Ода «Голка-куля»

Колись гіроскопічний поворотний прилад представляв передній край авіаційної техніки. Його винахід вперше зробив можливим «сліпий політ». Але в наш час, затьмарений вигадливими HSI та директорами польотів та прихований у лівому нижньому куті приладової панелі, низький голка-куля стала Родні Dangerfield гіроінструментів. Так . наскільки досвідчені ти при польоті з частковою панеллю?

Коли я отримав рейтинг приладів у 1967 р. Та CFII у 1971 р., Навичка польоту голки, м’яча та повітряної швидкості набула великого значення. І з поважною причиною: інші гіроскопічні прилади (спрямованість та напрямок руху) працювали на вакуумі, а вакуумні системи мали неприємну звичку виходити з ладу без попередження. Резервних вакуумних систем ще не існувало. Тож володіння частковою панеллю вважалося найважливішою навичкою виживання пілота-прилада.

Акцент на частково-панельних польотах зростав у середині 60-х. Приблизно в той час виробники поршневих літаків, у своїй колективній нескінченній мудрості, вирішили масово перейти від "мокрих" вакуумних насосів, змащених суцільнометалевим мастилом, до найсучасніших "сухих" насосів, які використовували ротори та лопаті, виготовлені з графіту і які, отже, не потребували змащення.

Поява насосів для сухого повітря не було абсолютно благом для пілотів-приладів. Хоча мокрі насоси старого типу поступово слабшають у міру зношування, нові сухі насоси працюють зі 100% ефективністю до ? пуф! ? вони самознищуються у хмару вуглецевого пилу, навіть не попередивши жодної хвилини. Крім того, тривалість життя насоса для сухого повітря досить непередбачувана: насос може мати 10 годин або 1000 годин, коли він вирішить несподівано вийти з ладу та катастрофічно.

Резервні вакуумні системи

Подвійні штатні насоси для сухого повітря, що працюють від двигуна, такі як заводські установки на пізній моделі Cessna P210. Обидва насоси працюють постійно і розподіляють навантаження. На жаль, це означає, що обидва насоси весь час зношуються. Якщо один насос виходить з ладу, інший насос приймає повне навантаження…, що може бути достатнім для його виходу з ладу. Двомоторні літаки мають по суті одну і ту ж систему (за винятком того, що кожен насос приводить в рух один насос) і мають однакову вразливість.

Подвійні насоси для сухого повітря з приводом від двигуна, штатний первинний насос плюс резервний насос з резервним насосом з електрично керованим зчепленням, такий як система RAPCO, встановлена на заводі в пізній моделі Beech Bonanzas. Вихід з ладу первинного насоса повинен привести в дію вторинний насос. На жаль, пілот не може перевірити, чи працюють зчеплення та резервний насос належним чином, доки основний насос не вийде з ладу. Потім, або стоячий насос бере на себе… або ні.

Подвійні насоси для сухого повітря, один штатний насос, що працює від двигуна, а також резервний насос, що працює від електродвигуна, керованого перемикачем у кабіні. Кілька власників STC пропонують такі системи, і вони є найкращими. Вони також найдорожчі. Їх можна протестувати перед запуском двигуна, щоб переконатися, що резервна система працює. А резервний насос не працює (або не зношується), крім випадків, коли це насправді потрібно.

Один штатний первинний насос з приводом від двигуна плюс вторинна система, яка використовує вакуум впускного колектора двигуна як резервне джерело вакууму. Ця система виготовляється Precise Flight і користується великою популярністю, оскільки вона набагато дешевша за інші системи резервного копіювання. На жаль, він має кілька недоліків. Якщо первинний насос виходить з ладу, система забезпечує необхідні 4-5 ″ вакууму до гіроскопів, коли двигун працює з частковим дроселем. Це означає, що він не буде працювати на великій висоті (коли для утримання висоти потрібен повний газ), а також під час інших операцій, що вимагають повного дроселя ... наприклад, пропущений підхід! Крім того, ця система не працюватиме на двигуні з турбонаддувом.

