¿Cuánto tiempo sería estúpido Rusia perder sus aviones?
En mi ultimo articulo "Cómo funciona la aviación militar" Toqué las cuestiones del retraso conceptual y tecnológico de Rusia en algunas cuestiones de servicio al combate. aviación.
Este artículo se centrará en otra área en la que sería útil que nuestro país se pusiera al día con el ritmo de crecimiento. Dado que el retraso está asociado no solo con la pérdida de eficiencia de la aviación, sino también con pérdidas no relacionadas con el combate de equipos costosos, así como con la muerte de pilotos.
Como es habitual, antes de empezar a discutir el tema principal, un pequeño “jaque mate. partes ".
Así que imaginemos la situación. El avión realiza un aterrizaje regular. En el momento en que los puntales traseros tocan la tira, tiene una energía cinética igual al producto de la masa por el cuadrado de la velocidad, dividida por la mitad. Y para detenerse, tiene una distancia limitada: la longitud de la pista. ¿De qué manera puedes hacer esto?
Clásicamente, hay tres de ellos: aerodinámico, empuje inverso, frenado de ruedas.
En el caso de aviones de combate, no se aplica el empuje inverso. Quedan dos.
Aerodinámico - Freno de paracaídas, flaps de freno y mecanización de alas. En este caso, la energía cinética se gasta para superar la fuerza de resistencia del aire.
Aterrizaje con la tapa del freno extendida. Foto: Dmitry A. Mottl, wikipedia.org
Frenado de ruedas - un esquema familiar, cuando la energía cinética se convierte en calor en pares de fricción (disco / almohadilla, pista / superficie del neumático).
Lo primero que hace un piloto para frenar es utilizar un paracaídas de frenado. Al principio de la frenada, el paracaídas es mucho más eficiente y seguro que las ruedas. ¿Por qué sucede?
Primero, la fuerza de frenado del sistema de paracaídas depende de la velocidad de movimiento, y al comienzo de la tira es máxima.
En segundo lugar, la fuerza de frenado del paracaídas no depende del coeficiente de fricción entre la rueda y la superficie. El coeficiente puede variar según la calidad de la franja o la presencia de precipitación.
En tercer lugar, el paracaídas proporciona la máxima estabilidad a altas velocidades, ya que el vector de la fuerza de frenado se dirige a lo largo del eje de movimiento de la aeronave. Esto significa que al frenar de esta manera, es imposible derrapar o derrapar. Lo que hace que los sistemas de paracaídas sean indispensables en aeródromos de hielo y / o áreas mal cubiertas.
Por lo tanto, al principio, el piloto puede confiar principalmente en el paracaídas de frenado.
¿Se pueden usar los frenos al inicio?
Hacer esto es extremadamente indeseable y por las siguientes razones:
1) Los frenos en la etapa inicial son ineficaces, ya que la fuerza de fricción de las ruedas sobre el revestimiento es igual al producto del coeficiente de fricción y la fuerza de reacción del soporte. Al comienzo de la pista, la velocidad de la aeronave es máxima, la sustentación continúa actuando sobre el ala. Esto significa que la fuerza con la que el avión actúa sobre la superficie aumenta gradualmente a medida que disminuye la velocidad. Así, en la fase inicial es muy fácil bloquear las ruedas y perder la capacidad de volar la aeronave a gran velocidad.
2) Delante de nosotros hay una etapa en la que el paracaídas se volverá ineficaz y tendremos que depender solo del freno de las ruedas. Será malo si los frenos ya están sobrecalentados en este punto. El uso excesivo de los frenos de esta manera puede provocar fallas en los frenos.
Veamos la física del proceso y entendamos qué puede convertirse en el vínculo limitante. Analicemos el par de fricción rueda-superficie. Todo depende del coeficiente de fricción, es decir, del estado de la superficie del revestimiento. Si hay agua o polvo, no importa cuán potentes sean los frenos, el "cuello de botella" del sistema de frenos, que determina su eficiencia general, será el coeficiente de fricción. Y si es bajo, entonces las ruedas simplemente se deslizarán sobre la superficie.
La segunda limitación son los propios frenos.
Y aquí hay un matiz. Cuando se produce el frenado, la fuerza de inercia empuja la masa del avión hacia adelante. Y la carga se traslada de los ejes traseros al frente. Parecería que esto es un plus, ya que aumenta la fuerza de presión de la rueda sobre la superficie, lo que significa que mejora el agarre. Y podemos reducir la velocidad de forma más eficaz. Además, el efecto es mayor cuanto más alto es el centro de gravedad y el avión tiene uno alto.
Pero aquí surge otro problema. El hecho es que en este caso aumenta la carga en el sistema de frenado del tren de aterrizaje delantero.
Por la misma razón, los automóviles están equipados con frenos más potentes en la parte delantera que en la parte trasera. Pero a diferencia de un automóvil, un avión tiene 1 portaequipajes delante, no 2, y las dimensiones de las ruedas en sí no permiten aumentar el tamaño de los frenos.
Otro factor que limita la fuerza de frenado es la mayor tendencia de la aeronave a patinar, derrapar y volcar. Esto se debe al efecto multiplicador de la combinación de un centro de masa elevado, su distribución y geometría (solo 1 rueda al frente). Como resultado, si reduce la velocidad demasiado activamente, el avión puede girar trivialmente hacia un lado de la pista y dar la vuelta.
Una solución parcial a este problema es la instalación de sistemas como versiones civiles de ABS y ESP. La electrónica recibe datos sobre la velocidad de rotación de las ruedas cuando el tren de aterrizaje está comprimido y ajusta las fuerzas de frenado de tal manera que intenta mantener el avión en línea recta. Sin embargo, la presencia de este sistema no garantiza un resultado exitoso, sino que solo reduce la probabilidad de patinar.
Sensor de automatización antideslizante. Fuente: airliners.net
Además, la presencia de este efecto priva por completo de la idea de incrementar el rendimiento de frenado colocando ruedas más grandes con frenos masivos delante.
