¿Es posible recuperarse de un trompo plano?

El F-14 es especial; para detener el giro plano, debe tirar de la palanca. Entonces se puede recuperar el giro.

Esto es diferente de lo que aprendes sobre los giros regulares, donde empujar el stick sería un mejor método de recuperación. En un giro plano, el fuselaje delantero domina las fuerzas aerodinámicas y todos sabemos que no hay superficies de control que puedan influir en este flujo. Las alas y las superficies horizontales están completamente separadas, y la desviación del elevador es prácticamente inútil. Como otros han señalado antes, un giro plano solo se puede detener desplazando el centro de gravedad hacia adelante o desplegando un paracaídas de giro . El F-14 fue una excepción.

Girando el F-14

Al principio, la Marina perdió varios F-14 debido a giros planos. Luego estudiaron el fenómeno en Pax River y, al final , Bill Bihrle descubrió que el ascensor protege el flujo de aire de las dos colas verticales del F-14 cuando se empuja la palanca, pero se aparta cuando se tira de la palanca al máximo. en popa. Tienes que saber que el ascensor del F-14 es una superficie de pleno vuelo, y el rango de movimiento es de -20° a +70°. A +70° está casi en línea con el flujo de aire en un giro plano, y ahora las colas verticales ya no siguen la estela del elevador. Ahora pueden reducir la alta tasa de guiñada, lo que a su vez reduce el alto momento de cabeceo del fuselaje giratorio. Con el momento de cabeceo hacia arriba de inercia más bajo, el elevador debe volver a moverse a la posición neutral, y la resistencia del ala y el elevador es suficiente para inclinar la aeronave completamente hacia abajo y fuera del giro.

Las alas voladoras naturalmente estables nunca entran en un giro plano; sus modos de giro son bastante pronunciados debido a la falta de un fuerte momento de inercia debido a la distribución longitudinal de las masas.

Influencia de la distribución en masa

Supongo que ahora necesito explicar el momento de inercia que causa la actitud de cabeceo alto en algunos aviones. El eje de rotación de giro está cerca de la nariz del avión, y la cola tiene la mayor distancia de este eje. En un giro plano, el eje de rotación está aún más atrás, cerca del centro de gravedad. Todas las partes de la aeronave giran con la misma velocidad de guiñada, y la fuerza centrífuga de este movimiento de guiñada crece linealmente con la distancia desde el eje de giro. Esta diferencia en la fuerza centrífuga a lo largo de la coordenada longitudinal de la aeronave empuja a la aeronave en una actitud casi horizontal.

Mire esta película del XB-70 giratorio para tener una idea de cómo se ve. Dependiendo de la configuración de elevon, el eje de giro está en algún lugar entre la cabina y la punta delantera del triángulo del ala. Con la configuración dañada (mire sin sonido para evitar distracciones), obtiene un giro plano típico con el eje de giro cerca del centro de gravedad, ya que hay pocas fuerzas de succión que actúan en la mayoría de las superficies: solo arrastre y el vórtice de la nariz (más sobre eso a continuación) ) permanecer.

Cómo evitar los giros planos

Si tiene una configuración propensa a giros planos, debe cambiar la forma de la punta del fuselaje. Una punta de fuselaje giratoria en un ángulo de ataque alto producirá vórtices en su costado, y el momento de guiñada de estos vórtices se hará más fuerte a medida que aumenta el movimiento de guiñada. Esta es la razón por la que un giro plano se autoestabiliza. Una forma de suprimir estos vórtices es la colocación de pequeñas tiras de spoiler a lo largo del morro (lo que fija la posición del vórtice y reduce este efecto de autoestabilización), y otra es aplanar la forma del morro.

Desafortunadamente, esto solo se puede hacer mucho antes del despegue.

Respuesta a tu pregunta

Con respecto al escenario "Top Gun": si el F-14 está en un ángulo de ataque alto y el jet wash lo golpea asimétricamente, el avión podría entrar en barrena. Pero a partir de ahí todavía hay un camino hasta el giro plano completamente desarrollado, y espero que un piloto experto pueda recuperarse de este trastorno momentáneo.

La clave para recuperarse de un giro plano está en parte en el diseño de la aeronave (los aviones acrobáticos están construidos para manejar giros "más planos" que los aviones normales y se recuperan más fácilmente), en parte en la carga (específicamente la ubicación del centro de gravedad) y en parte en cuán "plano" es realmente el giro.
Sin embargo, habrá un punto para cualquier avión en el que simplemente no tenga la autoridad de control para recuperarse (en ausencia de algo extremo como montar botellas JATO en el ala y dispararlas en dirección opuesta al giro para detener la rotación).

Sin embargo, definitivamente hay casos en los que los pilotos han podido recuperarse de un trompo plano; un ejemplo es la historia del propietario de Piper, señaló Jay Carr. Las aeronaves a veces pueden incluso recuperarse por sí mismas, como el "bombardero de campo de maíz" que en realidad se recuperó después de que el piloto se eyectara.

