Реверс тяги

редактировать
Реверсеры тяги, установленные на двигателе CFM56 самолета Airbus A321

Реверс тяги, также называемая реверсивной тягой, является временным отклонением тяги авиационного двигателя так, чтобы она действовала против движения самолета вперед, обеспечивая замедление. На многих реактивных самолетах предусмотрены системы реверса тяги, которые помогают снизить скорость сразу после приземления, уменьшая износ тормозов и сокращая посадочные дистанции. Такие устройства существенно влияют на самолет и считаются важными для безопасной эксплуатации авиакомпаниями. Были аварии с системами реверса тяги, в том числе со смертельным исходом.

Реверс тяги также доступен на многих винтовых самолетах за счет изменения направления гребных винтов с регулируемым шагом на отрицательный угол. Эквивалентная концепция для корабля называется задним движителем.

Содержание
  • 1 Принцип и использует
  • 2 Типы систем реверсирования тяги
    • 2.1 Винтовой самолет
    • 2.2 Реактивный самолет
      • 2.2.1 Тип цели
      • 2.2.2 Тип грейфера
      • 2.2.3 Тип холодного потока
  • 3 Работа
    • 3.1 Работа в полете
  • 4 Эффективность
  • 5 Связано с реверсированием тяги аварии и инциденты
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
Принцип и использование
полуразвернутого типа цели реверсора RB.199 двигатель для Panavia Tornado, одного из очень немногих истребителей с реверсированием тяги

Посадочный бросок состоит из приземления, приведения самолета к скорости руления и, в конечном итоге, полной остановки. Однако большинство коммерческих реактивных двигателей продолжают создавать тягу в прямом направлении, даже на холостом ходу, противодействуя замедлению самолета. Тормоза шасси большинства современных самолетов достаточны в нормальных условиях, чтобы остановить самолет самостоятельно, но в целях безопасности и для уменьшения нагрузки на тормоза необходим другой метод замедления. В сценариях с плохой погодой, когда такие факторы, как снег или дождь на взлетно-посадочной полосе, снижают эффективность тормозов, и в чрезвычайных ситуациях, таких как прерванный взлет, эта необходимость более очевидна.

Простая и Эффективный метод состоит в том, чтобы изменить направление потока выхлопных газов реактивного двигателя и использовать мощность самого двигателя для замедления. В идеале обратный поток выхлопных газов должен быть направлен прямо вперед. Однако по причинам аэродинамики это невозможно, и выбран угол 135 °, что приводит к меньшей эффективности, чем это было бы возможно в противном случае. Реверс тяги также можно использовать в полете для снижения воздушной скорости, хотя это не характерно для современных самолетов. В реактивных двигателях используются три распространенных типа систем реверса тяги: мишень, грейфер и системы холодного потока. Некоторые винтовые самолеты, оснащенные винтами с изменяемым шагом, могут реверсировать тягу, изменяя шаг лопастей винта. Такие устройства есть на большинстве коммерческих авиалайнеров, и они также используются в военной авиации.

Типы систем реверса тяги

Малые самолеты обычно не имеют систем реверса тяги, за исключением специализированных приложений. С другой стороны, большие самолеты (весом более 12500 фунтов) почти всегда обладают способностью реверсировать тягу. Поршневой двигатель, турбовинтовой и реактивный самолет могут быть спроектированы с включением систем реверсирования тяги.

Винтовые самолеты

Винты переменного шага E-2C Hawkeye Развертывается реверсор тяги целевого типа Реверсор тяги «ковша» мишени установлен на Tay Двигатели самолета Fokker 100

с воздушным винтом создают обратную тягу, изменяя угол гребных винтов с регулируемым шагом, так что гребные винты направляют свою тягу вперед. Эта функция реверса тяги стала доступной с разработкой гребных винтов с регулируемым шагом, которые изменяют угол наклона лопастей гребного винта для эффективного использования мощности двигателя в широком диапазоне условий. Обратная тяга создается при уменьшении угла наклона винта с малого до отрицательного. Это называется бета-положением.

Самолеты с поршневым двигателем обычно не имеют реверсивной тяги, однако турбовинтовые самолеты обычно имеют. Примеры включают PAC P-750 XSTOL, Cessna 208 Caravan и Pilatus PC-6 Porter.