Inicialmente, al profano le podría haber parecido que el problema de frenar en el carril para la aviación se había resuelto durante mucho tiempo. Y que el sistema tiene un gran margen de seguridad debido a que un tipo de frenado duplica a otro.
Pero esto está lejos de ser el caso. En realidad, los sistemas de frenos de paracaídas y de ruedas no se duplican en absoluto, sino que se complementan. Por lo tanto, los riesgos son potencialmente acumulativos en lugar de restarlos. En vista del hecho de que para que surja una situación peligrosa, es suficiente que solo falle uno de los dos sistemas. Además, el mayor peligro es la falla del sistema de paracaídas.
Ahora veamos situaciones en las que algo puede salir mal.
El aterrizaje se realiza de forma rutinaria después de completar la misión de vuelo. Los puntales tocan la superficie de la pista, el piloto activa el paracaídas, pero ocurre una falla. La aeronave continúa moviéndose por la pista sin la capacidad de activar el sistema de frenado con paracaídas. El desarrollo posterior de los eventos depende de una serie de factores, pero para no complicar innecesariamente el artículo, consideraremos la opción a la que se reducirá la situación en 9 casos de cada 10: el piloto intentará frenar con sus ruedas en el tramo restante. Si es posible detenerse o no depende de la longitud de una pista en particular, así como de la agilidad del piloto, es decir, qué tan rápido pudo navegar la situación. Y sobre lo bien que fue al aterrizaje en sí (resistió la trayectoria de planeo, la velocidad).
Tal situación puede terminar con una salida de la pista hacia un lado o un rodaje fuera de la pista con diversas consecuencias (que van desde una parada relativamente segura fuera de ella hasta terminar con un golpe de estado, destrucción de la aeronave y muerte de la tripulación).
El video a continuación captura el momento en que el avión "pierde" el paracaídas de frenado en el aire. Tengo que sentarme sin él.
Más dramático y peligroso. La falla del motor ocurre durante la carrera de despegue. El piloto debe reaccionar de inmediato y tomar una decisión: continuar el despegue o interrumpir. La elección se complica por el hecho de que cada segundo la distancia de frenado se reduce entre 60 y 100 metros. Cabe señalar de inmediato que si hubiera una garantía de que el avión podría detenerse, el piloto no tendría que tomar una decisión. Después de todo, solo hay una decisión racional: interrumpir el despegue. Pero es precisamente la incapacidad de detenerse dentro de la pista restante lo que puede obligar al piloto a continuar.
Por desgracia, no hay forma de protegerse contra fallas del motor durante el despegue. La causa más común es la entrada de objetos extraños en el motor. Por ejemplo, pájaros. También es posible que se introduzcan escombros. O un mal funcionamiento técnico banal.
El problema de las fallas durante el despegue es relevante para todo tipo de aeronaves. Pero cuanto más grande y pesado es el avión, mayores son los riesgos.
Ahora hemos abordado sin problemas el tema principal: las soluciones técnicas modernas que existen en el mundo para minimizar los riesgos de accidentes de vuelo y reducir la gravedad de sus consecuencias.
El mas obvio es tiras de seguridad finales... Por supuesto, están previstos en nuestros aeródromos, pero en la forma que tenemos no son muy efectivos.
La solución al problema se encontró hace mucho tiempo y se implementó masivamente en las carreras de la serie de Fórmula 1. Estamos hablando de "trampas de seguridad". En curvas peligrosas, se ubica un área llena de material viscoso. Un automóvil que ha perdido el control, se sale de la pista, se atasca en esa superficie y reduce efectivamente su velocidad.
La evolución de esta idea se reduce a la selección de materiales con propiedades muy específicas. El extremo de seguridad debe basarse en un área nivelada y segura. El material en sí se coloca encima de esta área en capas de diferentes alturas. Cuando un avión lo golpea, el material debe desmoronarse o deformarse elásticamente. Al mismo tiempo, en la etapa de diseño, todos los parámetros deben calcularse de tal manera que el frenado se lleve a cabo de manera eficiente, pero al mismo tiempo de manera segura.
La ventaja también es que el tren de aterrizaje trasero es más macizo y el frenado debido a la deformación del material no está asociado con un cambio en el centro de gravedad de la aeronave. Debido a esto, al caer en una trampa de este tipo, los pilares traseros están involucrados en un trabajo de un orden de magnitud más eficiente que con el frenado estándar, lo que (además de un aumento significativo en el rendimiento) elimina por completo el derrape.
Los beneficios incluyen la falta de mantenimiento del sistema.
La foto de abajo demuestra cómo debería verse una tira de seguridad Feng Shui moderna.
En el video se puede ver un ejemplo del trabajo real de dicho sistema:
Y así es como se ve la banda de seguridad aquí. Y a qué conduce.
Fuente: igor113.livejournal.com
El paracaídas falló durante el aterrizaje. El avión salió de la pista. Pero como podemos ver, el carril final en la forma en que está, no podía brindar seguridad. Fue una suerte que la tripulación sobreviviera.
Otra solución que se desarrolló en nuestro país, pero que no encontró un uso generalizado, es el frenado del avión con un cable según el principio de dispositivos en un portaaviones. En terminología occidental, esto se denomina AS (sistema de detención).
Quizás no todo el mundo sepa que muchos aviones de la OTAN están equipados con una versión liviana del gancho de freno: el gancho de Schaffer.
Entonces, ¿cómo llegó la OTAN al punto de instalar un gancho en los cazas que no son de cubierta por alguna razón?
Inicialmente, una solicitud del ejército de EE. UU. Era crear sistemas que permitieran que los aviones ligeros se basaran en sitios prefabricados. De hecho, para despegar en postcombustión, los aviones necesitan hasta 500 metros (el MiG-29 puede despegar desde 300), pero para aterrizar es necesario ya por debajo de 1000.
La tarea se estableció y la industria presentó varias soluciones técnicas, que se diferencian entre sí en términos de tamaño, peso, facilidad de instalación y principios de absorción de energía.
