Ist es möglich, sich von einem flachen Spin zu erholen?

Die F-14 ist etwas Besonderes; Um den Flatspin zu stoppen, müssen Sie am Stick ziehen . Dann kann der Schleuder wiederhergestellt werden.

Dies unterscheidet sich von dem, was Sie über normale Spins lernen, wo das Drücken des Sticks eine bessere Wiederherstellungsmethode wäre. Bei einem flachen Spin dominiert der vordere Rumpf die aerodynamischen Kräfte, und wir alle wissen, dass es keine Steuerflächen gibt, die diese Strömung beeinflussen könnten. Flügel und horizontale Flächen sind vollständig getrennt, und die Höhenruderauslenkung ist größtenteils nutzlos. Wie andere bereits angemerkt haben, kann ein flacher Spin nur gestoppt werden, indem der Schwerpunkt nach vorne verschoben oder ein Spin Chute eingesetzt wird . Die F-14 war eine Ausnahme.

Drehen der F-14

Schon früh verlor die Marine mehrere F-14 aufgrund von Flat Spins. Dann untersuchten sie das Phänomen am Pax River , und am Ende fand Bill Bihrle heraus, dass das Höhenruder den Luftstrom von den beiden vertikalen Leitwerken der F-14 abschirmt, wenn der Steuerknüppel gedrückt wird, sich aber aus dem Weg bewegt, wenn der Steuerknüppel ganz herausgezogen wird achtern. Sie müssen wissen, dass der Aufzug der F-14 eine voll fliegende Oberfläche ist, und der Bewegungsbereich reicht von -20° bis +70°. Bei +70° ist es fast auf einer Linie mit dem Luftstrom in einem flachen Trudeln, und jetzt sind die Seitenleitwerke nicht mehr hinter dem Höhenruder. Sie können nun die hohe Gierrate reduzieren, was wiederum das hohe Aufstellmoment des rotierenden Rumpfes reduziert. Mit dem niedrigeren Trägheits-Aufstellmoment muss das Höhenruder dann zurück in die Neutralstellung bewegt werden, und der Widerstand von Flügel und Höhenruder reicht aus, um das Flugzeug vollständig nach unten und aus dem Trudeln zu bringen.

Von Natur aus stabile Nurflügler treten niemals in eine flache Drehung ein; Ihre Spinmodi sind alle ziemlich steil, da kein starkes Trägheitsmoment aus der Längsverteilung der Massen vorhanden ist.

Einfluss der Massenverteilung

Ich denke, ich muss jetzt das Trägheitsmoment erklären, das die hohe Nicklage in einigen Flugzeugen verursacht. Die Rotationsachse des Dralls liegt nahe der Nase des Flugzeugs, und das Heck hat den größten Abstand von dieser Achse. Beim Flatspin liegt die Rotationsachse noch weiter hinten, nahe am Schwerpunkt. Alle Teile des Flugzeugs drehen sich mit der gleichen Gierrate, und die Zentrifugalkraft aus dieser Gierbewegung wächst linear mit dem Abstand von der Drehachse. Dieser Unterschied in der Zentrifugalkraft entlang der Längskoordinate des Flugzeugs zieht das Flugzeug in eine nahezu horizontale Lage.

Sehen Sie sich diesen Film des sich drehenden XB-70 an, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie er aussieht. Je nach Höhenrudereinstellung liegt die Drallachse irgendwo zwischen dem Cockpit und der vorderen Spitze des Flügeldreiecks. Mit der beschädigten Konfiguration (Ohne Ton für keine Ablenkung aufpassen) erhalten Sie einen typischen flachen Spin mit der Spinachse nahe am Schwerpunkt, da auf den meisten Oberflächen nur wenige Sogkräfte wirken - nur der Luftwiderstand und der Nasenwirbel (mehr dazu weiter unten ) bleiben übrig.

Wie man Flatspins vermeidet

Wenn Sie eine Konfiguration haben, die zu Flatspins neigt, müssen Sie die Form der Rumpfspitze ändern. Eine rotierende Rumpfspitze mit hohem Anstellwinkel erzeugt Wirbel an ihrer Seite, und das Giermoment dieser Wirbel wird mit zunehmender Gierbewegung stärker. Aus diesem Grund ist ein flacher Spin selbststabilisierend. Eine Möglichkeit, diese Wirbel zu unterdrücken, besteht darin, entlang der Nase kleine Spoilerstreifen zu platzieren (die die Wirbelposition fixieren und diesen selbststabilisierenden Effekt verringern), und eine andere, die Nasenform flacher zu gestalten.

Leider ist dies nur lange vor dem Start möglich.