. Одно специальное применение реверсивной тяги заключается в его использовании на многоцелевых двигателях. двигатель гидросамолеты и летающие лодки. Эти летательные аппараты при посадке на воду не имеют обычного метода торможения и должны полагаться на слалом и / или обратную тягу, а также сопротивление воды, чтобы замедлить или остановиться.. Кроме того, реверсивная тяга часто необходима для маневрирования на воде, где она используется для крутых поворотов или даже для движения самолета задним ходом, маневров, которые могут оказаться необходимыми для выхода из дока или пляжа.

Реактивный самолет

На самолетах, использующих реактивные двигатели, реверс тяги достигается за счет направления реактивной струи вперед. Двигатель не работает и не вращается в обратном направлении; вместо этого используются устройства реверса тяги, чтобы блокировать взрыв и перенаправлять его вперед. Двигатели с высоким коэффициентом перепуска обычно реверсируют тягу, изменяя направление только воздушного потока вентилятора, поскольку большая часть тяги создается этой секцией, а не сердечником. Обычно используются три системы реверса тяги реактивных двигателей:

Тип цели

В реверсоре целевой тяги используется пара гидравлически управляемых дверок типа «ковш» для реверса. поток горячего газа. Для тяги вперед эти створки образуют сопло двигателя. В первоначальной реализации этой системы на Boeing 707 и до сих пор распространенной, два реверсивных ковша были шарнирно закреплены, поэтому при раскрытии они блокируют обратный поток выхлопных газов и перенаправляют его с помощью прямого компонента. Этот тип реверсора виден в задней части двигателя во время развертывания.

Грейферный тип

Дверь-грейфер или каскадная система пневматически приводится в действие. При активации двери поворачиваются, открывая воздуховоды и закрывая нормальный выход, в результате чего тяга направляется вперед. Каскадный реверсор тяги обычно используется в турбовентиляторных двигателях. На турбореактивных двигателях эта система будет менее эффективна, чем целевая система, поскольку каскадная система использует только воздушный поток вентилятора и не влияет на сердечник главного двигателя, который продолжает создавать прямую тягу.

Выходная решетка грейфера. открытый (подвесной двигатель) на турбовентиляторном Rolls-Royce Conway типа VC10

с холодным потоком

Реверс тяги с поворотной дверцей, наблюдаемый на CFM-56 двигатели Airbus A340-300

В дополнение к двум типам, используемым в турбореактивных и ТРДД с малым байпасом, третий тип реверсора тяги используется в некоторых ТРДД с высоким байпасом. Двери в обводном воздуховоде используются для перенаправления воздуха, который ускоряется секцией вентилятора двигателя, но не проходит через камеру сгорания (так называемый байпасный воздух), так что он обеспечивает обратную тягу.. Система реверсирования холодного потока приводится в действие пневмодвигателем. Во время нормальной работы лопатки реверсивной тяги заблокированы. При выборе система складывает дверцы, чтобы заблокировать выходное сопло холодного потока и перенаправить этот воздушный поток на лопатки каскада. Эта система может перенаправлять поток выхлопных газов вентилятора и сердечника.

Система холодного потока известна своей структурной целостностью, надежностью и универсальностью. Во время включения реверсора тяги муфта, установленная по периметру авиационного двигателя гондолы, перемещается назад, открывая каскадные лопатки, которые действуют для перенаправления потока вентилятора двигателя. Эта система реверса тяги может быть тяжелой, и ее трудно интегрировать в гондолы с большими двигателями.

Реверсор тяги холодного типа используется на Боинге 777-300.
Работа
Рычаги реверса тяги впереди основных рычагов, встречается на Боинге 747-8

В большинстве конфигураций кабины пилота устанавливается обратная тяга, когда рычаги тяги находятся на холостом ходу, отводя их дальше назад. Обратная тяга обычно применяется сразу после приземления, часто вместе с интерцепторами, для улучшения торможения на ранней стадии посадки, 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 переводя рычаги тяги в «заслонку» реверсивной тяги.