No puedo ubicar el artículo, pero recuerdo que al principio de mi entrenamiento leí una historia sobre un instructor y un estudiante que entraron en un giro involuntario mientras practicaban paradas. El giro se volvió plano, y solo pudieron recuperarse subiendo literalmente hacia adelante sobre el protector antideslumbrante para mover el centro de gravedad lo suficientemente hacia adelante como para que la nariz cayera y los procedimientos normales de recuperación del giro fueran efectivos.

En cuanto a evitar los giros planos, es mejor evitarlos evitando los giros por completo y aplicando entradas de recuperación rápidas y correctas si se ingresa un giro sin darse cuenta (los giros tienden a "quedarse planos" a medida que avanzan, por lo que recuperarse temprano minimiza el riesgo de un giro). giro "regular" que va plano).
La facilidad de la recuperación depende de la carga de la aeronave (centro de gravedad), como se ilustra en el ejemplo anterior de "subir al escudo antideslumbrante".

Me he recuperado de un trompo plano haciendo un entrenamiento molesto en una Extra300L. Aquí está el video (notarás una pérdida secundaria en 0:33 porque tiré demasiado fuerte en la inmersión).

Es interesante notar cómo uno ingresa a un giro de este tipo: primero ingresa un giro regular y deja que se desarrolle por completo, luego hace todo mal: agrega potencia total, tira hacia atrás de los enfermos y presiona el timón "suave" en la dirección del giro.

Lo que sucede es muy interesante: el giro comienza a acelerarse a medida que el punto de rotación se mueve desde algún lugar frente al morro, hacia atrás hasta que está dentro del avión y el morro se mueve en una dirección (puerto EG) y la cola en el otro (estribor). ). Gira unas cuantas veces por segundo.

La recuperación fue bastante estándar en el Extra300L: solo PARE, y estás fuera en un segundo (eso se siente como una hora)

Cada tipo de avión tiene su propia forma única de girar. También puede tener una trayectoria de giro irregular con un giro plano parcial.

En una pirueta plana, casi no tienes autoridad sobre los controles, pero el centro de gravedad (CdG) en una posición hacia adelante (por lo general, todos los aviones están diseñados de esa manera) convertirá la pirueta plana en una pirueta en picado y, por lo tanto, al volver a ganar autoridad sobre el timón puede salir antes de la barrena.

Es el mayor peso en la posición delantera junto con la gravedad siendo la causa principal de convertir un giro plano en un giro en picado. La mayoría de los aviones ligeros modernos están diseñados para salir automáticamente de un giro, incluso sin ninguna acción por parte del piloto. También es bastante simple salir de un giro, pero la forma varía de un plano a otro. Por lo general, pones todo el timón en contra de la dirección de giro, empujas la palanca lentamente hacia adelante un poco y esperas. Los aviones acrobáticos disfrutan haciendo giros sin ningún riesgo adicional en comparación con el vuelo normal.

El verdadero problema es la gran pérdida de altitud mientras se espera para salir del barrena. El avión tendrá una velocidad vertical alta, por lo que el peligro viene si no hay suficiente altitud al comienzo del giro. Un trompo durante el aterrizaje suele ser mortal. Con una altitud ilimitada, matemáticamente todo avión saldría tarde o temprano de cualquier tipo de giro, simplemente debido a la fricción del aire, pero esto es teoría ya que la altitud siempre es bastante limitada. Otro problema para los giros es que es posible que no se dé cuenta de que está girando y, por lo tanto, tome medidas incorrectas.

Los jets militares son diferentes. Están construidos para ser dinámicamente inestables para una mejor reactividad. No sé mucho sobre ellos. Aún así, con un centro de gravedad en una posición adelantada, ellos también deberían convertir un giro plano en un giro en picado. El principal problema sigue siendo la altitud suficiente. Unas pocas rotaciones pueden ser todo lo que tienes antes de llegar al suelo.

Para entrar intencionalmente en un giro, necesitas una velocidad baja; es una condición de entrada en pérdida de solo un ala, que bajará, comenzando una rotación automática que luego se convierte en un giro. Todo esto se puede evitar fácilmente con suficiente velocidad. Incluso si los motores están apagados, siempre puedes deslizarte hasta el suelo a la velocidad que desees.

Un giro plano es un giro en el que el avión está en un estado equilibrado . Simplemente da vueltas y vueltas como un trompo. No se recuperará porque las fuerzas que actúan sobre el avión están en equilibrio. Los controles y la potencia del motor se vuelven completamente ineficaces.

¿Puede suceder? Sí, según el diseño del avión y el centro de gravedad. Si el CG está a popa, es más probable.

¿Como evitar? Para girar, primero debes detenerte . Evitar las paradas y los procedimientos adecuados de recuperación de las mismas son formas de hacerlo.

