Американский авиастроительный концерн Boeing разработал специальное механическое устройство, позволяющее имитировать отказ двигателя самолета во время взлета. Как пишет Aviation Week, оно представляет собой блок обработки данных с внешних датчиков самолета и сервопривод с напечатанным на 3D-принтере «пальцем». Во время взлета устройство отслеживает скорость самолета и при достижении скорости принятия решения включает сервопривод, который, сместив «палец», поворачивает переключатель топливного насоса и выключает двигатель.
Согласно требованиям авиационной безопасности, производители самолетов должны для всех новых моделей указывать минимальную скорость, при которой самолет с отказавшим двигателем может безопасно взлететь. Такая скорость называется минимальной эволютивной скоростью при взлете (обозначается как VMCG). До достижения VMCG самолет должен сохранять управляемость с помощью воздушных рулей при заблокированном управлении тормозами и рулевой стойкой шасси. Для определения минимальной эволютивной скорости проводятся специальные испытания самолетов.
Во время таких испытаний самолет разгоняют по взлетно-посадочной полосе до скорости принятия решения (V1). Так называют скорость, по достижении которой летательный аппарат в любом случае должен продолжить разгон и взлет, потому что затормозить до конца взлетно-посадочной полосы он не успеет. По достижении V1, рассчитываемой на основе массы самолета, длины взлетно-посадочной полосы, качества покрытия и погодных условий, второй пилот отключает подачу топлива в один из двигателей.
В результате возникшего дисбаланса тяги самолет начинает уводить в сторону. Испытания считаются пройденными, если при заблокированной рулевой стойке шасси и задействованных воздушных рулях самолет от момента отказа двигателя до взлета отклонится от изначальной траектории не более, чем на девять метров. При таких испытаниях определяется скорость отрыва передней стойки шасси (VR) и минимальная эволютивная скорость. VR называется скорость, при которой летчики начинают перекладывать управление так, чтобы самолет начал взлетать. Скорость VMCG достигается вскоре после скорости VR.
Величины скоростей VR и VMCG напрямую влияют на безопасность полетов любых классов самолетов. Чем меньше будут эти величины, тем раньше они наступят после преодоления самолетом скоростной отметки V1, а значит, летательному аппарату с взорвавшимся колесом шасси или отказавшим двигателем придется проехать меньшее расстояние по взлетно-посадочной полосе перед отрывом.
Сложность в определении VR и VMCG заключается в инерции. Пилот, отвечающий за отключение подачи топлива в двигатель, следит за достижением V1 с помощью специального индикатора. На то, чтобы повернуть тумблер, ему требуется время. На прекращение подачи топлива также уходит некоторое количество времени. Кроме того, еще какое-то время проходит, прежде чем пилот за штурвалом управления отреагирует на «отказ» двигателя. Все эти задержки вносят погрешности в определение VR и VMCG.
Новое устройство, разработанное концерном Boeing, позволяет существенно повысить точность определения важных скоростей во время испытаний благодаря своевременному отключению подачи топлива в двигатель. Во время разгона система вычисляет скорость самолета на основании данных от датчиков самолета и сравнивает ее с воздушной скоростью, измеряемой трубкой Пито. При этом в системе содержатся данные о времени, необходимом на фактическое прекращение подачи топлива после поворота переключателя.
Устройство с напечатанным «пальцем» позволяет с высокой точностью отключать двигатель самолета именно в момент достижения скорости принятия решения. Благодаря этому устройство позволяет убрать человеческий фактор из цепочки «аварийного» выключения двигателя при разгоне.
Испытания устройства проводились на летающей лаборатории Boeing 757 ecoDemonstrator и опытном самолете Boeing 737 MAX. Это же устройство планируется использовать для определения скорости отрыва передней стойки шасси и эволютивной скорости перспективного пассажирского самолета Boeing 777X.
По данным Boeing, это, казалось бы, простое устройство позволило в несколько раз сократить число пробегов самолетов по взлетно-посадочным полосам для успешного определения VR и VMCG. Кроме того, поскольку «палец» управляется компьютером, испытатели получили возможность с высокой точностью воспроизводить результаты испытаний. В ближайшее время устройство планируется доработать, поскольку оно иногда дает ошибку при определении текущей скорости, если разгон самолета производится при встречном или боковом ветре.
Эволютивная скорость получила такое название, поскольку при ней самолет сохраняет возможность совершать минимальные эволюции (маневрировать). Во время испытаний для каждого самолета обычно определяются четыре минимальные эволютивные скорости: при разбеге, при взлете, при посадке и при заходе на второй круг. Во всех случаях воздушные органы управления должны иметь минимальную эффективность для восстановления и поддержания прямолинейного полета при внезапном отказе одного из двигателей.
Василий Сычёв