Или взлетит или не взлетит!

Прочитав пару десятков страниц спора о самолете на бегущей дорожке, я изрядно подустал, но так и не понял взлетит он или нет. Поэтому я решил по быстренькому набросать решение на обратной стороне флайт-плана. По быстренькому не получилось, а чистое место на флайт-плане быстро закончилось))

DISCLAIMER: Лицам планирующим прохождение ВЛЭКа в ближайшее время чтение данного поста строго противопоказано!

Итак задача:

Самолет (реактивный или винтовой) стоит на взлётной полосе с подвижным покрытием (типа транспортёра). Покрытие может двигаться против направления взлёта самолёта, то есть ему навстречу. Оно имеет систему управления, которая отслеживает и подстраивает скорость движения полотна таким образом, чтобы скорость вращения колёс самолёта была равна скорости движения полотна.




Вопрос: сможет ли самолёт взлететь?

Решение:

Человек, в основном, мыслит аналогиями. Поэтому первое что приходит на ум - это человек в спортзале на беговой дорожке. Человек остается на месте, значит и самолет никуда НЕ ПОЛЕТИТ!!!

Но мы то знаем, что самолет в отличии от машины или человека отталкивается от воздуха, значит ему наплевать на дорожку и, стало быть, он ПОЛЕТИТ!!!

Поэтому забудем про аналогии и воспользуемся веками проверенным инструментом - математикой. Для того, чтобы правильно решить задачу, нужно правильно понять условие. Что означает условие "скорость вращения колёс самолёта была равна скорости движения полотна"? Скорость вращения колес - скорость угловая, а скорость полотна - линейная. Можно, конечно, сказать, что условие не корректно и забить, но не будем придираться. Итак, линейная моментальная скорость на поверхности колеса равна линейной скорости полотна.

ω*R = Vп,

Где ω - угловая скорость шасси, R - радиус колеса, Vп - скорость полотна. Можно, конечно, записать в векторном виде, как [ω^→ × R → ] = Vп → , но, пожалуй, не стоит. Мозг еще успеет закипеть.

Стоит также заметить, что скорость - штука относительная. Поэтому считаем, что в условии говорится о системе координат связанной з землей. Зразу договоримся, что силой Кориолиса мы пренебрегаем))

Итак скорость колеса (или самолета) относительно полотна равна ω*R, скорость полотна тоже равна ω*R. Значит самолет относительно земли стот на месте! То есть нам нужно ответить на вопрос взлетит ли самолет, если он не движется относительно земли. Естественно, НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но давайте, посмотрим на сколько это реально. В любом учебнике по аэродинамике мы найдем картинку самолета, на который действуют 4 силы:

P → - тяга двигателя, Y → - подъемная сила, X → - сопротивление воздуха, G → - сила тяжести. На ВПП добавляются еще 2 силы: F_тр ^→ - суммарная сила трения всех шасси, N → - суммарная реакция опоры шасси. Как утверждал Ньютон, если мы сложим все эти силы и разделим на массу самолета, то получим его ускорение. По условию задачи, ускорение равно нулю. Подъемная сила и сила сопротевления тоже равны нулю, когда скорость равна нулю ( Y = C_y∙ρ∙V ²∙S/2 ). В проэкции на горизонтальную ось Х получаем:

P = F_тр,

а в вертикальной проэкции

N = G.

Записав F_тр как f∙N/R, где f - коэфициент трения качения, R - радиус шасси, получим

P = f∙G/R.

Для примера рассмотрим 50-тонный Боинг с двумя двигателями по 10 тонн-сил (10⁵ Н) каждый. Для простоты будем считать что диаметр колеса - 1м. Покопавшись в справочниках, можно найти, что сила трения качения для резинового колеса по бетону находится где-то в пределах 0.001-0.02. Возьмем по максимуму 0.02 хотя, если бы это было так, то непонятно за что инженерам Боинга платят зарплату.