Раннее замедление, обеспечиваемое обратной тягой, может снизить крен при посадке на четверть или более. Однако правила предписывают, что воздушное судно должно иметь возможность приземлиться на взлетно-посадочную полосу без использования реверсирования тяги, чтобы получить сертификат для приземления на ней в рамках обслуживания регулярной авиакомпанией.

Как только скорость самолета снижается, реверсивная тяга отключается, чтобы предотвратить попадание обломков в воздухозаборники двигателя, куда он может попасть, вызывая повреждение посторонними предметами. Если этого требуют обстоятельства, можно использовать обратную тягу до полной остановки или даже для создания тяги, толкающей самолет назад, хотя буксиры или буксирные тяги обычно используются для эта цель. Когда обратная тяга используется для отталкивания самолета от ворот, маневр называется powerback. Некоторые производители предостерегают от использования этой процедуры в условиях обледенения, поскольку использование обратной тяги на покрытой снегом или слякотью почве может привести к тому, что слякоть, вода и антиобледенители взлетно-посадочной полосы поднимутся в воздух и прилипнут к поверхности крыльев.

полная мощность реверсивной тяги нежелательна, реверс тяги может работать с дроссельной заслонкой, установленной на мощность ниже полной, даже до мощности холостого хода, что снижает нагрузку и износ компонентов двигателя. На двигателях, работающих на холостом ходу, иногда выбирается обратная тяга, чтобы устранить остаточную тягу, в частности, в условиях гололеда или скользкой дороги, или когда реактивный удар двигателя может вызвать повреждение.

Работа в полете

A вихрь становится видимым, так как powerback используется на Boeing C-17 Globemaster III

Некоторые самолеты, особенно некоторые российские и советские самолеты, могут безопасно использовать обратную тягу в полете, хотя большинство из них имеют винтовой привод. Однако многие коммерческие самолеты не могут. Использование в полете реверсивной тяги имеет ряд преимуществ. Он обеспечивает быстрое замедление, позволяя быстро изменять скорость. Он также предотвращает увеличение скорости, обычно связанное с крутыми погружениями, позволяя быстро потерять высоту, что может быть особенно полезно во враждебных условиях, таких как зоны боевых действий, и при крутых подходах к земле.

Серия авиалайнеров Douglas DC-8 сертифицирована для использования в полете с реверсивной тягой с момента ввода в эксплуатацию в 1959 году. Безопасные и эффективные для облегчения быстрых спусков на приемлемых скоростях, они, тем не менее, производили значительный удар самолета., поэтому фактическое использование было менее распространено на пассажирских рейсах и более распространено на грузовых и паромных рейсах, где комфорт пассажиров не имеет значения. Hawker Siddeley Trident, от 120 до 180 градусов. Пассажирский авиалайнер был способен снижаться со скоростью до 10 000 футов / мин (3050 м / мин) за счет использования обратной тяги, хотя эта возможность использовалась редко.

Сверхзвуковой авиалайнер Concorde мог использовать обратную тягу в воздухе для увеличения скорости снижения. Использовались только бортовые двигатели, а двигатели переводились в режим холостого хода только в дозвуковом полете и когда самолет находился на высоте менее 30 000 футов. Это увеличит скорость снижения примерно до 10 000 фут / мин.

Boeing C-17 Globemaster III - один из немногих современных самолетов, использующих в полете обратную тягу. Самолет производства Boeing способен разворачивать в полете реверсивную тягу на всех четырех двигателях для облегчения крутых тактических спусков до 15000 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 с бортовыми двигателями.

Saab 37 Viggen (снято с производства в ноябре 2005 г.) также имел возможность использовать обратную тягу как перед посадкой, чтобы сократить необходимую взлетно-посадочную полосу, так и рулить после приземления, что позволило многим шведским дорогам удвоиться как взлетно-посадочные полосы военного времени.

Учебный самолет-челнок, сильно модифицированный Grumman Gulfstream II, использовал обратную тягу в полете для моделирования аэродинамики космического корабля Space Shuttle, чтобы астронавты могли практиковаться в посадке. Похожая техника была использована на модифицированном Ту-154, имитировавшем российский космический корабль Буран.

