Was ist die Physik von Seitenwindlandungen für große Flugzeuge?

Wenn der Wind beim Aufsetzen auf die hohe Finne einwirkt, gibt es einen Giereffekt oder drückt der Wind das Flugzeug gegen den Wind? Und mit welcher Ruderkorrektur ist zu rechnen?

Nehmen wir zur Veranschaulichung einen starken Seitenwind aus 90° von rechts mit einer 747 auf einer trockenen, nicht kontaminierten Piste an.

Sobald das Flugzeug fest auf der Landebahn steht, wirkt der Wind auf das gesamte Flugzeug, wobei der Seitenwind es gegen den Wind drückt und die Seitenkraft hinter dem Schwerpunkt (insbesondere wegen des Höhenleitwerks) größer ist als die Seitenkraft vor dem Schwerpunkt , gibt es gleichzeitig einen Netto-Giereffekt, der das Flugzeug um den Schwerpunkt in den Wind drehen will.

Vielleicht ist es am besten, sich die Pedalverschiebung des Seitenruders nicht nur als Position des Seitenruders vorzustellen, sondern auch als Funktion des Bugfahrwerks. Während es einige 747er gab, die keine Verbindung zwischen der Bugfahrwerkssteuerung und den Seitenruderpedalen hatten, war dies bei den meisten der Fall (zumindest bei denen, die ich flog). Überlegen Sie nun, was Sie tun müssen, um das Flugzeug dorthin zu bringen, wo Sie es haben möchten, in die gewünschte Richtung zu zeigen und tatsächlich in die gewünschte Richtung zu fliegen.

Was Sie am Ende haben möchten, ist die Längsachse des Flugzeugs auf der Mittellinie der Landebahn, die Nase zeigt direkt auf die Mittellinie und das Flugzeug bewegt sich tatsächlich gerade auf der Mittellinie. Nehmen wir an, es ist Ihnen gelungen, das Flugzeug in diesen Zustand zu bringen. Um es bei unserem starken rechten Seitenwind von 90 ° zu halten, würden Sie das rechte Querruder verwenden, um zu verhindern, dass der Wind sozusagen unter den Aufwindflügel gelangt, und ein linkes Seitenruder. Wie viel würde davon abhängen, ob Sie Seitenruderpedale hatten, die mit der Bugfahrwerkssteuerung verbunden waren, von Ihrer Geschwindigkeit, Ihrem Gewicht und wann Sie anfingen, die Pinne zum Steuern zu verwenden. Ich habe die Details der Verbindung zwischen der Bugfahrwerkslenkung und den Seitenruderpedalen vergessen, aber sie ist nicht linear, und soweit ich mich erinnere, können Sie das Bugfahrwerk geradeaus verfolgen, obwohl Sie ein Seitenruder verwenden.

Bei einer 747 würden Sie sie verwenden, sobald Sie auf Pinnengeschwindigkeit abgebremst haben, und auf einer trockenen, nicht kontaminierten Landebahn hindern Sie das Haupt- und Flügelfahrwerk daran, sich seitwärts zu bewegen, und das Bugfahrwerk steuert zumindest Ihre Bewegungsrichtung bei den stärksten Winden, bei denen ich operierte, sagen wir 40-45 Knoten oder so.

Wenn Sie sich nach dem Aufsetzen fest auf der Landebahn befinden, stehen die Chancen gut, dass Sie weder genau auf der Mittellinie noch genau auf die Landebahn gerichtet sind. Ihre erste und zweite Illustration befassen sich damit, von einem nicht idealen Touchdown dorthin zu gelangen, und wenn ich sie verstehe, sind sie richtig. Wenn Sie sich rechts von der Mittellinie befinden, können Sie eine Drift nach links zulassen. Wenn Sie auf der linken Seite nicht viel Platz haben, müssen Sie aktiv werden, um zur Mittellinie zu gelangen.

Fazit: Wind „drückt“ nicht auf das Flugzeug. Die genaueste und konsistenteste Art, über Wind nachzudenken, ist, dass es sich einfach um eine Bewegung der gesamten Luftmasse in Bezug auf den Boden handelt. Bis die Räder auf die Landebahn treffen, „fühlt“ das Flugzeug keinen Wind. Es fliegt in der Luftmasse genau gleich (in Bezug auf die Luftmasse), unabhängig davon, wie schnell sich die Luftmasse über den Boden bewegt. Die Landung auf einem Flugzeugträgerdeck ist eine gute Analogie, um dies zu verdeutlichen. Wenn es 60 Knoten Wind gäbe, das Boot aber mit 60 Knoten Wind über den Ozean fährt, dann würde ein auf dem Deck stehender Matrose keinen Wind "fühlen", und das auf dem Deck landende Flugzeug würde sich in jeder Hinsicht verhalten , genau so, als würde man bei ruhigem Wind auf einer landgestützten Landebahn landen.

Das Problem ist einfach, in welche Richtung das Flugzeug zeigt, und die Folgen des Aufpralls auf der Landebahn mit der Trägheit der Flugzeuggeschwindigkeit relativ zum Boden, die in eine andere Richtung zeigt als die Richtung, in die die Räder zeigen. Es ist genau das gleiche Problem wie Sie hätte, wenn Sie einen Skisprung ausgeführt und mit den Skiern gelandet wären, die 20 Grad zu einer Seite der Richtung zeigen, in die Sie sich bewegen. Wenn die Skier den Schnee in einem Winkel zu der Richtung treffen, in der sie sich über den Schnee bewegen (oder das Flugzeug Wenn die Räder auf einer Seite der Landebahnausrichtung auf die Landebahn treffen, wird eine Seitenlast auf die Räder ausgeübt, die eine Kraft auf das Flugzeug ausübt, die dazu führen kann, dass es umkippt oder das Fahrwerk beschädigt wird Flugzeug (Die B-52 ist ein Beispiel),Die Räder waren auf Laufrollen montiert, die es ihnen ermöglichten, von links nach rechts frei zu rollen, und die es dem Flugzeug ermöglichten, sicher zu landen, wobei der Rumpf falsch ausgerichtet war (aber die Räder ausgerichtet waren) und die Bodenspur des Flugzeugs.

Was der Pilot also tut, wenn er kurz vor dem Aufsetzen das Seitenruder hinzufügt, ist einfach, einen Versuch zu unternehmen, den Rumpf mit der Bodenspur des Flugzeugs auszurichten, so dass diese Seitenlasten auf das Fahrwerk minimiert werden. Wenn er dies zu früh tut und das Steuerkreuz nicht kreuzt, um eine leichte Schräglage gegenüber dem Schwimmwinkel herzustellen und aufrechtzuerhalten, wird das Ruder eine leichte Wenderate (Kursänderung) bewirken, die, wenn sie nicht korrigiert wird, eine Wende des Flugzeugs bewirkt. und dann driften, gegen den Wind. Aus diesem Grund wird diese Rudereingabe im letztmöglichen Moment ausgeführt, kurz vor dem Aufsetzen. Wenn dies früher geschehen ist, muss der gegen den Wind gerichtete Flügel durch ein quergesteuertes Querruder abgesenkt werden, um diese Richtungsänderung und Abdrift gegen den Wind zu verhindern.

Aber das Ziel besteht einfach darin, den Flugzeugrumpf mit der Bodenspur auszurichten, die, wenn der Anflug richtig geflogen wird, mit der Landebahnmittellinie ausgerichtet sein sollte. Sobald die Räder auftreffen, wird natürlich die Reibung der Räder mit dem Boden die Bodenspur des Flugzeugs in einer geraden Linie die Landebahn hinunterbewegen lassen.