Итак, равенство P = f∙G/R никак не выполняется, потому что слева у нас 20000, а справа 0.02∙50000=1000. То есть, как ни крути, а тяга преодолеет сопротивление и самолет ВЗЛЕТИТ!!!

Но получается мы нарушаем условие задачи, что самолет остается на месте. Значит, сила трения должна быть больше? И она может быть больше. На самом деле при очень больших скоростях, когда скорость деформации шасси при качении сравнивается по порядку со скоростью вращения, коэффициэнт трения качения резко возрастает. Это одна из основных проблем для автомобильных рекордов на скорость. Какая скорость нужна не суть важно. Важно, что f достигнет значения 0.4 и самолет НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но давайте разбираться. Куда будет деваться энергия потраченная двигателем? Судя по всему перейдет в тепло в нелегкой борьбе с диссипативными силами. А это процесс не бесконечный. Как говорит FCOM, при поглощении энергии в 35 МДж, шасси вполне может взорваться. А когда шасси взорвется, то что? То вращения уже не будет, то есть ω = 0, а значит и скорость полотна равна нулю, а значит самолет ВЗЛЕТИТ!!!

Но ему прийдется преодолеть силу сопротивления скольжения. А она вполне превышает 0.4 на бетоне, так что тяги не хватит и самолет НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но кто вообще говорил про бетон? А если зима на дворе и гололед? Braking Action Poor или даже Nil? Колеса можно сразу застопорить. Тогда не вопрос! Однозначно ВЗЛЕТИТ!!!

Но даже при Braking Action Nil, ускорение будет маленьким и стандартной длины ВПП может не хватить и самолет НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но давайте посмотрим на картинку. Кто сказал, что вектор тяги направлен строго горизонтально? А если немного вверх, как, например, у Ан-2? Тогда достаточно вертикальной составляющей превысить силу тяжести и самолет ВЗЛЕТИТ!!!

Но думаю, какой бы мощьный двигатель мы не вешали на Ан-2, вертикальной составляющей никак не хватит и самолет НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но зачем нам Ан-2? Есть же Harrier Jump Jet или Як-38, вобщем самолет с вертикальным взлетом. Он то точно ВЗЛЕТИТ!!!

Но допустим, автор задачи, все же имел ввиду класические самолеты. И взрывать шасси он не хотел, и полоса таки бетонная (хотя совсем непонятно, как она ездит по кругу). То есть самолет относительно земли не движется, а значит и НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но что нужно самолету для взлета? Нужна не скорость относительно земли, а скорость относительно воздуха. Или же скорость воздуха относительно самолета, чтобы возведя ее в квадрат и умножив на плотность и коэфициэнт C_y получить подъемную силу, и тогда, при хорошем встречном ветре, самолет ВЗЛЕТИТ!!!

Но где вы видели такой ветер? А для маленьких самолетов максимально допустимая скорость ветра всегда меньше скорости отрыва. Да и вообще, раз в условии нет ничего про ветер, то и ветра, наверно, нету. Значит НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но ведь и сами двигатели создают поток воздуха! Значит достаточно двигателям создать хороший поток воздуха обтекающего крылья и самолет ВЗЛЕТИТ!!!

Но вряд ли двигатели могут создать такой поток, а значит самолет НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

Но ведь и сама быстро движущаяся дорожка в приграничном слое создает поток воздуха! То есть при достаточной скорости бега на месте, крыло будет достаточно обдуваться и самолет ВЗЛЕТИТ!!!

Но градиент скорости потока воздуха приграничного слоя над дорожкой отрицательный. То есть с высотой скорость потока уменьшается, а для взлета нужно как раз, чтобы скорость воздуха над крылом была больше скорости воздуха под крылом. Значит самолет НЕ ВЗЛЕТИТ!!!

...у меня еще осталась пара идей про релятивистские эффекты и квантовое туннелирование, но ведь даже не википедии эту задачку забанили написав "статья представляет собой внешне упорядоченный, хорошо структурированный бред на пяти страницах". Так у меня и получилось))

PS. Берегите мозг - он у нас один!

