Говорит командир корабля. Вопросы, ответы и наблюдения опытного пилота - Патрик Смит

Элероны, расположенные на задних кромках крыльев, отвечают за повороты. Пилоты управляют ими при помощи штурвала или джойстика, задавая направление отклонения элеронов, — вверх или вниз. Они соединены между собой и движутся в противоположном направлении: когда левый элерон поднимается, правый опускается. Поднятый элерон сокращает подъемную силу со своей стороны, опуская соответствующее крыло, а опускание элерона дает обратный эффект. Малейшее шевеление элерона приводит к значительному повороту, поэтому они редко двигаются. Может показаться, что самолет кренится без всякого видимого движения, но на самом деле элероны делают свое дело, даже если двигаются еле заметно. У крупных самолетов по два элерона на крыло: внутренние (около фюзеляжа) и внешние (ближе к концу крыла). Они работают синхронно или по отдельности — в зависимости от скорости. Элероны нередко соединяются со спойлерами, которые частично разворачиваются при повороте.

Как видите, даже простейший маневр может потребовать организации сложного «танца» движущихся частей. Но прежде чем вы представите себе несчастного пилота, жмущего на педали и нервно дергающего разные рычаги, не забывайте, что отдельные детали соединены друг с другом. Любое движение штурвала или ручки управления одновременно приводит в действие разные элементы.

И еще. Рули, элеваторы и элероны оснащены мелкими триммерами, которые действуют независимо от основных поверхностей. Эти триммеры «подравнивают» движения тангажа, крена и направления.

Не спешите все это запоминать — у меня для вас прекрасная новость: практически у всего, описанного выше, есть нестандартные варианты. Однажды я летел на самолете, где были как спойлеры, использовавшиеся только после посадки, так и те, что применяли при поворотах, а также спойлеры для снижения скорости во время полета. Некоторые модели Boeing оснащены стандартными закрылками не только на задних кромках крыльев, но также и на передней кромке — наряду с предкрылками. У Concorde не было горизонтальных стабилизаторов, то есть и рулей высоты тоже не было. Но у него имелись элевоны. К ним, а также к флаперонам вернемся чуть позже.

У многих самолетов есть маленькие перевернутые кили на концах крыльев. Для чего они?

На законцовке крыла область повышенного давления (под крылом) пересекается с областью пониженного давления (над крылом). Это приводит к образованию мощного вихря на законцовке крыла. Крылышки[7], как их ласково называют, помогают сгладить эффект от этого перемешивания — они снижают силу лобового сопротивления и способствуют увеличению дальности перелетов и производительности. В силу того, что самолеты могут обладать разными аэродинамическими характеристиками, крылышки не всегда полезны. Например, на Boeing 747–700 и Airbus A340 они есть, а на Boeing 777 — нет, хотя это тоже широкофюзеляжный самолет с большой дальностью полета. Поскольку раньше не старались так экономить на топливе, как в наши дни, а преимущества крылышек были осознаны лишь недавно, ранние модели проектировались без них. Для таких самолетов (в этот список входят Boeing 757 и Boeing 767) крылышки остаются дополнительной опцией, их можно доустановить. Авиакомпании нужно сопоставить экономию на топливе при дальних перелетах со стоимостью установки крылышек, которая в некоторых случаях может достигать миллионов на один самолет. Все зависит от специфики перелетов. В Японии для внутренних рейсов была закуплена партия Boeing 747 малой дальности с большой пассажирской загрузкой — и с этих самолетов крылышки удалили. Они малоэффективны на коротких перелетах, а без них самолет становится легче и проще в эксплуатации.

О вкусах, как известно, не спорят. Мне кажется, что крылышки красиво смотрятся на некоторых реактивных самолетах вроде Airbus A340, но нелепо выглядят на машинах типа Boeing 767. Бывают разные крылышки — большие и яркие или совсем незаметные. Крыло с плавно сопряженным крылышком сужается постепенно, без резких углов. На самолетах вроде Boeing 787 и Airbus A350 используется менее интегрированный вариант, иногда его называют скошенной законцовкой крыла.

Что это за длинные, похожие на каноэ выступы, находящиеся под крылом?

Это обыкновенный элемент обшивки — приспособления, обеспечивающие плавное обтекание (так называемые обтекатели). Они предотвращают образование высокоскоростных ударных волн, но это не самая важная часть крыла: они сглаживают поток воздуха вокруг механизмов выпуска закрылков.

Не так давно был случай, когда несколько пассажиров встревожились, заметив, что на их самолете нет одного обтекателя. Они отказались сесть на борт из-за того, что — как писали в СМИ — «отсутствовала часть крыла». В действительности обтекатель сняли для ремонта, после того как он был поврежден машиной бортпитания. Полет без обтекателя может привести к перерасходу топлива, однако самолет остается абсолютно пригодным к работе. (В перечне допустимых повреждений и неисправностей (configuration deviation list, CDL) можно проверить, допустимо ли, чтобы той или иной детали не было на самолете, и каков при этом перерасход (см. вопрос про неисправности)).

Способен ли реактивный лайнер выполнять фигуры высшего пилотажа? Может ли Boeing 747 сделать мертвую петлю или летать в перевернутом положении?

Теоретически любой самолет может выполнить практически любой маневр: мертвую петлю, бочку или даже перевернутый поворот на горке[8]. (Во время демонстрационного полета в конце 1950-х годов Boeing 707 был сознательно перевернут вверх дном.) Однако возможность выполнения этих трюков во многом зависит от запаса тяги или от количества лошадиных сил. А у гражданских самолетов, как правило, недостаточно мощности двигателя относительно своей массы. В любом случае этого делать не стоит. Составные части авиалайнеров не предназначены для фигур высшего пилотажа, в ходе их выполнения они могут получить повреждения (возможны и более тяжелые последствия). Кроме того, уборщикам всю ночь придется оттирать пятна кофе и т. д.

Возможно, теперь вы еще больше недоумеваете: как самолет может летать в перевернутом положении? Наверняка на вас повлиял и мой рассказ о том, что крыло слегка искривлено наверху и имеет плоскую поверхность внизу, чем обусловлена разница давлений, которая, в свою очередь, обеспечивает подъемную силу. Если лететь в перевернутом положении, разве она не будет направлена в противоположном направлении, заставляя самолет двигаться к земле? Да, отчасти это так. Но, как мы уже выяснили, крыло создает подъемную силу, направленную в обе стороны, и разница давлений по Бернулли в данном случае не очень важна. Обычное изменение угла атаки крыла играет гораздо более важную роль. Все, что требуется от пилота, — удерживать правильный угол, при котором будет отклоняться достаточное количество воздушного потока, а отрицательная подъемная сила от перевернутого аэродинамического профиля с легкостью компенсируется за счет «эффекта воздушного змея»[9].