Taming The Taildragger by Bob Kirkby © 1997
Несколько лет назад я прочитал статью в известном авиационном журнале под заголовком «Настоящие пилоты летают на заднестоечниках». Автор пытался обосновать это с долей иронии, но статья заставила меня задуматься над этой темой. Сегодня, с увеличением числа сверхлёгких и самодельных самолётов, выпускаемых в конфигурации с хвостовым колесом, кажется уместным рассмотреть вопрос перехода от самолётов с носовой стойкой шасси к заднестоечникам.
Прежде всего, давайте развеем миф. Управление самолётом с хвостовой опорой не требует от пилота исключительных навыков. Однако пилот должен освоить дополнительные умения, которые не нужны при управлении самолётом с носовой стойкой шасси. К сожалению, большинство летных школ, особенно традиционных, используют только самолёты с носовой стойкой для обучения, в результате чего новые пилоты не осваивают эти навыки до тех пор, пока это не станет необходимым, обычно из-за приобретения самолёта. Однако освоение этих навыков необходимо, и пилот заднестоечника, который этого не сделает, в какой-то момент пожалеет об этом.
В 1995 году я чуть было не стал свидетелем катастрофы с человеческими жертвами на авиашоу в Ошкош. DC-3 начал взлёт слева от трибун при ветре 10-15 узлов, дующем со стороны толпы. Когда он достиг центра, самолёт внезапно вывернул вправо, съехал с ВПП и покатился в сторону толпы. Пилот сразу заглушил двигатели и, похоже, сильно нажал на правый тормоз и педаль, чтобы еще больше увеличить угол поворота. Это привело к тому, что самолёт продолжил разворот на 180 градусов, потом начал скользить вбок, и в итоге остановился примерно в 25 метрах от толпы. Если бы пилот решил продолжить корректировать курс DC-3 после того, как самолет начал съезжать, то самолёт, безусловно, врезался бы в толпу с вращающимися винтами. Я не знаю, что стало причиной циркуля — возможно, это была механическая неисправность, но я уверен, что пилот сразу понял, что единственный способ избежать столкновения с толпой — это еще больше увеличить поворот и развернуть самолёт боком к толпе. Ему это удалось, и единственным ущербом стали сломанные шасси и погнутое крыло вместо множества раненых или погибших людей.
Рассмотрим геометрию самолёта, стоящего на земле. У самолёта с носовой стойкой шасси центр тяжести находится перед основным шасси, иначе носовое колесо не касалось бы земли. С другой стороны, у самолёта с хвостовым оперением центр тяжести расположен за основным шасси, что и удерживает хвостовое колесо на земле. Когда самолёт движется вперёд без боковых сил, оба типа управляются одинаково. Однако при возникновении боковых воздействий мы внезапно получаем два совершенно разных аппарата.
Представьте себе управление семейным седаном по сравнению с гоночным автомобилем. У семейного седана центр тяжести располагается в передней части, в то время как у гоночного автомобиля он находится либо посередине, либо сзади. Резкий поворот на седане обычно приводит к недостаточной поворачиваемости, когда передние колеса продолжают скользить вперёд. Колеса сопротивляются повороту, и потому машина стабильна в угловом ускорении. В гоночном автомобиле происходит обратное. Смещенный назад центр тяжести приводит к тому, что задние колеса пытаются уйти в занос, заставляя тем самым передок поворачиваться в сторону поворота (нестабильны в угловом ускорении). Опытные гонщики используют это в свою пользу для лучшего контроля поворота на максимальной скорости. Однако, как мы все знаем, если задние колеса таки выйдут из-под контроля, это может привести к одному или нескольким неконтролируемым «пируэтам» на треке.
Хвостовое колесо на лёгких самолётах обычно имеет диаметр 3-4 дюйма и соприкасается с землёй всего на площади около 1-2 квадратных дюйма. У него невысокая способность удержания на земле, и оно легко скользит, особенно на траве. Кроме того, на земле самолёт движется с большим углом атаки, поэтому воздушный поток заставляет хвост подниматься, что дополнительно снижает эффективность колеса. С набором скорости хвостовое колесо теряет свою эффективность, но зато эффективным становиться руль. Это выглядит хорошо в теории, но на практике часто существует разрыв между скоростью, при которой хвост начинает подниматься, и скоростью, при которой руль действительно становится эффективным.