Взлетит или не взлетит?

Наткнулся в интернетах на увлекательный холивар, разрывающий мозг школоты вдребезги и генерирующий миллионы строк срача.

Итак задача:

Самолет (реактивный или винтовой) стоит на взлётной полосе с подвижным покрытием (типа транспортёра). Покрытие может двигаться против направления взлёта самолёта, то есть ему навстречу. Оно имеет систему управления, которая отслеживает и подстраивает скорость движения полотна таким образом, чтобы скорость вращения колёс самолёта была равна скорости движения полотна.




Вопрос: сможет ли самолёт взлететь?

Это даже интереснее чем Эппл против Андроида))

Ben Gurion

А здесь агенты Моссада играют в Counter Strike.

НЛО

На всех больших пассажирских самолетах устанавливается система TCAS. И на телевизоре в кабине пилоты видят, кто летает поблизости. Стрелочка указывает набор или снижение, а цифра относительную высоту в сотнях футов.

Недавно на подлете к Тель-Авиву заметил интересную вещь. Судя по отметкам, самолеты находились ПОД ЗЕМЛЕЙ! А точнее под водой, потому что мы еще были над морем. Я стал рассматривать окресности и оказалось, что это были корабли. Оказывается TCAS ставят и на корабли тоже.

А на обратном рейсе, на экране снова появились НЛО. Только на этот раз вообще без отметок высоты. Объекта было 3 и они всегда были вместе и очень быстро двигались. Причем летали кругами по непонятной траэктории. Кораблями они быть никак не могли. На этот раз это оказались истребители израильских ВВС. Смотрелись красиво втроем.

парадокс

Вопреки законам аэродинамики именно


женщины с обтекаемыми формами


оказывают наибольшее сопротивление...

Суровая правда жизни

Runway Incursion

На днях рулим в Шереметьево, слышу в эфире кто-то из пилотов жалуется, что ветром снесло какую-то штуку на рулежку. Понимаю, что это где-то рядом. Смотрю на карту, потом по сторонам и вижу, как по рулежке ползет красный пластиковый ограничитель (такой же ставят на автомобильных дорогах, хотя в аэропортах обычно совсем не такие - наверно, решили сэкономить). Общение в эфире получилось довольно забавным))) Приблизительно так:

- Шереметьево-руление,..., тут пластиковый блок ветром снесло на 22-й РД.


- Спасибо, сейчас заберут


- ... пластиковый блок пересекает магистральную. Остановились, пропускаем.


- ... блок уехал на 34-ю РД, продолжаем руление.

Самолетики спят в облачках))

Авиационный поцелуй

Летел на днях из Астаны. Лететь долго, в эфире тишина, погода отличная, рассветом налюбовался и решил полистать какой-то глупый глянцевый журнал. Наткнулся на статью про личное пространство. Заезженная тема про небольшую зону вокруг человека, вторжение в которую он воспринимает агресивно. Статья забавная в лучших традициях гуманитарной логики. Больше всего мне понравилось объяснение автора, почему люди целуются с закрытыми глазами: "влюбленные очень часто прибегают к такому самообману - им необходима иллюзия личного пространства".

А и вправду, почему мы целуемся с закрытыми глазами? Естественно, самообман и иллюзии тут не при чем. А вот авиация очень даже при чем)) Человек постоянно воспринимает большое количество информации через различные каналы и одно из важных умений в авиации это эффективное распределение внимания. Переключение внимания возможно со скоростью около 0.2 с. Поэтому пилот может считывать до 5 приборов в секунду. Для удобного считывания основные приборы расположены в форме буквы Т с авиагоризонтом в центре и на разных этапах полета распределение внимания отличается. Но распределение внимания не подразумевает только зрительную информацию. Через зрительный канал мозг получает 80-90% информации, поэтому закрывая глазала объем внимания уделяемого другим каналам увеличивается почти в 10 раз. Именно поэтому мы целуемся с закрытыми глазами. Чтобы максимально чувствовать прикосновения и запах. Как сказал Эйнштейн, any man who can drive safely while kissing a pretty girl is simply not giving the kiss the attention it deserves.