Y todo lo que pasó a continuación se puede describir con la frase: "El camino lo dominará el caminante".
Si se mueve lentamente en una dirección paso a paso, los resultados pueden ser asombrosos.
A primera vista, la decisión de utilizar un cable de freno en un aeródromo fijo puede parecer demasiado complicada.
El primer problema esperado es el servicio. El segundo es el entrenamiento de pilotos. Pero resultó que ambos problemas se pueden resolver fácilmente.
Al probar prototipos, los estadounidenses estaban convencidos de que en presencia de una pista de 500 metros, la sobrecarga durante el frenado era 3 veces menor que en un portaaviones, donde el avión tenía que detenerse en un tramo de 160 metros. Esto permite reducir significativamente las cargas tanto en el gancho de freno, que como resultado recibió una configuración simplificada, como en todos los nodos terrestres; no requirieron un reemplazo tan frecuente como en un portaaviones.
Resultó que el avión puede agarrar el cable pasándolo con las ruedas. Esto hizo que el aterrizaje fuera similar al habitual con todas las consecuencias: hizo posible que los pilotos ordinarios lo usaran con un extra mínimo. preparación.
Así es como se ve al final:
¿En qué se diferencia este ajuste del habitual? Sí, prácticamente nada.
El caso es que el sistema de paracaídas tiene un matiz más, que no mencioné. Para un aterrizaje seguro, una parte de la pista se "come" inevitablemente para sujetar, bajar el pilar delantero, abrir el contenedor y abrir el sistema de paracaídas (2-3 segundos solo para abrir los paracaídas). Durante este tiempo, el avión logra volar y recorrer una distancia significativa de 200 a 500 metros. En teoría, puede sentarse "más rápido", pero la seguridad de la operación se reduce y la complejidad aumenta.
Nota. En diferentes momentos, se probaron y aplicaron varios sistemas de frenado de paracaídas: multicomponente y multicomponente. En particular, hubo variantes del llamado paracaídas de "aproximación". Este es un paracaídas con un área pequeña, que se abrió incluso antes de que se tocaran los puntales de la raya.
En el caso del sistema de frenado, todo es igual. Una vez que el avión ha bajado el puntal, el piloto solo necesita verificar el hecho del gancho; si no sucedió, active el paracaídas.
1) Lo más importante que ofrece un sistema de este tipo es la seguridad. Se agrega otro método de frenado, y uno que por sí solo detendrá completamente el avión sin activar los frenos y el paracaídas. Aunque no está excluido y ligero frenado de ruedas en el proceso.
2) Además, también ahorra tiempo en el mantenimiento de la aeronave, reduce los costos y aumenta la tasa de salidas.
Detengámonos en el segundo punto con más detalle.
El caso es que en caso de activación, el sistema no activa ni el paracaídas ni los frenos en el chasis. Esto significa que no es necesario empacar y reposicionar el paracaídas. En el caso del Su-25, es pequeño. Pero para el Su-34, el procedimiento se vuelve mucho más laborioso. Y esto puede convertirse en un problema para un aeródromo operativo en momentos de máxima intensidad de salidas.
En lo que respecta a los frenos, podría pensar que este es un detalle menor. Sin embargo, estamos hablando de sistemas de alto rendimiento que cuestan mucho dinero.
El sistema de aeródromo para disipar energía puede utilizar agua corriente como fluido de trabajo. Y su mantenimiento es mucho menos laborioso: el mismo Su-34 tiene seis ruedas, cada una de las cuales tiene un complejo sistema de frenos.
Sistema de frenado de avión moderno
Estas instalaciones continúan mejorando hasta el día de hoy. A nivel conceptual, se plantea la idea de crear un sistema de frenado "inteligente" informatizado, que podrá medir la velocidad de una aeronave y seleccionar la fuerza de frenado necesaria para la operación más eficiente con esta aeronave en particular.
Los nodos separados también se mejoran constantemente; por ejemplo, para los aeródromos conjuntos, se proponen opciones cuando el cable se puede "ocultar" en un surco tecnológico especial.
Fuente: aviapanorama.ru
Además, estos coches se pueden instalar no solo como elementos del método de frenado principal, sino también como redes de seguridad delante de la franja de seguridad final, complementandola y haciendo que todo el sistema sea aún más seguro.
Fuente: atecharrestors.com
A continuación se muestra cómo está organizado el sistema estacionario en la base aérea.
Me gustaría mencionar por separado uno de los conceptos.
Aquí hay un diagrama de la conexión de las instalaciones para frenar aviones más pesados en dos etapas: freno de primera y segunda etapa: 1 y 2 etapas de los mecanismos de frenado. Primero, se activa el primer sistema de frenos, luego se conecta el segundo.
Pero todo esto sigue siendo solo a nivel de conceptos.
Una pequeña referencia al artículo anterior sobre el rezago tecnológico y conceptual en el mantenimiento de aeronaves.
La instalación de sistemas de frenado implica la instalación de cuñas especiales en el suelo, a las que se ancla la propia instalación. En teoría, esta etapa requiere mucho trabajo, pero así es como se resuelve este problema en el caso de que se preste suficiente atención al problema del mantenimiento:
Entonces, volviendo al incidente, cuyo resultado se captura en la portada de este artículo.
Así fue como fue:
El cadete no realizó nivelación y la velocidad de aterrizaje al final de la pista se superó significativamente. La velocidad de aterrizaje del Su-27 es de 240 km / h. Incluso si la cifra similar para el Su-34 es ligeramente mayor (en la región de 270 km / h), entonces en el video la velocidad al final de la franja en algún punto fue de 360 km / h.
Esto solo fue suficiente para tomar la decisión de dar la vuelta. Especialmente para el cadete: entrenamiento adicional, él está ahí para esto.
Sin embargo, la tripulación no hizo nada fundamentalmente nuevo o destacado a este respecto. De acuerdo con la Organización Internacional para la Seguridad del Transporte Aéreo, el 80% de los incidentes que ocurren durante el aterrizaje se pueden resolver con una vuelta oportuna. Es decir, este "error humano" no es un imprevisto, sino un patrón debido a la peculiaridad del funcionamiento de nuestro cerebro.