Antwort auf Ihre Frage

Bezüglich des „Top Gun“-Szenarios: Wenn die F-14 in einem hohen Anstellwinkel ist und der Düsenstrahl sie asymmetrisch trifft, könnte das Flugzeug ins Trudeln geraten. Aber von da an ist es noch ein weiter Weg bis zum voll entwickelten Flatspin, und ich würde erwarten, dass sich ein geübter Pilot von diesem momentanen Ärger erholen könnte.

Der Schlüssel zur Erholung von einem flachen Trudeln liegt teilweise in der Konstruktion des Flugzeugs (Kunstflugzeuge sind so gebaut, dass sie "flachere" Trudeln als normale Flugzeuge bewältigen und sich leichter erholen), teilweise in der Beladung (insbesondere der Position des Schwerpunkts) und teilweise darin, wie "flach" der Spin tatsächlich ist.
Es wird für jedes Flugzeug einen Punkt geben, an dem Sie einfach nicht die Kontrollbefugnis haben, sich zu erholen (abgesehen von etwas Extremem wie dem Anbringen von JATO-Flaschen am Flügel und dem Abfeuern entgegen der Drehrichtung, um die Rotation zu stoppen).

Es gibt jedoch definitiv Fälle, in denen sich Piloten von einem flachen Trudeln erholen konnten – ein Beispiel dafür ist die Geschichte von Piper Owner, auf die Jay Carr hingewiesen hat. Flugzeuge können sich manchmal sogar von selbst erholen, wie zum Beispiel der "Kornfeldbomber" , der sich nach dem Abwurf des Piloten tatsächlich selbst erholte .

Ich kann den Artikel nicht finden, aber ich erinnere mich, dass ich zu Beginn meiner Ausbildung eine Geschichte über einen Ausbilder und einen Schüler gelesen habe, die beim Üben von Strömungsabrissen versehentlich ins Trudeln geraten sind. Der Spin ging flach und sie konnten sich nur erholen, indem sie buchstäblich nach vorne auf den Blendschutz kletterten, um den Schwerpunkt weit genug nach vorne zu bewegen, dass die Nase fiel und normale Spin-Recovery-Verfahren wirksam waren.

Flat Spins werden am besten vermieden, indem man Spins vollständig vermeidet und indem man prompte und korrekte Erholungseingaben anwendet, wenn ein Spin versehentlich eingegeben wird (Spins neigen dazu, „flach zu werden“, während sie fortschreiten, daher minimiert eine frühzeitige Erholung das Risiko eines "normaler" Spin, der flach wird).
Wie einfach diese Erholung ist, hängt von der Beladung (Schwerpunkt) des Flugzeugs ab – wie oben am Beispiel „Aufstieg auf den Blendschutz“ dargestellt.

Ich habe mich von einem Flat Spin erholt, als ich ein verärgertes Training in einem Extra300L gemacht habe. Hier ist das Video (Sie werden bei 0:33 einen sekundären Stall bemerken, weil ich im Tauchgang zu stark gezogen habe).

Interessant ist, wie man in so ein Trudeln kommt: Erst geht man ins Trudeln, und lässt es sich voll entfalten, dann macht man alles falsch: Vollgas geben, Krank zurückziehen, und das „weiche“ Ruder in die Richtung drücken des Spins.

Was passiert, ist sehr interessant: Der Spin beginnt sich zu beschleunigen, wenn sich der Drehpunkt von irgendwo vor der Nase nach hinten bewegt, bis er sich im Flugzeug befindet und sich die Nase in eine Richtung bewegt (z. B. Backbord) und das Heck in die andere Richtung (Steuerbord). ). Es dreht sich ein paar Mal pro Sekunde.

Die Erholung war beim Extra300L ziemlich normal: einfach PARE, und Sie sind in einer Sekunde draußen (das fühlt sich an wie eine Stunde)

Jeder Flugzeugtyp hat seine eigene Art zu drehen. Es kann auch vorkommen, dass es einen unregelmäßigen Spinverlauf mit teilweise flachem Spin gibt.

Bei einem Flatspin haben Sie fast keine Kontrolle über die Steuerung, aber der Schwerpunkt (CoG) in einer vorderen Position (alle Flugzeuge sind normalerweise so konstruiert) wird den Flatspin in einen Dive-Spin umwandeln und so wieder gewinnen Autorität auf dem Ruder können Sie früher aus dem Trudeln herauskommen.