Мораль: лучше всех целуются пилоты)) В теории еще и буддистские монахи, но им нельзя))

Вот к таким выводам я пришел на высоте 10000 метров по дороге домой))

PS. Еще один из перлов статьи: "если вы находитесь в машине, то размер вашего личного пространства может увеличиваться до 10 метров". Это получается, что размер моего личного пространства - 10 миль. Именно на таком расстоянии от бортов я начинаю чувствовать себя некомфортно))

Про высокие технологии

Аэропорт - это огромная территория, и работникам наземных служб приходится преодолевать немалые расстояния. Для этого есть специальные автомобили, разметка и даже дорожные знаки. А вот в Симферополе нашли более простое и экологичное решение, там работники гоняют по аэродрому на велосипедах)) Интересная картина - рулишь по аэродрому, а мимо велосипеды ездят))
Зато в Стокгольме придумали еще более интересный способ передвижения по аэродрому. Там они ездят на самокатах! Большие такие с багажником на руле. Экологично и экономично.

Автопилот

На днях летал полностью на руках и вспомнил, что, когда учился на Ан-26, со мной в группе было много бортинженеров, и все они твердили на перебой, что на современных самолетах не пилоты, а операторы, самолеты, сами летают, сами садяться, а пилотам остаеться только кнопки нажимать, кофе пить да к стюардессам приставать)) Они мне доказывали, что сейчас никто на руках не садит, что все делает автопилот. Доля правды, конечно, в этом есть. Автопилот все больше разгружает пилотов и пилоты на самом деле все меньше пилотируют. Но все же ребята были не правы. Да, самолеты могут совершать полностью автоматическую посадку, но у нас это не принято. В автомате садимся очень редко и, в основном, в тренировочных целях. Плюс, многие пилоты периодически летают на руках ниже 10000 футов (выше не интересно), чтобы не терять навыки. Ну а если сильный ветер, так автопилот вообще не справится - только на руках. Так что пилоты все же пилотируют, что бы там не говорили бортинженеры с Ан-26.

P.S. А стюардесс вообще бывает и не видишь до конца обратного рейса, когда из самолета все вместе выходят))

Учеба

Наши пилоты настолько суровы, что чтобы стать командиром нужно уметь решать дифференциальные уравнения 4-й степени и знать, что система автоматического регулирования устойчива, если все вещественные корни характеристического уравнения отрицательны, и все комплексно-сопряженные корни имеют отрицательную действительную часть.

Фантомасолет

Помните машину-самолет из фильмов про Фантомаса с Луи Де Фюнесом? Вот же она!









Только кому такая штуковина нужна? Кроме Фантомаса))




Видео на их сайте.

Летнее время

Год назад френд tutanhamon написал интересную заметку Что происходит с поездами при переходе на летнее время и обратно?

При переводе времени вперёд (весной) те поезда, которые могут нагнать расписание, нагонятют, а те, которые не могут, - опаздывают. При переводе времени назад (осенью) поезда либо останавливаются на час, либо едут, но очень медленно.

И у нас тогда возник спор, а что же происходит с самолетами? Они час кружат в воздухе или наматывают круги по перону?

Секрет здорового сна

Знакомая всем ситуация. Утро, звенит будильник, но Вы его не слышите. Или нет, слышите, но Вам пофиг)) Или не пофиг, но Вы вдруг понимаете, что Вы неправильно поставили будильник и переставляете его на +20 минут и спите дальше. Или просто даже не просыпаясь подсознательно нажимаете кнопочку SNOOZE. И так 10 раз))) Потом вдруг понимаете, что Вы уже опаздываете, говорите себе "все, встаю", отключаете будильник и... просыпаетесь еще через пол часа. Или встаете, еще толком не проснувшись кое-как идете в сторону ванной комнаты, но по дороге оказывается диван и Вы на нем засыпаете еще на пол часа)) Или начинаете одевать штаны и так с натянутыми до половины штанами и отключаетесь)) Причем, с утра Вы понимаете, что ошибочно запланировали слишком много лишнего и ненужного на утро. Например, "сегодня можно не бриться и поспать еще 10 минут", "голову мыть? зачем? я ж ее уже мыл на прошлой неделе)) лучше посплю еще 10 минут!", "да как-то не хочется завтракать, полежу еще чуть-чуть", "а может я заболел и мне не стоит ехать на работу?" и так далее))

