Phugoid
W lotnictwie phugoid lub fugoid / „ f juː ɡ ɔɪ d / to ruch samolotu, w którym pojazd podnosi się i wspina, a następnie opada i schodzi, czemu towarzyszy przyspieszanie i zwalnianie, gdy jedzie „w dół” i pod górę". Jest to jeden z podstawowych trybów dynamiki lotu statku powietrznego (inne obejmują krótki okres , osiadanie przechyłu , przechylenie holenderskie i spiralna dywergencja ) i jest klasycznym przykładem systemu z dodatnim sprzężeniem zwrotnym .
Szczegółowy opis
Phugoid ma prawie stały kąt natarcia, ale zmienne nachylenie , spowodowane powtarzającą się wymianą prędkości i wysokości . Może być wzbudzony przez steru wysokości (krótkie, ostre odchylenie, po którym następuje powrót do pozycji środkowej), co skutkuje wzrostem nachylenia bez zmiany trymu w stosunku do warunków przelotowych . Wraz ze spadkiem prędkości nos spada poniżej horyzontu. Prędkość wzrasta, a nos wznosi się ponad horyzont. Okresy mogą się różnić od poniżej 30 sekund dla lekkich samolotów do minut dla większych samolotów . Samoloty mikrolekkie zwykle wykazują okres fhugoidalny wynoszący 15–25 sekund i zostało to zasugerowane [ przez kogo? ] , że ptaki i modele samolotów wykazują zbieżność między modami phugoid i krótkookresowymi. Klasyczny model okresu phugoidalnego można uprościć do około (0,85 × prędkość w węzłach ) sekund, ale to naprawdę działa tylko w przypadku większych samolotów. [ potrzebne dalsze wyjaśnienia ]
Phugoidy są często demonstrowane studentom -pilotom jako przykład stabilności prędkości samolotu i znaczenia prawidłowego trymowania. Kiedy to nastąpi, jest uważane za uciążliwe, aw lżejszych samolotach (zwykle wykazujących krótszy okres) może być przyczyną oscylacji wywołanych przez pilota .
Phugoid, dla umiarkowanej amplitudy, występuje przy faktycznie stałym kącie natarcia, chociaż w praktyce kąt natarcia faktycznie zmienia się o kilka dziesiątych stopnia. Oznacza to, że kąt natarcia przeciągnięcia nigdy nie jest przekraczany i możliwe jest (w części cyklu <1g) latanie z prędkościami poniżej znanej prędkości przeciągnięcia. Modele lotu swobodnego z bardzo niestabilnym phugoidem zazwyczaj przeciągają się lub zapętlają, w zależności od ciągu.
Niestabilny lub rozbieżny phugoid jest spowodowany głównie dużą różnicą kątów padania skrzydła i ogona. Stabilny, malejący phugoid można osiągnąć, budując mniejszy stabilizator na dłuższym ogonie lub kosztem „statycznej” stabilności pochylenia i odchylenia, przesuwając środek ciężkości do tyłu. [ dlaczego? ] [ potrzebne źródło ]
Samoloty wydajne aerodynamicznie mają zazwyczaj niskie tłumienie fhugoidalne.
Termin „phugoid” został ukuty przez Fredericka W. Lanchestera , brytyjskiego aerodynamika, który jako pierwszy scharakteryzował to zjawisko. Wyprowadził to słowo z greckich słów φυγή i εἶδος , aby oznaczać „podobny do lotu”, ale uznał zmniejszoną stosowność tego wyprowadzenia, biorąc pod uwagę, że φυγή oznaczało lot w sensie „ucieczki” (jak w słowie „uciekinier”) zamiast pojazdu lot.
Wypadki lotnicze
W 1972 roku samolot Aero Transporti Italiani Fokker F-27 Friendship lecący z Rzymu Fiumicino do Foggii, wznosząc się na wysokość 4500 metrów, wjechał na obszar o złej pogodzie i lokalnych burzach. Na prawie 15 000 stóp samolot nagle stracił 1200 stóp wysokości, a jego prędkość spadła. Rozwinął oscylacje fhugoidalne, z których piloci nie mogli się wyleczyć. Samolot uderzył w ziemię z prędkością 340 węzłów. Zginęło trzech członków załogi i piętnastu pasażerów na pokładzie.
W wypadku Tan Son Nhut C-5 w 1975 r. , USAF C-5 68-0218 ze sterowaniem lotu uszkodzonym przez awarię tylnych drzwi ładunkowych / ciśnieniowych napotkał oscylacje fhugoidu, gdy załoga próbowała wrócić do bazy, i wylądował awaryjnie w pole ryżowe sąsiadujące z lotniskiem. Spośród 328 osób na pokładzie 153 zginęło, co czyni go najbardziej śmiertelnym wypadkiem z udziałem amerykańskiego samolotu wojskowego.
W 1985 roku Japan Airlines Flight 123 stracił wszystkie elementy sterujące hydrauliką po tym, jak jego statecznik pionowy zdmuchnął się z powodu awarii tylnej przegrody ciśnieniowej i wszedł w ruch phugoidalny. Podczas gdy załoga była w stanie utrzymać lot bliski poziomowi dzięki wykorzystaniu mocy silnika, samolot stracił wysokość nad pasmem górskim na północny zachód od Tokio, zanim uderzył w górę Takamagahara . Z 520 ofiarami śmiertelnymi pozostaje najbardziej śmiercionośną katastrofą pojedynczego samolotu w historii.
W 1989 roku United Airlines Flight 232 doznał niezabezpieczonej awarii silnika w silniku nr 2 (ogonowym), co spowodowało całkowitą awarię układu hydraulicznego . Załoga latała samolotem tylko z przepustnicą . Tłumienie tendencji fhugoidalnej było szczególnie trudne. Piloci dotarli na lotnisko Sioux Gateway , ale rozbili się podczas próby lądowania. Wszyscy czterej członkowie załogi kokpitu (jeden pomagający kapitanowi DC-10 podczas lotu jako pasażer) i większość pasażerów przeżyli.
Innym samolotem, który stracił całą hydraulikę i doświadczył phugoida, był obsługiwany przez DHL Airbus A300B4 , który został trafiony pociskiem ziemia-powietrze wystrzelonym przez iracki ruch oporu podczas incydentu z próbą zestrzelenia Bagdadu przez DHL w 2003 roku . To był pierwszy raz, kiedy załoga bezpiecznie wylądowała samolotem transportowym, regulując jedynie ciąg silnika.
Katastrofa samolotu Helios zasilanego energią słoneczną w 2003 r. została spowodowana reakcją na niewłaściwie zdiagnozowaną oscylację fhugoidu, która ostatecznie spowodowała, że konstrukcja samolotu przekroczyła obciążenia projektowe.
Chesley „Sully” Sullenberger, kapitan samolotu US Airways Flight 1549 , który rozbił się na rzece Hudson 15 stycznia 2009 r., powiedział w rozmowie Google, że lądowanie mogłoby być mniej gwałtowne, gdyby oprogramowanie anty-phugoidowe zostało zainstalowane na Airbusie A320-214 nie przeszkodziło mu w ręcznym uzyskaniu maksymalnej siły nośnej w ciągu czterech sekund przed uderzeniem w wodę.