Es ist das höhere Gewicht in der vorderen Position zusammen mit der Schwerkraft, die die Hauptursache für die Umwandlung eines flachen Trudelns in einen Sturzwirbel ist. Die meisten modernen Leichtflugzeuge sind so konstruiert, dass sie automatisch aus einer Drehung aussteigen, auch ohne dass der Pilot etwas zu tun hat. Es ist auch ziemlich einfach, einen Spin zu verlassen, aber wie, ist von Flugzeug zu Flugzeug unterschiedlich. Üblicherweise stellt man volles Seitenruder gegen die Drallrichtung, drückt den Steuerknüppel langsam etwas nach vorne und wartet. Kunstflugzeuge genießen es, Drehungen ohne zusätzliche Risiken im Vergleich zum normalen Flug zu machen.

Das eigentliche Problem ist der hohe Höhenverlust beim Warten auf den Ausstieg aus dem Trudeln. Das Flugzeug wird eine hohe vertikale Geschwindigkeit haben, daher entsteht die Gefahr, wenn zu Beginn des Trudelns nicht genügend Höhe vorhanden ist. Eine Drehung während der Landung ist normalerweise tödlich. Bei unbegrenzter Höhe würde jedes Flugzeug rechnerisch früher oder später aus jeder Art von Drehung herauskommen, einfach aufgrund von Luftreibung, aber das ist Theorie, da die Höhe immer ziemlich begrenzt ist. Ein weiteres Problem für Drehungen ist, dass Sie möglicherweise nicht erkennen, dass Sie sich drehen, und daher falsche Maßnahmen ergreifen.

Militärjets sind anders. Sie sind so aufgebaut, dass sie für eine bessere Reaktivität dynamisch instabil sind. Ich weiß nicht viel über sie. Mit einem CoG in einer Vorwärtsposition sollten sie jedoch auch einen Flat Spin in einen Dive Spin umwandeln. Das Hauptproblem ist immer noch genügend Höhe. Ein paar Drehungen können alles sein, was Sie haben, bevor Sie den Boden erreichen.

Um absichtlich in eine Drehung einzutreten, benötigen Sie eine niedrige Geschwindigkeit. Es ist ein Stall-Zustand von nur einem Flügel, der abfällt und eine Autorotation beginnt, die sich dann in eine Drehung umwandelt. All dies kann mit genügend Geschwindigkeit leicht vermieden werden. Selbst wenn die Motoren aus sind, können Sie immer mit der gewünschten Geschwindigkeit zu Boden gleiten.

Eine flache Drehung ist eine Drehung, bei der sich das Flugzeug in einem ausgeglichenen Zustand befindet . Es dreht sich einfach rund und rund wie ein Kreisel. Es wird sich nicht erholen, da die auf das Flugzeug wirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind. Steuerung und Motorleistung werden völlig wirkungslos.

Kann es passieren? Ja, je nach Flugzeugdesign und Schwerpunkt. Wenn CG achtern ist, ist es wahrscheinlicher.

Wie vermeiden? Um zu drehen, müssen Sie zuerst stallen . Das Vermeiden von Strömungsabrissen und die richtigen Verfahren zur Wiederherstellung des Strömungsabrisses sind gangbare Wege.

Mein Ausbilder, ein Militärpilot, erzählte uns, dass ein F-16-Pilot beim Herumspielen ins Trudeln geriet. Er wollte nicht aussteigen, da die Bänder zeigen würden, dass er alleine ein völlig gutes Flugzeug verloren hat, nicht durch Ausfälle oder Unfälle. Er kletterte aus dem Cockpit in Richtung Nase. Dies störte das Gleichgewicht und kippte die Nase nach unten. Dann kletterte er zurück und holte das Flugzeug zurück.

Ich nahm einen CFI-Studenten zum obligatorischen Spin-Training in einer Cessna 152 Aerobat mit. Er machte 3 Drehungen nach rechts und erholte sich. Nachdem er seine 3 Drehungen nach links beendet hatte, funktionierte die Wiederherstellungsprozedur nicht, also sagte ich ihm, er solle es wiederholen. Die zweite Bergung schlug ebenfalls fehl, also übernahm ich die Kontrolle. Die Drehung zu diesem Zeitpunkt hatte sich zu einer flachen Drehung mit der Nase zum Horizont und einer viel schnelleren Drehung als normal um die Mitte des Flugzeugs und einer sehr hohen Sinkgeschwindigkeit entwickelt. Ich habe auch das Wiederherstellungsverfahren ohne Erfolg versucht.