Где-то года полтора назад один мой друг поднял вопрос "как с этим бороться?" Было много вариантов: спать с открытой форточкой, чтобы воздух был свежим, принимать холодный душ по утрам, не сидеть вконтакте перед сном, раньше ложиться спать, класть будильник подальше от кровати, чтобы приходилось вставать для его отключения, заводить 2 будильника, покупать специальные будильники... Но ни одно из этих предложений не давало стабильного положительного результата.

За время моей работы в гражданской авиации, мне ни разу не приходилось переставлять будильник на попозже, нажимать snooze, засыпать по дороге в душ и так далее. Это при том, что мне приходится иногда вставать и в 3 часа утра. Как мне это удается? Все очень просто! Я люблю свою работу!

Caravelle

Вот такой интересный самолет стоит в Стокгольмском аэропорту.

Интересен он не только треугольными окнами, но и тем, что это один из первых реактивных пассажирских самолетов в мире и первый в мире пассажирский лайнер с хвостовым расположением двигателей. Первый полет - 27 мая 1955 года, на год позже 707-го Боинга.

Ataturk

Сегодня в Стамбуле.

Рейс ранний, поэтому пробок почти не было.

Суженый мой, ряженый, в бизнес-класс усаженный...

Из собеседования стюардесс:


- Почему Вы хотите работать в нашей авиакомпании?


- Ну... чтобы выйти замуж!

Хоть на дворе и 21-й век, но даже наличие у девушек айпадов с вконтактом не может отбить у них тягу к древним обычаям Руси. Невольно стал свидетелем модернизированного варианта гадания на суженого.

Перед рейсом девушки загадывают номер кресла в самолете и записывают его на листике бумаги. Листики одинаково сворачивают и по очереди вытягивают свой номер из общей кучки. А дальше - кто на это место сядет, тот и суженый.

Я решил поучавствовать в обряде и тоже загадать номер. Хотел загадать Jump Seat, но девушки не разрешили)) Вытянул 15А. Так как из кабины я не выходил, то я так и не узнал, кто же был на этом месте, но стюардессы заверили меня, что там была низкая и некрасывая девушка со страшным макияжем, и, вообще, она мне не подходит, поэтому они ее пересадили))

Сегодня в Шереметьево

13.30 UTC, РД 7. Пришлось объезжать.

Так с включенным аnti-collision он еще час стоял.

Позже его с двух сторон отгородили пожарными машинами, будто не хотели чтобы он сбежал.

Может кто в курсе, что случилось?

Почти Mayday

Ранний рейс, в метеосводке предупреждают о возможной задержке на 40 минут из-за плохих условий на полосе и в голову невольно лезут мысли о том, как можно было еще поспать эти 40 минут. Метеосводки меняются чаще чем обычно, ветер и коэффициент сцепления плавают возле граничных значений, а мы занимаемся постоянными пересчетами, меняя полосу для взлета с левой на правую и обратно. За бортом лютый мороз и валит снег, поэтому перед взлетом обрабатываем самолет противообледенительной жидкостью. Немного необычная процедура взлета - чтобы получить большую тягу, выключаем отбор воздуха от двигателей. В остальном все как всегда. Ви ван, ротэйт, позитив рейт... Вскоре после отрыва появляется запах гари в кабине... Клаймб траст, спид ту ту зиро, флэпс ван... И я вижу как кабина постепенно заполняется белым дымом...

