720; если бы восходящая линия связи не работала, наземный пилот больше не мог бы управлять самолетом.
Утром 1 декабря 1984 года испытательный самолет вылетел с авиабазы Эдвардс, Калифорния , совершил левый вылет и поднялся на высоту 2300 футов (700 м). Самолетом дистанционно управлял пилот-исследователь НАСА Фицхью Фултон из NASA Dryden Remotely Controlled Vehicle Facility. Все топливные баки были заполнены в общей сложности 76 000 фунтов (34 000 кг) AMK, и все двигатели работали от запуска до удара (время полета составило 9 минут) на модифицированном Jet-A. Затем он начал снижение-посадку по глиссаде примерно в 3,8 градуса на специально подготовленную взлетно-посадочную полосу на восточной стороне озера Роджерс Драй , при этом шасси оставались убранными.
Пройдя высоту принятия решения в 150 футов (46 м) над уровнем земли (AGL), самолет слегка повернул вправо от желаемого пути. Самолет вошел в ситуацию, известную как Dutch Roll . Немного выше точки принятия решения, в которой пилот должен был выполнить « уход на второй круг », высоты, казалось, было достаточно, чтобы маневрировать обратно к центральной линии взлетно-посадочной полосы. Самолет находился ниже глиссады и ниже желаемой воздушной скорости. Системы сбора данных были активированы, и самолет был готов к удару.
Самолет коснулся земли, левое крыло низко, на полном газу, с носом самолета, направленным влево от центральной линии. Планировалось, что самолет приземлится на уровне крыльев, с дросселями, установленными на холостой ход, и точно на центральной линии во время CID, что позволило фюзеляжу остаться целым, поскольку крылья были разрезаны восемью столбами, зацементированными на взлетно-посадочной полосе (названными «Носорогами» из-за формы «рогов», приваренных к столбам). Boeing 720 приземлился перекошенным. Один из «Носорогов» прорезал двигатель номер 3, позади форсунки, оставив двигатель на пилоне крыла, что обычно не происходит при ударе такого типа. Затем тот же носорог прорезал фюзеляж, вызвав пожар в салоне, когда горящее топливо смогло попасть в фюзеляж.
Отключение двигателя номер 3 и ситуация с полным газом были значительными, так как это было за пределами диапазона испытаний. Двигатель номер 3 продолжал работать примерно 1/3 оборота, [4] разлагая топливо и воспламеняя его после удара, обеспечивая значительный источник тепла. Пожар и дым тушились более часа. Удар CID был впечатляющим с большим огненным шаром, созданным двигателем номер 3 с правой стороны, окутывающим и сжигающим самолет. С точки зрения AMK испытание было серьезным откатом назад. Для NASA Langley собранные данные по ударопрочности были признаны успешными и столь же важными.
Фактическое воздействие показало, что испытанная противотуманная присадка не была достаточной для предотвращения пожара после аварии при любых обстоятельствах, хотя снижение интенсивности первоначального пожара было отнесено к эффекту АМК. [5] [6]
Следователи FAA подсчитали, что 23–25% от полного состава самолета в 113 человек могли бы выжить в катастрофе. Время от выдвижения до полного затенения дымом для передней кабины составило 5 секунд, для задней кабины — 20 секунд. Общее время эвакуации составило 15 и 33 секунды соответственно, учитывая время, необходимое для того, чтобы добраться до дверей и открыть их, а также управлять трапом. Следователи назвали свою оценку возможности спасения через густой дым «крайне спекулятивной». [7]
В результате анализа крушения FAA ввело новые стандарты воспламеняемости для подушек сидений, которые требовали использования огнестойких слоев, в результате чего сиденья показали себя лучше, чем те, что были в испытании. [8] Оно также ввело стандарт, требующий механического крепления напольного освещения из-за очевидного отсоединения двух типов аварийных огней, прикрепленных клеем, во время удара. [9] Федеральные авиационные правила для частоты выборки данных бортового самописца по тангажу, крену и ускорению были признаны недостаточными. [10]
NASA пришло к выводу, что задача пилотирования при ударе была связана с необычно высокой рабочей нагрузкой, которую можно было бы снизить за счет использования лобового дисплея , автоматизации большего количества задач и монитора с более высоким разрешением. Также было рекомендовано использовать микроволновую систему посадки для повышения точности отслеживания по сравнению со стандартной системой посадки по приборам . На практике эту роль стала выполнять система Wide Area Augmentation System на основе Global Positioning System . [11]
был первый случай успешного полета четырехмоторного реактивного самолета (Boeing 720) с помощью дистанционного управления. Это также был первый случай успешного полета самолета исключительно на керосиновом топливе с антизапотевающим покрытием (AMK).
программы CID были: (1) демонстрация снижения послеаварийного пожара за счет использования топлива, предотвращающего запотевание (Клюг, 1985 г.), (2) получение структурных данных о транспортных авариях (Хайдук и Альфаро-Боу, 1985 г.) и (3) демонстрация эффективности существующих улучшенных систем сидений и структурных систем салона (Хайдук и Альфаро-Боу, 1985 г.).