Один штатний первинний насос, керований двигуном, та встановлена ззовні трубка Вентурі, що забезпечує резервне джерело вакууму. Вентури може нагріватися електрично, щоб запобігти її обмерзання. Оскільки Вентурі потворний і створює опору, він не виявився дуже популярним серед власників літаків.

З тих пір, як ці системи резервного копіювання стали популярними близько десяти років тому, я помітив, що акцент на частково-панельних навичках польоту приладів значно зменшився. Сьогодні загальноприйнятим є те, що CFII дає ICC, який взагалі не передбачає польоту з частковими панелями. Я думаю, це погані новини.

Багато одномоторних літаків досі не мають резервної копії для свого одного двигуна сухого вакуумного насоса, який може раптово вийти з ладу без попередження. І багато інших мають резервні вакуумні системи, які можуть працювати, а можуть і не працювати, коли первинний насос виходить з ладу (несподівано!), Або може припинити роботу під час роботи з повним дроселем. Потертий шланг або вільний затискач шланга можуть спричинити повний збій вакуумної системи навіть у літаку з повністю функціональною системою очікування. А самі вакуумні прилади гіроскопів досить часто виходять з ладу (через знос і забруднення), навіть коли сама вакуумна система працює нормально.

На мій погляд, політ на приладі за посиланням на голку, м’яч та швидкість повітря - це така ж важлива навичка виживання для пілота ІФР, як ніколи раніше. І оскільки ми не використовуємо його в повсякденному польоті, польоти з частковими панелями - це навичка з дуже коротким періодом напіввиведення. Якщо ви не будете практикувати це хоча б два рази на рік, його не буде там, коли це вам найбільше потрібно.

Всередині індикатора повороту та ковзання

Він працює на електричному, а не на повітряному приводі, тому він продовжує функціонувати, навіть коли вакуумна система виходить з ладу.

Це повністю герметичний агрегат, що робить його набагато рідшим, ніж повітряний гіроскоп. (Забруднення підшипників є, мабуть, основною причиною відмови гіроскопів на повітрі).

Його внутрішня конструкція набагато менш складна, ніж інші гіроскопічні прилади, що знову ж робить набагато менше шансів вийти з ладу. Індикатор повороту і ковзання містить масивне гіроколесо, встановлене з віссю обертання паралельно боковій (лівій-правій) осі літака. Він обертається і відходить від пілота і, за сучасними конструкціями, приводиться в рух безщітковим двигуном постійного струму з постійно змащеними підшипниками. Гіроскоп обертається так, що він може нахилятися навколо поздовжньої (передньої) осі приблизно на 45 градусів ліворуч або праворуч, перш ніж наносити фізичну зупинку. Зазвичай гіроскопічний вузол утримується в центрі (з горизонтальним шпинделем гіроскопа) каліброваною центруючою пружиною. У цьому положенні поворотна голка на торці інструмента центрується.

Коли літак позіхає, гіроскопічний вузол змушений позіхати разом з ним. Гіроскопічна прецесія змушує гіроскоп нахилятися вліво або вправо проти сили центруючої пружини. Чим вище швидкість похищення, тим більша сила прецесії на пружину і чим далі нахил гіроскопа.

Оскільки колесо гіроскопа обертається вгору та в сторону від пілота, вузол гіроскопа фактично нахиляється вправо, коли літак позіхає ліворуч, і вліво, коли літак позіхає праворуч. Отже, гіроскопічний кардан приєднаний до поворотної голки через реверсивний зв’язок, що змушує голку відхилятися в напрямку похиту.

Інструмент також містить дашпот для того, щоб уповільнити рух кардана та усунути незначні хитання та коливання поворотної голки.

На грані інструменту нанесено дві пікові позначки ? згадуються як "собачі будки" ? які вказують на повороти на 3 градуси в секунду зі стандартною швидкістю вправо або вліво.

Частина «ковзання» приладу «поворот і ковзання» - це просто важка кулька в криволінійній скляній трубці, наповненій гасом, щоб загасити її рухи, з деякими позначками, що відображаються, коли куля точно відцентрована. Тесла використовували ідентичну технологію століттями до польоту братів Райт.

Всередині координатора повороту

Вісь підвісу гіроскопа нахилена приблизно на 30 градусів від горизонталі (передній шарнір високий, кормовий шарнір низький). Це змушує гіроскоп реагувати як на швидкість відхилення, так і на ставку банку.