Как только наш заднестоечник начинает движение, любое небольшое боковое воздействие, которое заставляет хвост смещаться вбок от центра, создаёт угловое ускорение вокруг стойки шасси с той же стороны, откуда действует сила, и самолет становится нестабильным относительно вертикальной оси. Например, если боковой ветер ударит по правой стороне вертикального стабилизатора, то возникнет угловое ускорение вокруг правой стойки. Поскольку оба основных колеса вращаются свободно, левое колесо будет немного быстрее, а правое — немного медленнее. Когда центр тяжести смещается влево от центральной линии (в направлении движения), энергия, вызывающая угловое ускорение у самолёта, начинает превращаться в угловой момент. По мере продолжения углового ускорения угловой момент накапливается, и поступательное движение самолёта начинает преобразовываться в угловой момент, при этом точкой опоры становится правое основное колесо. Если не предпринять никаких мер, очень скоро угловой момент станет слишком велик для нашего маленького хвостового колеса, чтобы сопротивляться, и если еще и скорость воздушного потока невлика, и руль не эффективен, то мы обнаружим, что самолет фактически ускоряется в правый разворот. В этот момент мы теряем контроль. Единственное, что может спасти ситуацию — это снижение мощности и разумное использование дифференциального торможения. Конечно, если наш самолёт, как многие сверхлёгкие, не имеет дифференциальных тормозов, нам остаётся лишь держаться крепче и ждать когда он слетит с полосы и развернется в обратную сторону.
Существует несколько сил, которые могут вызвать смещение центра тяжести от центральной линии, и боковой ветер — это лишь одна из них. При полном открытии дросселя пропеллер тянет самолёт в одну или другую сторону в зависимости от направления вращения. В случае двигателя Rotax пропеллер вращается против часовой стрелки. Здесь действуют три силы. Первая — это крутящий момент, создаваемый сопротивлением пропеллера, который противодействует его вращению. Поскольку пропеллер вращается влево, самолёт будет стремиться вращаться вправо. Однако он не может вращаться, пока колеса находятся на земле; тем не менее, он имеет тенденцию поворачиваться вправо при ускорении по взлётной полосе. Вторая сила — это асимметричное тяга или P-фактор. При больших углах атаки и высоких мощностях опускающаяся лопасть будет создавать большую тягу, чем поднимающаяся. На пропеллере, вращающемся против часовой стрелки, тяга будет больше слева, что будет способствовать повороту самолёта вправо. Поскольку заднестоечник находится под большим углом атаки, когда стоит на земле, он будет гораздо более восприимчив к P-фактору, чем самолёт с носовой стойкой шасси.
Третья разворачивающая сила, создаваемая пропеллером, возникает из-за потока воздуха, вызванного вращающимися лопастями. При высоких мощностях и низких скоростях (взлёт) воздух, откидываемый пропеллером, движеться винтообразно вокруг фезюляжа. Когда он достигает хвоста, это приводит к увеличению давления с одной стороны и снижению давления с другой. Как это ни парадоксально, пропеллер, вращающийся против часовой стрелки, увеличивает давление на правой стороне вертикального стабилизатора и уменьшает давление на левой, тем самым "подталкивая" самолёт к повороту вправо. Все три силы — крутящий момент, P-фактор и поток воздуха — направлены в одну сторону и, следовательно, суммируются. Все они стремятся повернуть самолёт вправо, если наш пропеллер вращается против часовой стрелки, и влево, если он вращается по часовой стрелке.
Одной из самых коварных боковых сил, с которой сталкивается курсант, является его собственная "тяжёлая нога". Поскольку реакция на нажатие педали руля на низкой скорости очень плохая, пилот начнёт с сильных нажатий. Слишком сильное воздействие приведёт к слишком большому угловому ускорению центра тяжести, в результате чего самолёт будет неистово рыскать по взлётной полосе, чем дальше, тем больше, по мере ускорения. Оценка необходимой силы нажатия больше зависит от скорости самолёта, чем от степени коррекции, которую нужно применить. Умение чувствовать это критически важно и является самой важной частью перехода на заднестоечник. Каждый, кого я видел из переходящих на заднестоечник, сталкивались с первоначальными трудностями в освоении этого навыка, но, как и во всем в авиации, это просто вопрос практики и разумного наставничества от инструктора, пока навык не будет освоен.