Vor dem Flug brachte mir der Schüler die Spin-Recovery-Technik bei, als wäre ich der Schüler. Obwohl ich schon tausendmal gehört hatte, „das Steuerrad zügig nach vorne zu bewegen“, dachte ich diesmal darüber nach, warum „zügig“ so wichtig war. Ich erinnerte mich an mein Grübeln inmitten unserer flachen Drehung, mit dem Joch ganz nach vorne. Dann brachte ich das Joch zurück in die hintere Position und warf es wieder "schnell" nach vorne. Als ich das tat, bemerkte ich ein leichtes Schaukeln in der Neigung des Flugzeugs. Ich wiederholte dies, schlug das Joch ganz nach hinten und wieder nach vorne. Jedes Mal schaukelte das Flugzeug mehr und mehr. Nachdem dies ungefähr 6 Mal gemacht wurde, schaukelte (nickte) das Flugzeug weit genug mit der Nase nach unten, um den Luftstrom über das Ruder wiederzugewinnen und eine Erholung zu ermöglichen.

Dem Schüler und mir war extrem schwindelig, nachdem wir uns so lange so schnell gedreht hatten. Der Schüler war von dem Erlebnis so geschockt, dass er seine Flugausbildung aufgab.

Zurück in der Flugschule habe ich den Vorfall gemeldet. Ein Mechaniker sagte mir, dass es manchmal mit der richtigen Kraftstoffmenge in den Tanks, etwa halb voll, zu einem flachen Durchdrehen kommen kann. Er sagte, dass die anfängliche Drehung den Treibstoff an die Enden der Flügel schleudern kann – dies kann in Verbindung mit der Drehung eine Art Kreiseleffekt erzeugen und das Flugzeug in eine flache Drehung zwingen. Ich bin mir nicht sicher, ob das stimmt, aber es schien damals plausibel, weil wir halbe Tanks hatten.

Ich behaupte nicht, dass dies der richtige Weg ist, um sich in jedem Flugzeug von einem flachen Trudeln zu erholen, aber zu der Zeit waren mir die Optionen ausgegangen, und dies scheint mein Leben gerettet zu haben.

Die beste Wiederherstellungstechnik für einen Flat Spin ist von Flugzeug zu Flugzeug unterschiedlich. Ich hatte ein ferngesteuertes Modellflugzeug mit einem im Grunde konventionellen Hochdecker-Design (aber ein gutes Stück V-Form und keine Querruder), das in einen sehr flachen Trudel versetzt werden konnte. Eine Wiederherstellung war NUR möglich, wenn ich Strom anlegte; Seiten- und Höhenruder allein würden es nicht tun. Tatsächlich würde das Hinzufügen von Leistung das Flugzeug aus dem Trudeln bringen, selbst wenn das Seiten- und Höhenruder zentriert bleiben würden. Dann fügte ich dem Flügel Querruder hinzu und stellte fest, dass das Anbringen von Querrudern IN den Spin auch eine effektive Wiederherstellungstechnik war. Auch diese Technik war effektiv genug, um eine Wiederherstellung zu bewirken, selbst wenn Seiten- und Höhenruder zentriert gehalten würden.

Ich flog 7 Jahre lang (1961 bis 1968) Harvards in Calgary (CYYC) und machte Cloud Seeding (Hagelunterdrückung). Die vormodifizierten MK2 würden gelegentlich in einen Flat-Spin geraten. Wir haben es nicht geübt, aber uns wurde gesagt, dass wir die AT6-Nase mit voller Kraft nach oben und dann nach unten schaukeln und gleichzeitig die Steuersäule ganz zurückziehen und dann gleichzeitig die Steuersäule ganz nach vorne drücken sollen Strom zurück in den Leerlauf ziehen. Hoffentlich würde dies den AT6 zwingen, die Nase nach unten zu bekommen, um Geschwindigkeit aufzubauen. Dann zum Horizontalflug zurückkehren. Sie korrigierten dann AT6-Flat-Spins, indem sie Bleigewichte zu den Motorhalterungen hinzufügten, die vor dem CofG liegen. Bei den MK4 wurde das vordere Zusatzgewicht während der Herstellung eingebaut, wodurch das Problem gelöst wurde. JH

Flat Spin ist das Worst-Case-Szenario eines Pilotenfehlers und tödlich für alle Flugzeugtypen, mit Ausnahme von Jägern, und mit einem Schub-zu-Gewicht-Verhältnis von nicht weniger als 0,72-0,75. Somit geht sogar ein militärischer A10 verloren, geschweige denn ein Passagierflugzeug. Moderne Flugzeuge haben jedoch einen CG mit massiven Triebwerken zur Nase verschoben und haben die Möglichkeit, die Nase nach unten zu bewegen, wenn sie sich in einem frühen Stadium des Flat Spin befinden. Wenn es entwickelt ist und das Flugzeug als fallendes Blatt geht oder sich dreht, gibt es keine Chance, sich zu erholen.