Дашпот замінено в'язким демпфером, що змушує координатора повороту реагувати менше на турбулентність, ніж традиційний прилад повороту і ковзання.

Традиційна стрілка повороту замінена мініатюрним символом літака, який нахиляє крило, щоб вказати напрямок і швидкість повороту. Хеш-маркери замінюють традиційні "будки", щоб вказувати на повороти зі стандартною швидкістю вліво або вправо.

Початковою метою нахилу осі кардана було забезпечення кращого датчика для одновісних автопілотів (нівелірів крил). Змушення приладу реагувати на швидкість повороту, а також швидкість похибки забезпечує автопілоту попередню вказівку на те, що літак починає відходити від рівня крил, тому автопілот може застосувати відповідну корекцію раніше. Збільшене зволоження також було додано до координатора повороту, щоб покращити роботу автопілотів.

Однак сьогодні багато літаків оснащені координаторами поворотів, які не підключені до автопілота. Деяким пілотам легше керувати частковою панеллю вручну за допомогою координатора повороту. Інші віддають перевагу традиційному інструменту повороту і ковзання з його гіроскопом, що має лише поворот, і його менш затухаючою голкою (див. "Координатор повороту і ковзання проти повороту").

Коли вакуумметр показує нуль

Не забувайте, що коли ваші гіроінструменти з повітряним приводом справді виходять з ладу, CFI не буде лупати над ними. Індикатор заголовка просто почне перероблятись із зростаючою швидкістю, а індикатор спрямованості почне розвивати поступовий випадок "нахилів" задовго до того, як почне спастично смикатися.

Якщо ваш автопілот використовує ці прилади як датчики руху та курсу (що, мабуть, і робиться, якщо у вас є не просто одновісний нівелір крила), він буде продовжувати намагатись запустити невдалі гіроскопи прямо у спіраль кладовища. Багато пілотів загинуло саме так. Якщо ви не хочете бути одним з них, вам слід продовжувати перехресну перевірку вашого інструменту, коли «Джордж» буде задіяний. Якщо інструменти, здається, сперечаються між собою, вам потрібно вирішити, які з них брешуть. І якщо ваш автопілот залежить від них, вам потрібно швидко вимкнути його та почати ручний політ.

З іншого боку, якщо у вас є простий автопілот з вирівнюванням крил, який використовує координатор повороту як єдиний вхід гіроскопа, вам справді пощастило. Заради бога, залиште справу включеною, адже вам знадобиться вся допомога, яку ви можете отримати!

Коли ви опиняєтесь у польоті в режимі кульової швидкості, одна з перших речей, яку ви захочете зробити, - це прикрити невдалі гіроінструменти. Якщо цього не зробити, то ігнорувати їх буде майже неможливо. Нотатки після публікації чудово підходять для цього ... Ви навіть можете скористатися кількома візитками.

Що робить польоти з частковими панелями настільки важкими, це те, що (1) надзвичайно легко над ними керувати, і (2) практично неможливо оговтатися від незвичного ставлення. Отже: вам потрібно обмежитися дуже тонкими вхідними даними управління, і вам потрібно уникати будь-якої незвичної позиції за будь-яку ціну.

Щоб зберегти вхідні дані управління тонкими, я вважаю корисним майже тримати мої рукавиці від контрольної ярми. Натомість я роблю введення висоти тону з входом обробки та рулону з кермом. Це кумедний спосіб літати, але набагато важче переборщити.

Ми практикуємо як повороти мокрого компаса, так і повороти за часом, коли ми готуємося до поїздки з рейтингом приладів, але обидва залучають більше робочого навантаження пілота, ніж є розумним, коли насправді летить в системі в IMC з одним пілотом. Тому, якщо ви втратите свій гіроскопічний індикатор курсу, я пропоную вам негайно пояснити свою проблему ATC та подати запит на “вектори без гіроскопа” до найближчого відповідного пункту призначення. Дозвольте контролеру розібратися з вашою проблемою навігації, щоб ви могли повністю приділити увагу вашим завданням базового польоту на приладах з частковою панеллю.