Упражнение заключается в рулежке по взлётной полосе вперёд и назад на разных скоростях, пока не появится навык. Первая реакция — это переусердствовать с коррекцией, как уже упоминалось. Однако при втором проходе может возникнуть тенденция к недокоррекции, поэтому будьте готовы сбросить мощность и затормозить, как только нос самолёта отвернет слишком сильно. И на первых пробежках не стоит разгоняться настолько, чтобы поднять хвост. На многих самолётах переход от управления хвостовым колесом и рулём к управлению только рулём может привести к значительному снижению контроля на короткое время.
Важно научиться чувствовать движения хвоста и корректировать их сразу, прежде чем центр тяжести и инерция заберут у вас управление. В большинстве заднестоечников вы не можете видеть над капотом, когда хвостовое колесо на земле. У пилотов самолётов с носовой стойкой шасси будет естественная тенденция поднимать хвост слишком рано, чтобы видеть вперёд. Не делайте этого. Вам нужно держать хвост на земле, пока руль не станет эффективным, хотя во многих хорошо спроектированных заднестоечниках вы можете просто позволить хвосту подняться самостоятельно, когда он будет готов. Но не принимайте это на веру — проконсультируйтесь с инструкцией к вашему самолёту и следуйте указаниям производителя. Тем не менее, пока хвост на земле, вам придётся полагаться только на периферийное зрение, чтобы отслеживать своё положение относительно краёв взлётной полосы.
Представьте, что вы выполняете взлёт с мягкого поля на самолёте с носовой стойкой шасси.
На таком самолёте вы привыкли полагаться на визуальные подсказки, поскольку вы, вероятно, сидите на уровне центра тяжести (относительно точки поворота). В заднестоечнике вы сидите за центром тяжести, и поупражнявшись вы, в конечном итоге, сможете чувствовать движение хвоста раньше, чем это заметно визуально. Как только вы достигнете этой стадии, вы сможете контролировать ситуацию. Теперь вы сможете быстро реагировать с небольшими корректировками и держать хвост на центральной линии без риска потери управления. Быстрые и небольшие нажатия на педали — это ключ к тому, чтобы удерживать ваш заднестоечник на линии ровно.
Когда вы летаете с травяной полосы, то часто приходится выполнять тесные развороты на ней, так как большинство травяных полос имеет ширину не более 50 футов, и обычно у них нет зоны для разворота в конце. На сверхлёгком заднестоечнике без дифференциального торможения это может быть довольно непросто.
Выше я рассказал, как расположение центра тяжести позади основных колес приводит к нестабильности в боковом вращении во время движения вперёд. Иными словами, когда заднестоечник движется вперёд, любое смещение центра тяжести от линии движения приводит к угловому ускорению вокруг противоположного основного колеса. Мы рассмотрели, как лучше контролировать это и удерживать наш самолёт в прямолинейном ускорении.
Однако при рулёжке мы можем использовать это в свою пользу, чтобы выполнить тесный поворот, так же как автогонщик использует нестабильность смещенного назад центра тяжести своего автомобиля для контролируемого заноса в поворот на высокой скорости. Техника довольно проста, но требует практики. Во-первых, важно всегда поворачивать против ветра. Тогда ветер будет помогать, надавливая на ваш вертикальный стабилизатор в сторону поворота на первой половине, ускоряя ваш поворот. На второй половине ветер будет действовать против направления поворота, обеспечивая угловое замедление, что поможет остановить поворот. Поворот от ветра будет иметь противоположный эффект, затрудняя остановку или контроль поворота.
При рулежке лучше входить в поворот на умеренной скорости, оставляя достаточно места для того, чтобы хвост мог развернуться, не задевая фонари или маркеры, которые могут находиться в конце взлётной полосы. Добавьте немного мощности в момент полного нажатия на педаль. Вам нужно достаточно мощности, чтобы почувствовать, как хвост начинает разворачиваться, но не больше. (Использование дифференциального торможения, если оно у вас есть, значительно уменьшит необходимую мощность на этом этапе.) Когда вы начнёте поворот, вы почувствуете, как скорость поворота начинает увеличиваться. У вас появится пугающее, неконтролируемое чувство, когда боковая часть взлётной полосы пронесётся перед носом. Здесь не надо пугаться. Держите мощность немного дольше, чтобы был достаточный обдув руля, чтобы плавно остановить поворот. Когда вы пройдёте три четверти поворота, нажмите противоположную педаль, и снижайте мощность. Позвольте самолёту разварнуться немного больше 180 градусов, чтобы вы могли вернуться к центральной линии перед остановкой.
Звучит просто, но эта простота обманчива. В первые несколько раз действуйте очень осторожно и не бойтесь остановиться, выйти из самолета и толкать его вручную, чтобы закончить разворот. Существует тонкая грань между успешным разворотом и выездом за пределы взлётной полосы, и всё зависит от количества подаваемой мощности и времени её применения. Однако с практикой вы в конечном итоге сможете разворачивать заднестоечник в очень узком радиусе, независимо от наличия тормозов.
Теперь, когда мы смогли развернуться, мы готовы к взлёту. Я всегда останавливаюсь на центральной линии, но под углом примерно 20 градусов к ней. Затем я провожу финальную проверку в кабине и в последний раз внимательно смотрю вдоль взлётной полосы, чтобы убедиться, что она свободна. Как только вы начинаете разгон, взлётная полоса будет вне поля зрения на некоторое время. Важно следить за краями взлётной полосы с помощью периферийного зрения. Не смотрите сначала в одну сторону, а потом в другую — контролируйте обе стороны одновременно, чтобы заметить боковое движение как можно раньше. Поскольку я уже подробно обсуждал техники для поддержания хвоста в прямолинейном движении, не буду повторяться. Однако стоит упомянуть несколько моментов, которые нужно принять во внимание во время разгона.
Когда мы начинаем разгоняться на полной мощности, асимметричная тяга начинает тянуть вправо (при условии, что пропеллер Rotax вращается против часовой стрелки), а поток воздуха от пропеллера толкает наш хвост влево. По мере набора скорости и подъёма хвоста асимметричная тяга начнёт уменьшаться, но крутящий момент, создаваемый правым вращением, станет более эффективным. Если к этому добавить боковой ветер, поддерживать хвост в прямолинейном движении становится нетривиальной постоянно меняющейся задачей по мере набора скорости.
Мы хотим держать хвостовое колесо на земле, пока не убедимся, что у нас достаточно скорости для управления рулём направления. Может возникнуть искушение удерживать хвост вниз до самого взлёта, но я не рекомендую это делать, особенно если есть боковой ветер. Это будет похоже на попытку совместить технику короткого взлёта с техникой для бокового ветра, что неоправданно усложняет задачу. Как только хвостовое колесо оторвётся от земли, самолет еще больше дернется в сторону (вследствие гироскопической прецессии) и вам придётся добавить больше давления на педаль, а затем точно корректировать давление по мере уменьшения асимметричной тяги и увеличения эффективности руля с ростом скорости.
И хотя основные колеса ещё не оторвались от земли, вы по сути уже летите, потому что у самолёта появились степени свободы по тангажу и рысканью. В этом взлёты заднестоечников так сильно отличаются от взлётов с носовой стойкой шасси. Теперь вам нужно поддерживать прямолинейность и уголь атаки "земного полёта" до достижения скорости отрыва. Как только вы её достигнете, лёгко потяните ручку управления, и вы в воздухе — самолёт в своей стихии, и различия в управлении между хвостовым колесом и носовым внезапно исчезают.
В конечном итоге вам придётся приземлиться и снова перейти границу стихий между воздухом и землёй. На этом этапе полёта мощность находится на минимуме, так что вам не нужно справляться с угловыми вращательными силами асимметричной тяги, спиралевидного потока воздуха от пропеллера и крутящего момента. Если нет бокового ветра, то это довольно просто.
Приземление можно выполнять одним из двух способов. Вы можете повторить процедуру взлёта, выравнивая самолёт и позволяя основным колесам коснуться земли первыми, а затем постепенно опуская хвостовое колесо по мере снижения скорости. Не знаю почему, но на жаргоне пилотов заднестоечников это называется "колесным" приземлением. Возможно, это произошло из ранних дней авиации, когда вместо хвостовых колёс использовались хвостовые скользящие поверхности. Этот метод имеет преимущество в том, что ВПП хорошо видно в момента касания и до опускания хвоста. Недостатком является то, что у вас всё ещё будет "земной полёт" перед тем, как хвост коснётся земли, что может потребовать много работы с рулём, особенно в условиях бокового ветра.