La primera razón: una vuelta se percibe como una admisión de su debilidad, la incapacidad de aterrizar la primera vez.
La segunda razón es que una persona en una situación estresante quiere desesperadamente resolver esta situación, permanecer en el suelo. Esto lleva a ignorar los riesgos reales y aterrizar "por todos los medios".
Hay otros aspectos que afectan nuestra psique, pero ese no es el punto ahora.
Es importante que tales situaciones no se puedan atribuir "estúpidamente" a personas individuales, son sistémicas. Y se repetirán.
Y la tarea de los ingenieros se reduce al desarrollo de medios técnicos que asegurarán al máximo a los pilotos de sus propios errores.
Todos los sistemas enumerados en el artículo podrían prevenir fácilmente este (y otros) incidentes.
En un momento en el que los desfiles militares y foros "Ejército" se llevan a cabo con pompa, a los que los invitados de Turquía (equipo acrobático "Estrellas turcas") acuden con sus máquinas de freno móviles BAK-12 para garantizar su seguridad en las condiciones de las actuaciones de demostración, nuestros pilotos continúan muriendo en combate debido al rodaje fuera de la pista.
En la foto de abajo, los planos de las "acrobacias aéreas" turcas - el gancho de Schaeffer claramente visible en el vientre.
Fuente: aerobaticteams.net
El incidente con la muerte de pilotos rusos en Siria fue cubierto por los medios de comunicación de la manera más modesta posible. No se permiten fotos ni videos.
Exposición seca de hechos:
Una vez más, estos incidentes siempre han sucedido y siempre sucederán. La única pregunta es qué ha "preparado nuestro país para la guerra".
Y al igual que en el artículo anterior, no estamos hablando de algunas soluciones técnicas de "súper alta tecnología" como los sistemas de reconocimiento de satélites o las estaciones de sonar para submarinos. Por sí mismas, algunas de las soluciones son muy primitivas.
Sí, y hay alguien a quien "cancelar": todo el trabajo ya se ha realizado en el extranjero y se han elegido las soluciones más racionales.
No está claro cuál es el problema.
En Rusia, de acuerdo con los escenarios descritos anteriormente, los aviones regularmente “luchan”.
Por tanto, el prototipo fue destruido. Esto llevó a que todo el proceso se detuviera durante un año. Así también, debido a su culpa, el piloto de pruebas casi muere.
Los nuevos Su-34 con una vida útil casi "completa" también han peleado varias veces.
Su historia Los aviones más grandes, Tu-22, también tienen lanzamientos.
16 de junio de 2016. Isla. Región de Pskov.
Fuente: (c) forums.airforce.ru
12 de septiembre de 2017. Tu-22M3 (número de cola "20 rojo", número de registro RF-94233). Shaikovka. Región de Kaluga.
Fuente: Foto (c) Military Informant, vk.com/milinfolive
Sin embargo, hay aviones Tu-160, aviones de transporte militar, camiones cisterna de combustible y AWACS aún más grandes en nuestro VKS.
Surge la pregunta: "¿Qué se ha hecho para prevenir accidentes, por ejemplo, con el Tu-160 en su base principal?"
La longitud total de la franja de 3,5 km, junto con 2 tramos de seguridad, es de 3,65 km, es decir, el tramo de cada lado tiene una longitud de fantásticos 70 metros.
Al mismo tiempo en USA. Minot. Dakota del Norte.
La escala de las bandas de seguridad en relación con el "despegue" en sí es sorprendente, cada una de 300 metros de largo.
Y aquí me interesa hacer una pregunta. En los comentarios al tema anterior, mencionaron la existencia de reglas formales en nuestra aviación.
Esta longitud es de 75 metros para un avión de 50 metros de largo ... ¿Se eligió por qué motivos? ¿Cumplimiento mínimo de las normas ajenas a la realidad?
Dado que la longitud total de la franja en Estados Unidos es de 4,6 km.
Y así es como se ve la franja de seguridad modernizada en Northolt (Reino Unido):
Fuente: twitter.com/rafnortholt
Aunque para ser justos cabe señalar que estas medidas no siempre son suficientes. Así, por ejemplo, en 2017, luego de ser atacado por una paloma suicida, el B-52 interrumpió el despegue y salió rodando de la pista. La tripulación fue evacuada, pero los bomberos no pudieron conducir lo suficientemente rápido y el avión se quemó.
Dado que el artículo trata del accidente del Su-34, me gustaría discutir los puntos de vista sobre el grado de culpabilidad en el incidente de todos los acusados: el cadete, el instructor, el director de vuelo.
En cuanto a mí, el gerente por error no dio instrucciones para hacer otra carrera.
El instructor, en cambio, irritó claramente al cadete y, de hecho, lo obligó a sentarse con sus comentarios. Es decir, el instructor obtiene dos "fallos" a la vez: por la falta de trabajo en equipo con el alumno y por la decisión equivocada ("aceleración baja" en lugar de "despegue").
Una de las ventajas de una cabina doble (al menos de las que se han anunciado) es la posibilidad de sentir el "hombro" de un compañero, y no escuchar a las "madres".
En mi opinión, las acciones de este instructor son mucho más profesionales:
El cadete confía en él y tiene la oportunidad de reírse de sí mismo, y la risa es una muy buena forma de aliviar el estrés psicológico en una situación estresante. La entonación y los gestos son algo calmantes.
¿Pero tal vez me equivoque?
Es interesante escuchar a los que volaron.
Este artículo se centrará en otra área en la que sería útil que nuestro país se pusiera al día con el ritmo de crecimiento. Dado que el retraso está asociado no solo con la pérdida de eficiencia de la aviación, sino también con pérdidas no relacionadas con el combate de equipos costosos, así como con la muerte de pilotos.
Relevancia del problema
Como es habitual, antes de empezar a discutir el tema principal, un pequeño “jaque mate. partes ".
Así que imaginemos la situación. El avión realiza un aterrizaje regular. En el momento en que los puntales traseros tocan la tira, tiene una energía cinética igual al producto de la masa por el cuadrado de la velocidad, dividida por la mitad. Y para detenerse, tiene una distancia limitada: la longitud de la pista. ¿De qué manera puedes hacer esto?
Clásicamente, hay tres de ellos: aerodinámico, empuje inverso, frenado de ruedas.
En el caso de aviones de combate, no se aplica el empuje inverso. Quedan dos.
Aerodinámico - Freno de paracaídas, flaps de freno y mecanización de alas. En este caso, la energía cinética se gasta para superar la fuerza de resistencia del aire.
Aterrizaje con la tapa del freno extendida. Foto: Dmitry A. Mottl, wikipedia.org
Frenado de ruedas - un esquema familiar, cuando la energía cinética se convierte en calor en pares de fricción (disco / almohadilla, pista / superficie del neumático).
Lo primero que hace un piloto para frenar es utilizar un paracaídas de frenado. Al principio de la frenada, el paracaídas es mucho más eficiente y seguro que las ruedas. ¿Por qué sucede?
Primero, la fuerza de frenado del sistema de paracaídas depende de la velocidad de movimiento, y al comienzo de la tira es máxima.
En segundo lugar, la fuerza de frenado del paracaídas no depende del coeficiente de fricción entre la rueda y la superficie. El coeficiente puede variar según la calidad de la franja o la presencia de precipitación.
En tercer lugar, el paracaídas proporciona la máxima estabilidad a altas velocidades, ya que el vector de la fuerza de frenado se dirige a lo largo del eje de movimiento de la aeronave. Esto significa que al frenar de esta manera, es imposible derrapar o derrapar. Lo que hace que los sistemas de paracaídas sean indispensables en aeródromos de hielo y / o áreas mal cubiertas.
Por lo tanto, al principio, el piloto puede confiar principalmente en el paracaídas de frenado.
¿Se pueden usar los frenos al inicio?
Hacer esto es extremadamente indeseable y por las siguientes razones:
1) Los frenos en la etapa inicial son ineficaces, ya que la fuerza de fricción de las ruedas sobre el revestimiento es igual al producto del coeficiente de fricción y la fuerza de reacción del soporte. Al comienzo de la pista, la velocidad de la aeronave es máxima, la sustentación continúa actuando sobre el ala. Esto significa que la fuerza con la que el avión actúa sobre la superficie aumenta gradualmente a medida que disminuye la velocidad. Así, en la fase inicial es muy fácil bloquear las ruedas y perder la capacidad de volar la aeronave a gran velocidad.
2) Delante de nosotros hay una etapa en la que el paracaídas se volverá ineficaz y tendremos que depender solo del freno de las ruedas. Será malo si los frenos ya están sobrecalentados en este punto. El uso excesivo de los frenos de esta manera puede provocar fallas en los frenos.
¿Por qué no puede ser eficaz el frenado de las ruedas?
Veamos la física del proceso y entendamos qué puede convertirse en el vínculo limitante. Analicemos el par de fricción rueda-superficie. Todo depende del coeficiente de fricción, es decir, del estado de la superficie del revestimiento. Si hay agua o polvo, no importa cuán potentes sean los frenos, el "cuello de botella" del sistema de frenos, que determina su eficiencia general, será el coeficiente de fricción. Y si es bajo, entonces las ruedas simplemente se deslizarán sobre la superficie.
La segunda limitación son los propios frenos.
Y aquí hay un matiz. Cuando se produce el frenado, la fuerza de inercia empuja la masa del avión hacia adelante. Y la carga se traslada de los ejes traseros al frente. Parecería que esto es un plus, ya que aumenta la fuerza de presión de la rueda sobre la superficie, lo que significa que mejora el agarre. Y podemos reducir la velocidad de forma más eficaz. Además, el efecto es mayor cuanto más alto es el centro de gravedad y el avión tiene uno alto.
Pero aquí surge otro problema. El hecho es que en este caso aumenta la carga en el sistema de frenado del tren de aterrizaje delantero.
Por la misma razón, los automóviles están equipados con frenos más potentes en la parte delantera que en la parte trasera. Pero a diferencia de un automóvil, un avión tiene 1 portaequipajes delante, no 2, y las dimensiones de las ruedas en sí no permiten aumentar el tamaño de los frenos.
Otro factor que limita la fuerza de frenado es la mayor tendencia de la aeronave a patinar, derrapar y volcar. Esto se debe al efecto multiplicador de la combinación de un centro de masa elevado, su distribución y geometría (solo 1 rueda al frente). Como resultado, si reduce la velocidad demasiado activamente, el avión puede girar trivialmente hacia un lado de la pista y dar la vuelta.
Una solución parcial a este problema es la instalación de sistemas como versiones civiles de ABS y ESP. La electrónica recibe datos sobre la velocidad de rotación de las ruedas cuando el tren de aterrizaje está comprimido y ajusta las fuerzas de frenado de tal manera que intenta mantener el avión en línea recta. Sin embargo, la presencia de este sistema no garantiza un resultado exitoso, sino que solo reduce la probabilidad de patinar.
Sensor de automatización antideslizante. Fuente: airliners.net
Además, la presencia de este efecto priva por completo de la idea de incrementar el rendimiento de frenado colocando ruedas más grandes con frenos masivos delante.
Conclusiones intermedias.
Inicialmente, al profano le podría haber parecido que el problema de frenar en el carril para la aviación se había resuelto durante mucho tiempo. Y que el sistema tiene un gran margen de seguridad debido a que un tipo de frenado duplica a otro.
Pero esto está lejos de ser el caso. En realidad, los sistemas de frenos de paracaídas y de ruedas no se duplican en absoluto, sino que se complementan. Por lo tanto, los riesgos son potencialmente acumulativos en lugar de restarlos. En vista del hecho de que para que surja una situación peligrosa, es suficiente que solo falle uno de los dos sistemas. Además, el mayor peligro es la falla del sistema de paracaídas.
Ahora veamos situaciones en las que algo puede salir mal.
Script 1
El aterrizaje se realiza de forma rutinaria después de completar la misión de vuelo. Los puntales tocan la superficie de la pista, el piloto activa el paracaídas, pero ocurre una falla. La aeronave continúa moviéndose por la pista sin la capacidad de activar el sistema de frenado con paracaídas. El desarrollo posterior de los eventos depende de una serie de factores, pero para no complicar innecesariamente el artículo, consideraremos la opción a la que se reducirá la situación en 9 casos de cada 10: el piloto intentará frenar con sus ruedas en el tramo restante. Si es posible detenerse o no depende de la longitud de una pista en particular, así como de la agilidad del piloto, es decir, qué tan rápido pudo navegar la situación. Y sobre lo bien que fue al aterrizaje en sí (resistió la trayectoria de planeo, la velocidad).
Tal situación puede terminar con una salida de la pista hacia un lado o un rodaje fuera de la pista con diversas consecuencias (que van desde una parada relativamente segura fuera de ella hasta terminar con un golpe de estado, destrucción de la aeronave y muerte de la tripulación).
El video a continuación captura el momento en que el avión "pierde" el paracaídas de frenado en el aire. Tengo que sentarme sin él.
Script 2
Más dramático y peligroso. La falla del motor ocurre durante la carrera de despegue. El piloto debe reaccionar de inmediato y tomar una decisión: continuar el despegue o interrumpir. La elección se complica por el hecho de que cada segundo la distancia de frenado se reduce entre 60 y 100 metros. Cabe señalar de inmediato que si hubiera una garantía de que el avión podría detenerse, el piloto no tendría que tomar una decisión. Después de todo, solo hay una decisión racional: interrumpir el despegue. Pero es precisamente la incapacidad de detenerse dentro de la pista restante lo que puede obligar al piloto a continuar.
Por desgracia, no hay forma de protegerse contra fallas del motor durante el despegue. La causa más común es la entrada de objetos extraños en el motor. Por ejemplo, pájaros. También es posible que se introduzcan escombros. O un mal funcionamiento técnico banal.
El problema de las fallas durante el despegue es relevante para todo tipo de aeronaves. Pero cuanto más grande y pesado es el avión, mayores son los riesgos.
Ahora hemos abordado sin problemas el tema principal: las soluciones técnicas modernas que existen en el mundo para minimizar los riesgos de accidentes de vuelo y reducir la gravedad de sus consecuencias.
Solución 1 - EMAS
El mas obvio es tiras de seguridad finales... Por supuesto, están previstos en nuestros aeródromos, pero en la forma que tenemos no son muy efectivos.
La solución al problema se encontró hace mucho tiempo y se implementó masivamente en las carreras de la serie de Fórmula 1. Estamos hablando de "trampas de seguridad". En curvas peligrosas, se ubica un área llena de material viscoso. Un automóvil que ha perdido el control, se sale de la pista, se atasca en esa superficie y reduce efectivamente su velocidad.
La evolución de esta idea se reduce a la selección de materiales con propiedades muy específicas. El extremo de seguridad debe basarse en un área nivelada y segura. El material en sí se coloca encima de esta área en capas de diferentes alturas. Cuando un avión lo golpea, el material debe desmoronarse o deformarse elásticamente. Al mismo tiempo, en la etapa de diseño, todos los parámetros deben calcularse de tal manera que el frenado se lleve a cabo de manera eficiente, pero al mismo tiempo de manera segura.
La ventaja también es que el tren de aterrizaje trasero es más macizo y el frenado debido a la deformación del material no está asociado con un cambio en el centro de gravedad de la aeronave. Debido a esto, al caer en una trampa de este tipo, los pilares traseros están involucrados en un trabajo de un orden de magnitud más eficiente que con el frenado estándar, lo que (además de un aumento significativo en el rendimiento) elimina por completo el derrape.
Los beneficios incluyen la falta de mantenimiento del sistema.
La foto de abajo demuestra cómo debería verse una tira de seguridad Feng Shui moderna.
En el video se puede ver un ejemplo del trabajo real de dicho sistema:
Y así es como se ve la banda de seguridad aquí. Y a qué conduce.
Fuente: igor113.livejournal.com
El paracaídas falló durante el aterrizaje. El avión salió de la pista. Pero como podemos ver, el carril final en la forma en que está, no podía brindar seguridad. Fue una suerte que la tripulación sobreviviera.
Solución 2 - sistemas de frenado de aeródromo
Otra solución que se desarrolló en nuestro país, pero que no encontró un uso generalizado, es el frenado del avión con un cable según el principio de dispositivos en un portaaviones. En terminología occidental, esto se denomina AS (sistema de detención).
Quizás no todo el mundo sepa que muchos aviones de la OTAN están equipados con una versión liviana del gancho de freno: el gancho de Schaffer.
Entonces, ¿cómo llegó la OTAN al punto de instalar un gancho en los cazas que no son de cubierta por alguna razón?
Inicialmente, una solicitud del ejército de EE. UU. Era crear sistemas que permitieran que los aviones ligeros se basaran en sitios prefabricados. De hecho, para despegar en postcombustión, los aviones necesitan hasta 500 metros (el MiG-29 puede despegar desde 300), pero para aterrizar es necesario ya por debajo de 1000.
La tarea se estableció y la industria presentó varias soluciones técnicas, que se diferencian entre sí en términos de tamaño, peso, facilidad de instalación y principios de absorción de energía.
Y todo lo que pasó a continuación se puede describir con la frase: "El camino lo dominará el caminante".
Si se mueve lentamente en una dirección paso a paso, los resultados pueden ser asombrosos.
A primera vista, la decisión de utilizar un cable de freno en un aeródromo fijo puede parecer demasiado complicada.
El primer problema esperado es el servicio. El segundo es el entrenamiento de pilotos. Pero resultó que ambos problemas se pueden resolver fácilmente.
Solución al primer problema
Al probar prototipos, los estadounidenses estaban convencidos de que en presencia de una pista de 500 metros, la sobrecarga durante el frenado era 3 veces menor que en un portaaviones, donde el avión tenía que detenerse en un tramo de 160 metros. Esto permite reducir significativamente las cargas tanto en el gancho de freno, que como resultado recibió una configuración simplificada, como en todos los nodos terrestres; no requirieron un reemplazo tan frecuente como en un portaaviones.
Resolviendo el segundo problema
Resultó que el avión puede agarrar el cable pasándolo con las ruedas. Esto hizo que el aterrizaje fuera similar al habitual con todas las consecuencias: hizo posible que los pilotos ordinarios lo usaran con un extra mínimo. preparación.
Así es como se ve al final:
¿En qué se diferencia este ajuste del habitual? Sí, prácticamente nada.
El caso es que el sistema de paracaídas tiene un matiz más, que no mencioné. Para un aterrizaje seguro, una parte de la pista se "come" inevitablemente para sujetar, bajar el pilar delantero, abrir el contenedor y abrir el sistema de paracaídas (2-3 segundos solo para abrir los paracaídas). Durante este tiempo, el avión logra volar y recorrer una distancia significativa de 200 a 500 metros. En teoría, puede sentarse "más rápido", pero la seguridad de la operación se reduce y la complejidad aumenta.
Nota. En diferentes momentos, se probaron y aplicaron varios sistemas de frenado de paracaídas: multicomponente y multicomponente. En particular, hubo variantes del llamado paracaídas de "aproximación". Este es un paracaídas con un área pequeña, que se abrió incluso antes de que se tocaran los puntales de la raya.
En el caso del sistema de frenado, todo es igual. Una vez que el avión ha bajado el puntal, el piloto solo necesita verificar el hecho del gancho; si no sucedió, active el paracaídas.
Entonces, ¿qué nos da un sistema así como resultado?
1) Lo más importante que ofrece un sistema de este tipo es la seguridad. Se agrega otro método de frenado, y uno que por sí solo detendrá completamente el avión sin activar los frenos y el paracaídas. Aunque no está excluido y ligero frenado de ruedas en el proceso.
2) Además, también ahorra tiempo en el mantenimiento de la aeronave, reduce los costos y aumenta la tasa de salidas.
Detengámonos en el segundo punto con más detalle.
El caso es que en caso de activación, el sistema no activa ni el paracaídas ni los frenos en el chasis. Esto significa que no es necesario empacar y reposicionar el paracaídas. En el caso del Su-25, es pequeño. Pero para el Su-34, el procedimiento se vuelve mucho más laborioso. Y esto puede convertirse en un problema para un aeródromo operativo en momentos de máxima intensidad de salidas.
En lo que respecta a los frenos, podría pensar que este es un detalle menor. Sin embargo, estamos hablando de sistemas de alto rendimiento que cuestan mucho dinero.
El sistema de aeródromo para disipar energía puede utilizar agua corriente como fluido de trabajo. Y su mantenimiento es mucho menos laborioso: el mismo Su-34 tiene seis ruedas, cada una de las cuales tiene un complejo sistema de frenos.
Sistema de frenado de avión moderno
Estas instalaciones continúan mejorando hasta el día de hoy. A nivel conceptual, se plantea la idea de crear un sistema de frenado "inteligente" informatizado, que podrá medir la velocidad de una aeronave y seleccionar la fuerza de frenado necesaria para la operación más eficiente con esta aeronave en particular.
Los nodos separados también se mejoran constantemente; por ejemplo, para los aeródromos conjuntos, se proponen opciones cuando el cable se puede "ocultar" en un surco tecnológico especial.
Fuente: aviapanorama.ru
Además, estos coches se pueden instalar no solo como elementos del método de frenado principal, sino también como redes de seguridad delante de la franja de seguridad final, complementandola y haciendo que todo el sistema sea aún más seguro.
Fuente: atecharrestors.com
A continuación se muestra cómo está organizado el sistema estacionario en la base aérea.
Me gustaría mencionar por separado uno de los conceptos.
Aquí hay un diagrama de la conexión de las instalaciones para frenar aviones más pesados en dos etapas: freno de primera y segunda etapa: 1 y 2 etapas de los mecanismos de frenado. Primero, se activa el primer sistema de frenos, luego se conecta el segundo.
Pero todo esto sigue siendo solo a nivel de conceptos.
Instalación de instalaciones
Una pequeña referencia al artículo anterior sobre el rezago tecnológico y conceptual en el mantenimiento de aeronaves.
La instalación de sistemas de frenado implica la instalación de cuñas especiales en el suelo, a las que se ancla la propia instalación. En teoría, esta etapa requiere mucho trabajo, pero así es como se resuelve este problema en el caso de que se preste suficiente atención al problema del mantenimiento:
Accidente
Entonces, volviendo al incidente, cuyo resultado se captura en la portada de este artículo.
Así fue como fue:
El cadete no realizó nivelación y la velocidad de aterrizaje al final de la pista se superó significativamente. La velocidad de aterrizaje del Su-27 es de 240 km / h. Incluso si la cifra similar para el Su-34 es ligeramente mayor (en la región de 270 km / h), entonces en el video la velocidad al final de la franja en algún punto fue de 360 km / h.
Esto solo fue suficiente para tomar la decisión de dar la vuelta. Especialmente para el cadete: entrenamiento adicional, él está ahí para esto.
Sin embargo, la tripulación no hizo nada fundamentalmente nuevo o destacado a este respecto. De acuerdo con la Organización Internacional para la Seguridad del Transporte Aéreo, el 80% de los incidentes que ocurren durante el aterrizaje se pueden resolver con una vuelta oportuna. Es decir, este "error humano" no es un imprevisto, sino un patrón debido a la peculiaridad del funcionamiento de nuestro cerebro.
La primera razón: una vuelta se percibe como una admisión de su debilidad, la incapacidad de aterrizar la primera vez.
La segunda razón es que una persona en una situación estresante quiere desesperadamente resolver esta situación, permanecer en el suelo. Esto lleva a ignorar los riesgos reales y aterrizar "por todos los medios".
Hay otros aspectos que afectan nuestra psique, pero ese no es el punto ahora.
Es importante que tales situaciones no se puedan atribuir "estúpidamente" a personas individuales, son sistémicas. Y se repetirán.
Y la tarea de los ingenieros se reduce al desarrollo de medios técnicos que asegurarán al máximo a los pilotos de sus propios errores.
Todos los sistemas enumerados en el artículo podrían prevenir fácilmente este (y otros) incidentes.
Hallazgos
En un momento en el que los desfiles militares y foros "Ejército" se llevan a cabo con pompa, a los que los invitados de Turquía (equipo acrobático "Estrellas turcas") acuden con sus máquinas de freno móviles BAK-12 para garantizar su seguridad en las condiciones de las actuaciones de demostración, nuestros pilotos continúan muriendo en combate debido al rodaje fuera de la pista.
En la foto de abajo, los planos de las "acrobacias aéreas" turcas - el gancho de Schaeffer claramente visible en el vientre.
Fuente: aerobaticteams.net
El incidente con la muerte de pilotos rusos en Siria fue cubierto por los medios de comunicación de la manera más modesta posible. No se permiten fotos ni videos.
Exposición seca de hechos:
El 10 de octubre (2017), durante la aceleración del despegue desde el aeródromo de Khmeimim (Siria), el avión Su-24 colapsó para llevar a cabo una misión de combate. La tripulación de la aeronave no logró eyectarse y murió.
Una vez más, estos incidentes siempre han sucedido y siempre sucederán. La única pregunta es qué ha "preparado nuestro país para la guerra".
Y al igual que en el artículo anterior, no estamos hablando de algunas soluciones técnicas de "súper alta tecnología" como los sistemas de reconocimiento de satélites o las estaciones de sonar para submarinos. Por sí mismas, algunas de las soluciones son muy primitivas.
Sí, y hay alguien a quien "cancelar": todo el trabajo ya se ha realizado en el extranjero y se han elegido las soluciones más racionales.
No está claro cuál es el problema.
En Rusia, de acuerdo con los escenarios descritos anteriormente, los aviones regularmente “luchan”.
En Komsomolsk-on-Amur, las pruebas de uno de los prototipos del prometedor caza ruso Su-35 terminaron en fracaso. El domingo 26 de abril, el avión se salió de la pista y chocó con un obstáculo. Como resultado del accidente, el caza colapsó y se quemó. El piloto de pruebas Evgeny Frolov logró expulsar en el último momento.
Por tanto, el prototipo fue destruido. Esto llevó a que todo el proceso se detuviera durante un año. Así también, debido a su culpa, el piloto de pruebas casi muere.
Los nuevos Su-34 con una vida útil casi "completa" también han peleado varias veces.
Su historia Los aviones más grandes, Tu-22, también tienen lanzamientos.
16 de junio de 2016. Isla. Región de Pskov.
Fuente: (c) forums.airforce.ru
12 de septiembre de 2017. Tu-22M3 (número de cola "20 rojo", número de registro RF-94233). Shaikovka. Región de Kaluga.
Fuente: Foto (c) Military Informant, vk.com/milinfolive
Sin embargo, hay aviones Tu-160, aviones de transporte militar, camiones cisterna de combustible y AWACS aún más grandes en nuestro VKS.
Surge la pregunta: "¿Qué se ha hecho para prevenir accidentes, por ejemplo, con el Tu-160 en su base principal?"
La longitud total de la franja de 3,5 km, junto con 2 tramos de seguridad, es de 3,65 km, es decir, el tramo de cada lado tiene una longitud de fantásticos 70 metros.
Al mismo tiempo en USA. Minot. Dakota del Norte.
La escala de las bandas de seguridad en relación con el "despegue" en sí es sorprendente, cada una de 300 metros de largo.
Y aquí me interesa hacer una pregunta. En los comentarios al tema anterior, mencionaron la existencia de reglas formales en nuestra aviación.
Esta longitud es de 75 metros para un avión de 50 metros de largo ... ¿Se eligió por qué motivos? ¿Cumplimiento mínimo de las normas ajenas a la realidad?
Dado que la longitud total de la franja en Estados Unidos es de 4,6 km.
Y así es como se ve la franja de seguridad modernizada en Northolt (Reino Unido):
Fuente: twitter.com/rafnortholt
Aunque para ser justos cabe señalar que estas medidas no siempre son suficientes. Así, por ejemplo, en 2017, luego de ser atacado por una paloma suicida, el B-52 interrumpió el despegue y salió rodando de la pista. La tripulación fue evacuada, pero los bomberos no pudieron conducir lo suficientemente rápido y el avión se quemó.
PS
Dado que el artículo trata del accidente del Su-34, me gustaría discutir los puntos de vista sobre el grado de culpabilidad en el incidente de todos los acusados: el cadete, el instructor, el director de vuelo.
En cuanto a mí, el gerente por error no dio instrucciones para hacer otra carrera.
El instructor, en cambio, irritó claramente al cadete y, de hecho, lo obligó a sentarse con sus comentarios. Es decir, el instructor obtiene dos "fallos" a la vez: por la falta de trabajo en equipo con el alumno y por la decisión equivocada ("aceleración baja" en lugar de "despegue").
Una de las ventajas de una cabina doble (al menos de las que se han anunciado) es la posibilidad de sentir el "hombro" de un compañero, y no escuchar a las "madres".
En mi opinión, las acciones de este instructor son mucho más profesionales:
El cadete confía en él y tiene la oportunidad de reírse de sí mismo, y la risa es una muy buena forma de aliviar el estrés psicológico en una situación estresante. La entonación y los gestos son algo calmantes.
¿Pero tal vez me equivoque?
Es interesante escuchar a los que volaron.
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