Якщо припустити, що у вас є літак більш-менш під контролем під час прямолінійного круїзного польоту, вашим наступним пріоритетом є негайне потрапляння у VMC або на землю. Якщо стелі досить високі або вершини досить низькі, попросіть спуск без гіроскопа або підйом, щоб вийти з IMC.

В іншому випадку вам доведеться застосувати інструмент з частковою панеллю. І, до речі, це цілком прийнятна підстава для оголошення надзвичайної ситуації та прохання про пріоритет. Я знаю, що * я * заявив би.

Що стосується мене, єдиним * прийнятним інструментальним підходом для виконання часткової панелі є точний підхід (повний ILS або PAR). Причиною цього є те, що внесення серйозних змін в конфігурацію літака може бути по-справжньому зрадницьким під час польоту з частковою панеллю, а неточні підходи, як правило, вимагають щонайменше декількох змін конфігурації (спуск, рівень, спуск, рівень і т. Д.), кожна з яких є запрошенням до катастрофи.

Тож знайдіть сусідній аеропорт з ILS та з погодою значно вище мінімальних ILS. Скажіть ATC, що вам потрібно зробити ILS там, і попросіть вектори без гіроскопів до остаточного курсу підходу. Поясніть контролеру, що чим далі ви зможете перехопити локалізатор і чим вище ви зможете перехопити глиссаду, тим більше у вас шансів на успішний підхід. Контролер, ймовірно, буде співпрацювати, якщо ви пояснете йому свої потреби ... особливо, якщо ви також оголосили надзвичайну ситуацію.

Зменшіть, щоб наблизитися до швидкості, і скиньте передачу та заслінки як можна раніше і швидше. Саме під час цих змін конфігурації ви, найімовірніше, «втратите», і 1500 ′ AGL не найкраще місце для цього. Використовуйте обробку кроку, щоб досягти бажаної швидкості заходу. Руки від ярма, щоб у вас не виникло спокуси переборщити.

З тієї ж причини переконайтеся, що вам не доведеться пропустити підхід. Виконання частково пропущеного підходу в IMC - це хороший спосіб вбити себе. Основні зміни конфігурації на дуже низькій висоті. Зовсім не гарна ідея.

Після того, як УВД не здійснить гіроскоп до точки, коли ваша голка локалізатора оживає, не намагайтеся керувати локалізатором звичайним способом. Натомість просто зосередьтеся на одному: зупиніть рух голки. Якщо ви бачите, як голка локалізатора рухається ліворуч, натисніть лівий кермо, щоб домогтися повороту на половину стандартної швидкості вліво, поки голка не перестане рухатися, а потім вирівняйте крила. Так само, якщо ви бачите, як голка рухається вправо. Не хвилюйтеся, намагаючись відцентрувати голку ... просто працюйте, щоб вона не рухалася. Навіть якщо ви розіб'єте голкою локалізатора кілька крапок поза центром, ви все одно зможете приземлитися.

Коли голка ковзання оживає, обробляйте її так само. Не хвилюйтеся, намагаючись утримувати його в центрі. Просто зосередьтеся на зупинці його руху. Якщо ви бачите, що голка спрямована вниз, зменшіть потужність на дотик. Вгору, збільште потужність дотику. Якщо голка нерухома, залиште живлення в спокої. Швидкість руху може змінюватися вище або нижче звичайної швидкості наближення. Якщо він знаходиться в межах 10 вузлів від номінальної, не потійте його. Якщо це виходить за рамки цього, трохи відрегулюйте обробку висоти. Руки від ярма.

Ваше сканування фокусується на голові ILS та координаторі повороту та ковзання або повороту, зрідка поглядаючи на швидкість руху. Ігноруйте компас, VSI та висотомір.

Якщо ви ніколи не випробовували цей підхід "зупинки-голки" для польоту на частково панельній системі ILS, скористайтеся практикою з вашим CFII або пілотом безпеки. Спочатку це буде відчувати себе неймовірно дивно ... але ви будете вражені тим, наскільки добре це працює. Після того, як ви це зрозумієте, ви можете просто виявити, що ви робите більш гладку часткову панель ILS, ніж ви робите з усіма робочими гіроскопами!