Mi instructor, que era piloto militar, nos dijo que un piloto de F-16 hizo un giro plano cuando estaba jugando. No quería expulsarse ya que las cintas mostrarían que perdió un avión completamente bueno por su cuenta, no debido a fallas o accidentes. Salió de la cabina hacia el morro. Esto alteró el equilibrio e inclinó la nariz hacia abajo. Luego volvió a subir y recuperó la aeronave.

Llevé a un estudiante de CFI a un entrenamiento de giro obligatorio en un Cessna 152 Aerobat. Hizo 3 giros a la derecha y se recuperó. Después de completar sus 3 giros a la izquierda, el procedimiento de recuperación no funcionó, así que le dije que repitiera. La segunda recuperación también falló, así que tomé los controles. El giro en este punto se había convertido en un giro plano con el morro hacia el horizonte y una rotación mucho más rápida de lo normal sobre el centro de la aeronave y una velocidad de descenso muy alta. Yo también probé el procedimiento de recuperación en vano.

Previo al vuelo, el alumno me enseñó la técnica de recuperación de giro como si yo fuera el alumno. Aunque había escuchado "mover la rueda de control rápidamente hacia adelante" mil veces, esta vez me pregunté por qué era tan importante "enérgicamente". Recordé mis cavilaciones en medio de nuestro giro plano, con el yugo completamente hacia adelante. Luego llevé el yugo a la posición de popa y nuevamente lo lancé "enérgicamente" hacia adelante. Cuando lo hice, noté una ligera oscilación en el cabeceo del avión. Repetí esto, golpeando el yugo completamente hacia atrás y hacia adelante nuevamente. Cada vez el avión se balanceaba más y más. Después de hacer esto unas 6 veces, la aeronave se balanceó (inclinó) lo suficiente como para recuperar el flujo de aire sobre el timón y permitir una recuperación.

El estudiante y yo estábamos extremadamente mareados después de girar tan rápido durante tanto tiempo. El estudiante quedó tan impactado por la experiencia que abandonó su entrenamiento de vuelo.

De vuelta en la escuela de vuelo informé de lo sucedido. Un mecánico me dijo que a veces puede ocurrir un giro plano con la cantidad correcta de combustible en los tanques, alrededor de la mitad. Dijo que el giro inicial puede arrojar el combustible a los extremos de las alas; eso, junto con la rotación, puede crear una especie de efecto giroscópico y obligar al avión a girar plano. No estoy seguro de si eso es cierto, pero parecía plausible en ese momento porque teníamos la mitad de los tanques.

No afirmo que esta sea la forma correcta de recuperarse de un trompo plano en ningún avión, pero en ese momento me había quedado sin opciones y esto parece haberme salvado la vida.

La mejor técnica de recuperación para un trompo plano variará de un avión a otro. Tenía un modelo de avión controlado por radio de un diseño de ala alta básicamente convencional (pero un poco diédrico y sin alerones) que podía ponerse en un giro muy plano. La recuperación SOLO fue posible si apliqué energía; el timón y el elevador por sí solos no lo harían. De hecho, agregar potencia sacaría al avión del giro incluso si el timón y el elevador se mantuvieran centrados. Luego agregué alerones al ala y descubrí que aplicar alerones EN el giro también era una técnica de recuperación efectiva. Nuevamente, esta técnica fue lo suficientemente efectiva como para efectuar la recuperación incluso si el timón y el elevador se mantuvieran centrados.

Volé en Harvard durante 7 años (1961 a 1968) en Calgary (CYYC), haciendo Cloud Seeding (Hail-Suppression). Los MK2 premodificados en ocasiones entraban en un giro plano. No lo practicamos, pero nos dijeron que balanceáramos el morro del AT6 hacia arriba y luego hacia abajo aplicando toda la potencia y al mismo tiempo tirando hacia atrás por completo de la columna de control, y luego empujando inmediatamente hacia adelante la columna de control al mismo tiempo que tirando de energía de nuevo a ralentí. Con suerte, esto obligaría al AT6 a bajar el morro para aumentar la velocidad. Luego recupere el vuelo nivelado. Luego rectificaron los giros planos del AT6 agregando pesos de plomo a los soportes del motor, lo que está por delante del CofG. Los MK4 tenían el peso adicional delantero incorporado durante la fabricación, lo que resolvió el problema. J H

El giro plano es el peor de los casos de error del piloto y fatal para todos los tipos de aviones, excepto los cazas, y con una relación empuje-peso de no menos de 0,72-0,75. Por lo tanto, incluso el A10 militar se perderá si sucede, y mucho menos cualquier avión de pasajeros. Sin embargo, los aviones modernos tienen el CG movido hacia la nariz con motores masivos y tienen la posibilidad de mover la nariz hacia abajo, si se encuentran en una etapa temprana de giro plano. Si se desarrolla y el avión se va como una hoja que cae o se estabiliza girando, no hay posibilidad de recuperarse.