Я предпочитаю более традиционную технику приземления с тремя точками. Это требует, чтобы вы выровняли самолёт и постепенно тянули ручку управления назад, удерживая его чуть выше земли. Как только вы достигнете такого же угла атаки как при стоянке на земле, то удерживайте его в этом положении пока все три колеса не коснутся земли одновременно. Преимущество этого метода в том, что вы сразу получаете контроль над хвостовым колесом и касаетесь земли на более низкой скорости — в идеале на скорости сваливания. Недостаток заключается в том, что вам нужно перейти на использование периферийного зрения для удержания центральной линии, пока вы увеличиваете угол атаки для приземления. Но, учитывая, что мы так много рулили на земле перед полётом, мы должны быть уже неплохо подготовлены к использованию периферийного зрения — верно?
В любом случае, как только вы коснётесь земли, не расслабляйтсь и продолжайте управлять рулём. Хотя самолёт замедляется при минимальной мощности, те же угловые ускорения продолжают действовать, и если позволить хвосту слишком далеко уйти в сторону перед коррекцией, это создаст риск возникновения циркуля.
Тем не менее, внимательно читайте руководство по эксплуатации вашего самолёта. Некоторые производители чётко указывают лучшие методы взлёта и посадки для своих моделей. В зависимости от конструкции на некоторых моделях хвосты сами поднимаются на очень низких скоростях, в то время как на других требуется, чтобы их поднимали. Некоторые производители рекомендуют только двухточечные приземления, в то время как другие советуют приземляться с тремя точками. Очевидно, что следует использовать техники, рекомендуемые производителем, по крайней мере, до того момента, пока у вас не будет достаточного собственного опыта с самолётом.
Ну и последнее предостережение. Если вы летаете на сверх- или очень лёгких самолётах, вы, скорее всего, сделаете свои первые полёты на заднестоечнике с травяной полосы. Первая посадка на асфальтовую взлётную полосу может шокировать вас. Сначала может показаться, что дополнительное трение хвостового колеса о поверхность облегчит управление, но, поскольку вы привыкли к тому, что колесо скользит по траве, будет казаться, что оно прилипло к асфальту. Вы обнаружите, что педали руля стали очень тяжелыми, и если не быть осторожным, это может испортить ваш день. Я бы предложил выполнить "колесное" приземление в первый раз, чтобы держать хвостовое колесо над асфальтом до минимизации скорости. А перед тем как снова взлететь, немного покатайтесь по ВПП, чтобы снова почувствовать управление.
Управление заднестоечником на земле и при взлетах и посадках действительно отличается от управления самолётом с носовой стойкой. Это не обязательно сложнее, но требует освоения других навыков. Даже различия в управлении между разными типами более выражены у заднестоечников, чем у переднестоечников. Поэтому, когда придёт время перейти на заднестоечник, читайте, летайте с инструктором, и уделяйте время практике на земле, прежде чем подниматься в небо. Я также настоятельно рекомендую избегать полётов с боковым ветром в течение первых пяти часов. Но не бойтесь заднестоечников. Это отличный способ летать, и он определённо помогает поддерживать ваши навыки в форме.
Несколько лет назад я прочитал статью в известном авиационном журнале под заголовком «Настоящие пилоты летают на заднестоечниках». Автор пытался обосновать это с долей иронии, но статья заставила меня задуматься над этой темой. Сегодня, с увеличением числа сверхлёгких и самодельных самолётов, выпускаемых в конфигурации с хвостовым колесом, кажется уместным рассмотреть вопрос перехода от самолётов с носовой стойкой шасси к заднестоечникам.
Прежде всего, давайте развеем миф. Управление самолётом с хвостовой опорой не требует от пилота исключительных навыков. Однако пилот должен освоить дополнительные умения, которые не нужны при управлении самолётом с носовой стойкой шасси. К сожалению, большинство летных школ, особенно традиционных, используют только самолёты с носовой стойкой для обучения, в результате чего новые пилоты не осваивают эти навыки до тех пор, пока это не станет необходимым, обычно из-за приобретения самолёта. Однако освоение этих навыков необходимо, и пилот заднестоечника, который этого не сделает, в какой-то момент пожалеет об этом.