Эффективность

Величина тяги и генерируемая мощность пропорциональна скорости самолета, что делает обратную тягу более эффективной на высоких скоростях. Для максимальной эффективности его следует наносить быстро после приземления. При активации на низких скоростях возможно повреждение посторонними предметами. Существует некоторая опасность того, что самолет с включенными реверсорами тяги на мгновение снова покинет землю из-за как эффекта обратной тяги, так и эффекта поднятия носа от интерцепторов . В случае с самолетом, подверженным такой опасности, пилоты должны позаботиться о том, чтобы твердо стоять на земле, прежде чем применять обратную тягу. При применении до того, как носовое колесо коснется земли, существует вероятность асимметричного развертывания, вызывающего неконтролируемый рыскание в сторону большей тяги, поскольку управление самолетом с помощью носового колеса является единственным способом. для сохранения контроля над направлением движения в этой ситуации.

Режим реверсивной тяги используется только в течение небольшой части рабочего времени самолета, но сильно влияет на него с точки зрения конструкции, веса, обслуживание, производительность и стоимость. Штрафы значительны, но необходимы, поскольку они обеспечивают тормозное усилие для увеличения запаса прочности, управление направлением во время посадочных бортов и помогает 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 полетов самолетов.

Несчастные случаи и инциденты, связанные с реверсированием тяги

Использование реверсивной тяги в полете напрямую способствовало авариям несколько самолетов транспортного типа:

  • 11 февраля 1978 года рейс 314 Pacific Western Airlines, Боинг 737-200, разбился при выполнении прерванной посадки в аэропорту Крэнбрук.. Левый реверсор тяги неправильно уложен; он развернулся во время набора высоты, в результате чего самолет покатился влево и ударился о землю. Из 5 членов экипажа и 44 пассажиров выжили только 6 пассажиров и бортпроводник.
  • 9 февраля 1982 года рейс 350 Japan Airlines потерпел крушение на расстоянии 300 м от взлетно-посадочной полосы. в аэропорту Токио Ханэда после преднамеренного использования реверсивной тяги на двух из четырех двигателей Douglas DC-8 психически неуравновешенным капитаном, в результате чего погибло 24 пассажира.
  • 29 августа 1990 года самолет ВВС США Lockheed C-5 Galaxy потерпел крушение вскоре после взлета с авиабазы ​​Рамштайн в Германии. Когда самолет начал набирать высоту взлетно-посадочной полосы, внезапно сработал один из реверсоров тяги. Это привело к потере управления самолетом и последующей аварии. Из 17 человек на борту 4 выжили.
  • 26 мая 1991 года самолет Lauda Air Flight 004, Boeing 767-300ER, случайно развернулся. реверсора тяги левого двигателя, в результате чего лайнер резко пикировал и разбивался в воздухе. Все 213 пассажиров и 10 членов экипажа погибли.
  • 31 октября 1996 г. самолет TAM Linhas Aéreas, рейс 402, Fokker 100, разбился вскоре после взлета с Международный аэропорт Конгоньяс-Сан-Паулу, Сан-Паулу, Бразилия, нанесен удар по двум многоквартирным домам и нескольким домам. В результате крушения погибли все 90 пассажиров и 6 членов экипажа, а также 3 человека на земле. Крушение было связано с неконтролируемым срабатыванием неисправного реверсора тяги на правом двигателе вскоре после взлета.
  • 10 февраля 2004 г. Kish Air Flight 7170, Fokker 50 разбился при подходе к международному аэропорту Шарджи. Погибли 43 из 46 пассажиров и членов экипажа, находившихся на борту. Следователи установили, что пилоты преждевременно установили гребные винты в режим реверсивной тяги, в результате чего они потеряли контроль над самолетом.
  • 17 июля 2007 года ТАМ Линьяс Аэреас, рейс 3054, Airbus A320 разбился после приземления в международном аэропорту Конгоньяс-Сан-Паулу, Сан-Паулу, Бразилия, попав в Shell Gas вокзал, автомобили и, наконец, здание ТАМ Экспресс, в результате чего погибло в общей сложности 199 человек, 187 на борту самолета и 12 на земле, не оставив в живых. Авария была связана с неисправностью правого реверсора тяги.
См. Также
Справочная информация
Внешние ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с реверсорами тяги.
Последняя правка сделана 2021-06-11 11:10:35
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте