Kabriolet w locie. Kąt gondoli silnika 75 stopni (na oko)
Czy V-22 Osprey jest łatwy w pilotażu? Myślę, że wielu byłoby zainteresowanych tym, jak coś takiego generalnie unosi się w powietrzu. Ale skąd wiesz? Jest mało prawdopodobne, że Korpus Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych będzie na tyle łaskawy, aby umożliwić obsługę tej maszyny zagranicznym pilotom z nieprzyjaznych krajów.
Niemniej jednak istnieje możliwość spojrzenia na ten cud techniki oczami pilota. Udało mi się znaleźć ciekawą pracę Scotta Traila, bronioną na Uniwersytecie Tennessee w maju 2006 roku, w której rozważał cechy pilotażu V-22 pod przyrządami (instrumentalne warunki meteorologiczne, IMC), czyli przy złej pogodzie warunki. Artykuł ten został napisany na podstawie szeregu lotów testowych i postawił sobie za zadanie określenie, jaka konfiguracja najlepiej nadaje się do takich lotów i jak łatwo jest latać tiltrotorem.
To oczywiście nieoficjalny raport z testów, ale to dla nas wystarczająco dobre. Zasadniczo artykuł będzie następował po tym raporcie.
Trochę o kabriolecie
Główną cechą tiltrotora jest to, że jego silniki znajdują się w dwóch obrotowych gondolach silników zainstalowanych na końcach skrzydeł. Mogą zmieniać swoją pozycję w zakresie od 0 do 96,3 stopnia (czyli o 6,3 stopnia do tyłu od pozycji pionowej). Nachylenie gondoli silnikowych ma trzy tryby: około 0 stopni - samolot, od 1 do 74 stopni - tryb przejściowy oraz od 74 do 96 stopni - tryb pionowego startu i lądowania.
Dodatkowo tiltrotor posiada ster dwukilowy, klapy (klapy lotek) na skrzydłach, które mogą pracować zarówno jako klapy, jak i lotki. Śmigła w trybie VTOL mogą się przechylać, w tym trybie lot jest kontrolowany przez przechylenie śmigieł i różnicę przechyłów śmigieł (przy przechodzeniu do pozycji gondoli 61 stopni przechylenie śmigła jest ograniczone do 10% normalnego i stopniowo maleje do zera w trybie samolotowym; różnica przechyłów jest wyłączana przy prędkościach powyżej 61 węzłów lub gdy położenie gondoli silnika jest mniejsze niż 80 stopni); ale także w trybie przejściowym, sterowanie odbywa się jednocześnie różnicą nachylenia śmigieł, klap i sterów. Śruby posiadają regulację kąta montażu, skoku i płaszczyzny obrotu. W locie pionowym stosowana jest różnica ciągu śmigła (zmniejsza się do zera, gdy położenie gondoli wynosi od 80 do 75 stopni) oraz różnica skoku śruby (do maksymalnego położenia gondoli 60 stopni i zmniejsza się do zera przy prędkości 40 do 60 węzłów).
Tiltrotor może lądować nie tylko pionowo, ale także z rozbiegiem, jak samolot. Jednocześnie minimalny kąt pochylenia gondoli silnikowych powinien wynosić 75 stopni, podwozie produkowane jest z prędkością 140 węzłów, a maksymalna prędkość lądowania to 100 węzłów.
Sterowanie tiltrotorem jest ogólnie podobne do helikoptera i samolotu: uchwyt, który kontroluje pochylenie i kołysanie, pedały skrętu (w przeciwieństwie do helikoptera kontrolują obrót sterów), uchwyt ciągu silnika pod lewą ręką. Pozycją gondoli silnikowych steruje koło zamontowane na uchwycie trakcyjnym pod kciukiem lewej ręki. To jest dokładnie to, czego nie ma w samolocie ani helikopterze.
Kokpit w kabinie. Po lewej stronie pod czerwoną wstążką znajduje się uchwyt kontroli trakcji, na którym widać białe koło sterujące kątem obrotu gondoli silnika
Tiltrotor posiada automatyczny system sterowania, który stale utrzymuje stabilizację pozycji tiltrotora w locie.
Możliwość zarządzania w różnych trybach
Jak zachowuje się w różnych trybach lotu?
Tryb samolotowy, pozycja gondoli silnika 0 stopni, prędkość 200 węzłów - Sterowanie jak w samolocie, prędkość jest utrzymywana w granicach 2 węzłów, kurs do 3 stopni, wysokość do 30 stóp.
Tryb przejściowy, pozycja gondoli silnika 30 stopni, prędkość 150 węzłów – taka sama obsługa jak w trybie samolotowym, ale Trail odnotował zauważalne wibracje i wznoszenie około 30 stóp podczas skręcania.
Tryb przejścia, położenie gondoli silnika 45 stopni, prędkość 130 węzłów - wibracje wzrosły, ale nie wpłynęły na kontrolę; z drugiej strony tiltrotor stał się mniej przewidywalny, prędkość wahała się od mniej niż 2 do ponad 4 węzłów od pożądanej, a wysokość wahała się od 20 do 60 stóp.
Przejście, pozycja gondoli silnika 61 stopni, prędkość 110 węzłów - dobrze kontrolowany tiltrotor, prędkość poniżej 2 węzłów i ponad 2 węzły od pożądanej, wysokość wahała się od mniej niż 20 stóp od pożądanej. Ale Trail zauważył silne wibracje.
Tryb helikopterowy, położenie gondoli silnika 75 stopni, prędkość 80 węzłów - tiltrotor jest bardziej sterowalny i bardziej czuły, mniej odbiega od pożądanych parametrów lotu (prędkość do 2 węzłów, kurs do 2 stopni, wysokość do 10 stóp), ale w tym trybie jest silny poślizg.
Są inne interesujące cechy pilotażu. Okazało się, że tiltrotor najszybciej wznosi się i schodzi, gdy gondole silnika znajdują się pod kątem 45 stopni: podczas wznoszenia - 200-240 stóp na minutę, podczas schodzenia od 200 do 400 stóp na minutę. Jednak latanie tiltrotorem jest trudne, wymagane jest większe doświadczenie niż w innych trybach lotu. V-22 może wznosić się i schodzić jeszcze szybciej, do 1000 stóp na minutę, podczas gdy pilot potrzebuje pomocy dowódcy.
Znalezienie zdjęcia lotu w trybie przejściowym okazało się trudne. Na tym zdjęciu kąt gondoli silnika (na oko) wynosi około 45 stopni
Ogólny wniosek Trail jest taki. Tiltrotor jest w większości bardzo dobry w obsłudze, a według skali oceny jakości obsługi większość manewrów wymaga niewielkiej lub żadnej interwencji pilota (HQR 2-3). Jednak przy kącie gondoli 45 stopni, a także przy zmianie kąta gondoli i manewrowaniu, sterowanie staje się trudniejsze, a manewry wymagają umiarkowanej lub znacznej interwencji pilota (HQR 4-5).
Funkcje podejścia
Podczas testów opracowano kilka kolejnych instrumentalnych trybów lotu, w szczególności podejście do lądowania i nieudane podejście z utratą jednego silnika (w eksperymentach symulowano to poprzez ograniczenie ciągu do 60% maksimum).
Zbliżanie się z trybu samolotowego stanowi pewne wyzwanie dla pilota, który musi monitorować wysokość, kurs, prędkość i kąt gondoli i reagować na zmiany, gdy zmienia się pozycja gondoli, zwłaszcza gdy kąt zmienia się do 30 stopni. Przy kącie gondoli 30 stopni i prędkości 150 węzłów podwozie nie może być jeszcze wypuszczone, więc pilot musi szybko podnieść gondole do kąta 75 stopni i zwolnić do 100 węzłów. W tym momencie dochodzi do poślizgu i trzeba utrzymywać tiltrotor na właściwym kursie, a także skompensować wznoszenie maszyny, które występuje przy kącie gondoli silnika od 30 do 45 stopni. Po przełączeniu w tryb helikopterowy pilot musi podnieść nos i zwiększyć ciąg do maksimum, aby zmniejszyć prędkość opadania.
Podejście w konfiguracji gondoli 75 stopni, podwozie wysunięte
Pilot może obrócić gondole do 61 stopni z prędkością 110 węzłów na podejściu, przy czym tiltrotor osiąga 50 do 80 stóp wysokości i prędkość 10 węzłów jest bardziej pożądana. Występują również wibracje boczne, które rozpraszają pilota. Jednak w tej konfiguracji tiltrotor jest łatwiejszy do kontrolowania, bardziej stabilny i utrzymuje prędkość w granicach 2-3 węzłów. Szybkość opadania jest dobrze kontrolowana przez ciąg. Z tej konfiguracji najłatwiej jest przełączyć się na konfigurację do lądowania, dla której wystarczy zrzucić 10 węzłów i podnieść gondole silnikowe o 14 stopni.
Możliwe jest również w locie przestawienie gondoli do pozycji 75 stopni i rozpoczęcie podejścia przy 80 węzłach. W takim przypadku tiltrotor może samorzutnie zboczyć z kursu o 1-2 stopnie, co należy skompensować. Taka konfiguracja pozwala na bardziej precyzyjne lądowanie i wybór punktu przyziemienia.
W przypadku nieudanego podejścia do lądowania z utratą jednego silnika, pilot powinien natychmiast przestawić gondole silnikowe w położenie 0 stopni (opracowano początkowe położenia gondoli silnikowych 30 i 45 stopni), w tym przypadku tiltrotor traci 200 stóp wysokości. Podnoszenie jest możliwe tylko po przełączeniu w tryb samolotowy. Przy początkowej konfiguracji gondoli wynoszącej 61 stopni przejście do trybu samolotowego podczas nieudanego podejścia staje się bardzo trudne, ponieważ tiltrotor staje się wrażliwy na zmiany kąta gondoli. Pilot musi bardzo ostrożnie poruszać gondolami silnika, aby nie przyspieszać zniżania, a manewr ten wymaga dystansu co najmniej 8 mil; podczas manewru maszyna traci 250 stóp wysokości.
Zalety i wady
O ile można sądzić z opisu sterowania tiltrotorem, główna trudność polega na tym, że pilot musi nie tylko latać jak samolot i jak śmigłowiec, w prostych słowach, ale także przełączyć się z jednego pilotażu przełączać się na inny w odpowiednim czasie, gdy zmienia się pozycja gondoli silnikowych, a także podejmować więcej wysiłku podczas pilotowania w warunkach przejściowych, zwłaszcza przy kącie gondoli silnika wynoszącym 75 stopni, gdy tiltrotor staje się ciasny i ma skłonność do poślizgu .
W niektórych miejscach sterowanie tiltrotorem jest nielogiczne. W większości piloci latają nim w trybie samolotowym, ale fakt, że podczas lądowania i przechodzenia na konfigurację helikoptera, musisz dać pełny ciąg, podczas gdy samolot wymaga oczyszczenia ciągu podczas lądowania, wymaga pewnych umiejętności i nawyku dla pilotów.
Każdy samochód ma swoje wady i zalety. Wady tiltrotora to fakt, że prawie nie ma on autorotacji w trybie śmigłowca (jest, ale źle: prędkość opadania w autorotacji wynosi 5000 stóp na minutę), co znacznie ułatwia pilotowanie śmigłowca. Jednak tiltrotor ma skrzydła z możliwością podnoszenia i schodzenia (jakość aerodynamiczna 4,5, z szybkością opadania 3500 fpm przy 170 węzłach), w połączeniu z różnymi kątami gondoli, co może dać ciekawe efekty, takie jak jednoczesne wznoszenie i prędkość w danej pozycji gondoli silnika pod kątem 45 stopni. Doświadczony pilot może zmieniać tryby lotu, zmieniając kąt gondoli silnika (maksymalnie 8 stopni na sekundę, czyli pełny obrót od 0 do 96 stopni zajmuje 12 sekund). Na przykład przeniesienie gondoli silnikowych z 30 do 45 stopni następuje niemal natychmiast, w niewiele ponad sekundę, a tryb ten pozwala na szybkie nabranie wysokości i prędkości, co można wykorzystać np. podczas unikania ostrzału z ziemi.
W trybie samolotowym możesz się zawrócić
Generalnie dla doświadczonego pilota jest to bardzo dobra maszyna z dodatkowymi funkcjami, które nie są dostępne zarówno w samolocie, jak i śmigłowcu. Ale dla początkującego jest to trudna maszyna. Oczywiście możesz nauczyć się pilotować ten cud techniki. Wymaga to jednak dłuższego szkolenia (program US Marine Corps przewiduje 180 dni na szkolenie pilotów), a lot wymaga większej uwagi pilota.