В 1995 году я чуть было не стал свидетелем катастрофы с человеческими жертвами на авиашоу в Ошкош. DC-3 начал взлёт слева от трибун при ветре 10-15 узлов, дующем со стороны толпы. Когда он достиг центра, самолёт внезапно вывернул вправо, съехал с ВПП и покатился в сторону толпы. Пилот сразу заглушил двигатели и, похоже, сильно нажал на правый тормоз и педаль, чтобы еще больше увеличить угол поворота. Это привело к тому, что самолёт продолжил разворот на 180 градусов, потом начал скользить вбок, и в итоге остановился примерно в 25 метрах от толпы. Если бы пилот решил продолжить корректировать курс DC-3 после того, как самолет начал съезжать, то самолёт, безусловно, врезался бы в толпу с вращающимися винтами. Я не знаю, что стало причиной циркуля — возможно, это была механическая неисправность, но я уверен, что пилот сразу понял, что единственный способ избежать столкновения с толпой — это еще больше увеличить поворот и развернуть самолёт боком к толпе. Ему это удалось, и единственным ущербом стали сломанные шасси и погнутое крыло вместо множества раненых или погибших людей.
Рассмотрим геометрию самолёта, стоящего на земле. У самолёта с носовой стойкой шасси центр тяжести находится перед основным шасси, иначе носовое колесо не касалось бы земли. С другой стороны, у самолёта с хвостовым оперением центр тяжести расположен за основным шасси, что и удерживает хвостовое колесо на земле. Когда самолёт движется вперёд без боковых сил, оба типа управляются одинаково. Однако при возникновении боковых воздействий мы внезапно получаем два совершенно разных аппарата.
Представьте себе управление семейным седаном по сравнению с гоночным автомобилем. У семейного седана центр тяжести располагается в передней части, в то время как у гоночного автомобиля он находится либо посередине, либо сзади. Резкий поворот на седане обычно приводит к недостаточной поворачиваемости, когда передние колеса продолжают скользить вперёд. Колеса сопротивляются повороту, и потому машина стабильна в угловом ускорении. В гоночном автомобиле происходит обратное. Смещенный назад центр тяжести приводит к тому, что задние колеса пытаются уйти в занос, заставляя тем самым передок поворачиваться в сторону поворота (нестабильны в угловом ускорении). Опытные гонщики используют это в свою пользу для лучшего контроля поворота на максимальной скорости. Однако, как мы все знаем, если задние колеса таки выйдут из-под контроля, это может привести к одному или нескольким неконтролируемым «пируэтам» на треке.
Хвостовое колесо на лёгких самолётах обычно имеет диаметр 3-4 дюйма и соприкасается с землёй всего на площади около 1-2 квадратных дюйма. У него невысокая способность удержания на земле, и оно легко скользит, особенно на траве. Кроме того, на земле самолёт движется с большим углом атаки, поэтому воздушный поток заставляет хвост подниматься, что дополнительно снижает эффективность колеса. С набором скорости хвостовое колесо теряет свою эффективность, но зато эффективным становиться руль. Это выглядит хорошо в теории, но на практике часто существует разрыв между скоростью, при которой хвост начинает подниматься, и скоростью, при которой руль действительно становится эффективным.
Как только наш заднестоечник начинает движение, любое небольшое боковое воздействие, которое заставляет хвост смещаться вбок от центра, создаёт угловое ускорение вокруг стойки шасси с той же стороны, откуда действует сила, и самолет становится нестабильным относительно вертикальной оси. Например, если боковой ветер ударит по правой стороне вертикального стабилизатора, то возникнет угловое ускорение вокруг правой стойки. Поскольку оба основных колеса вращаются свободно, левое колесо будет немного быстрее, а правое — немного медленнее. Когда центр тяжести смещается влево от центральной линии (в направлении движения), энергия, вызывающая угловое ускорение у самолёта, начинает превращаться в угловой момент. По мере продолжения углового ускорения угловой момент накапливается, и поступательное движение самолёта начинает преобразовываться в угловой момент, при этом точкой опоры становится правое основное колесо. Если не предпринять никаких мер, очень скоро угловой момент станет слишком велик для нашего маленького хвостового колеса, чтобы сопротивляться, и если еще и скорость воздушного потока невлика, и руль не эффективен, то мы обнаружим, что самолет фактически ускоряется в правый разворот. В этот момент мы теряем контроль. Единственное, что может спасти ситуацию — это снижение мощности и разумное использование дифференциального торможения. Конечно, если наш самолёт, как многие сверхлёгкие, не имеет дифференциальных тормозов, нам остаётся лишь держаться крепче и ждать когда он слетит с полосы и развернется в обратную сторону.