- Командир, задымление.
- Продолжай.
Диспетчер векторит, некогда болтать, продолжаем набор, отворачиваем по указанию диспетчера. Одна из первых мыслей "черт, задымление было моим самым не любимым упражнением на тренажере". Сразу вспоминаю, что на тренажере кислородные маски были с очками, а в этом самолете очки нужно одевать отдельно, достав их правой рукой из специального кармана. Плюс понимаю, что наш вес сильно превышает максимальный посадочный, да и по действиям командира не видно, чтобы мы собирались возвращаться. Флэпс ап, ноу лайтс, спид ту файв зиро... Звонок в кабину:
- Командир, у нас задымление в салоне!
- Да, мы знаем.
Закрылки убраны, самолет разгоняется, включаю отбор от двигателей. Клаймб найнэр таузенд, дайрект ту дэкад... Время выполнять чеклист, а дыма в кабине уже нет. Вот и проводники звонят:
- Командир, уже дыма нет.

ХЭППИ ЭНД!

Что же произошло?
Перед взлетом самолет обливали кислотно-зеленой жидкостью. Обливали не только крылья, но и фюзеляж. На взлете воздух в салон отбирался не от двигателей, а от ВСУ, в воздухозаборник которой попало некоторое количество зелененькой жидкости на основе пропиленгликоля. Вот она сгорела и немного попахла))

Самолет-отель

Вот такой вот интересный самолет-отель стоит возле аэропорта в Стокгольме.

Номера там не очень большие, зато можно поспать в кабине пилотов))

Правда, далеко без приборов не улетишь))

Видео на сайте отеля: http://www.jumbostay.com/DynPage.aspx?id=64661&mn1=5292

Recurrent

По лбу стекают капли пота, руки и ноги немного дрожат от перенапряжения, адреналин бурлит в крови, мозг работает на пределе возможностей сжигая калории сумасшедшими темпами и потребляя более трети всего энерго-расхода организма. Рубашка настолько мокрая, что можно выжимать. Мысли еще по инерции молниеносно летают в голове, постепенно замедляясь, а экстремальное умственное напряжение плавно переходит в приятное удовлетворение. У меня нет сил улыбаться, но я улыбаюсь "внутри" - все задания выполнены, полугодовая проверка пройдена.

Начинался тренажер спокойно, как обычный полет. Все как всегда. Все проверили, внесли данные в машину, контрольные карты, запуск, радиообмен, вот мы уже на предварительном. В голове проскакивают мысли, что надо бы пойти потом город посмотреть...


- Wind ziro five ziro, one five knots, runway ziro eigth cleared for takeoff.


- Stable engines


- Thrust set, airspeed alive, 80 knots, engine indications normal...


...но привычный ход вещей прерывается громким звонком и красным сигналом "FIRE WARN". Выброс адреналина в организм, разгон сознания, учащается сердцебиение...


- REJECT!


- Speedbrake up! Manual braking! Reversers unlocked!


- ...start lever ...confirm ...cut off ...


- ...fire switch ...confirm ...pull ...rotate ...


- Mayday! Mayday! Mayday! ...Engine fire. Evacuation in the middle of the runway. Total on board 76. No dangerous goods.

Но это была только разминка. Дальше отказ двигателя на взлете, уход на второй с одним двигателем, отказ всех генераторов, полет по резервным приборам, опасное сближение с землей, разгерметизация, открытие реверса на взлете, боковой ветер 35 порывы 50 узлов и много других интересных развлечений))

Как иранцы угнали беспилотник

Угон иранскими военными американского беспилотника наделал много шума. Выдвигаются разные версии: американцы говорят, что он "сам упал", иранцы говорят, что прохачили сигналы управления, специалисты говорят, что был заглушен и подделан GPS сигнал.

Но я уверен, что это сделал агент КГБ в отставке Савелий Скотенков с помощью секретных зенитных кодексов!

Детали читайте в повести Пелевина «Зенитные кодексы Аль-Эфесби».