Существует несколько сил, которые могут вызвать смещение центра тяжести от центральной линии, и боковой ветер — это лишь одна из них. При полном открытии дросселя пропеллер тянет самолёт в одну или другую сторону в зависимости от направления вращения. В случае двигателя Rotax пропеллер вращается против часовой стрелки. Здесь действуют три силы. Первая — это крутящий момент, создаваемый сопротивлением пропеллера, который противодействует его вращению. Поскольку пропеллер вращается влево, самолёт будет стремиться вращаться вправо. Однако он не может вращаться, пока колеса находятся на земле; тем не менее, он имеет тенденцию поворачиваться вправо при ускорении по взлётной полосе. Вторая сила — это асимметричное тяга или P-фактор. При больших углах атаки и высоких мощностях опускающаяся лопасть будет создавать большую тягу, чем поднимающаяся. На пропеллере, вращающемся против часовой стрелки, тяга будет больше слева, что будет способствовать повороту самолёта вправо. Поскольку заднестоечник находится под большим углом атаки, когда стоит на земле, он будет гораздо более восприимчив к P-фактору, чем самолёт с носовой стойкой шасси.
Третья разворачивающая сила, создаваемая пропеллером, возникает из-за потока воздуха, вызванного вращающимися лопастями. При высоких мощностях и низких скоростях (взлёт) воздух, откидываемый пропеллером, движеться винтообразно вокруг фезюляжа. Когда он достигает хвоста, это приводит к увеличению давления с одной стороны и снижению давления с другой. Как это ни парадоксально, пропеллер, вращающийся против часовой стрелки, увеличивает давление на правой стороне вертикального стабилизатора и уменьшает давление на левой, тем самым "подталкивая" самолёт к повороту вправо. Все три силы — крутящий момент, P-фактор и поток воздуха — направлены в одну сторону и, следовательно, суммируются. Все они стремятся повернуть самолёт вправо, если наш пропеллер вращается против часовой стрелки, и влево, если он вращается по часовой стрелке.
Одной из самых коварных боковых сил, с которой сталкивается курсант, является его собственная "тяжёлая нога". Поскольку реакция на нажатие педали руля на низкой скорости очень плохая, пилот начнёт с сильных нажатий. Слишком сильное воздействие приведёт к слишком большому угловому ускорению центра тяжести, в результате чего самолёт будет неистово рыскать по взлётной полосе, чем дальше, тем больше, по мере ускорения. Оценка необходимой силы нажатия больше зависит от скорости самолёта, чем от степени коррекции, которую нужно применить. Умение чувствовать это критически важно и является самой важной частью перехода на заднестоечник. Каждый, кого я видел из переходящих на заднестоечник, сталкивались с первоначальными трудностями в освоении этого навыка, но, как и во всем в авиации, это просто вопрос практики и разумного наставничества от инструктора, пока навык не будет освоен.
Упражнение заключается в рулежке по взлётной полосе вперёд и назад на разных скоростях, пока не появится навык. Первая реакция — это переусердствовать с коррекцией, как уже упоминалось. Однако при втором проходе может возникнуть тенденция к недокоррекции, поэтому будьте готовы сбросить мощность и затормозить, как только нос самолёта отвернет слишком сильно. И на первых пробежках не стоит разгоняться настолько, чтобы поднять хвост. На многих самолётах переход от управления хвостовым колесом и рулём к управлению только рулём может привести к значительному снижению контроля на короткое время.
Важно научиться чувствовать движения хвоста и корректировать их сразу, прежде чем центр тяжести и инерция заберут у вас управление. В большинстве заднестоечников вы не можете видеть над капотом, когда хвостовое колесо на земле. У пилотов самолётов с носовой стойкой шасси будет естественная тенденция поднимать хвост слишком рано, чтобы видеть вперёд. Не делайте этого. Вам нужно держать хвост на земле, пока руль не станет эффективным, хотя во многих хорошо спроектированных заднестоечниках вы можете просто позволить хвосту подняться самостоятельно, когда он будет готов. Но не принимайте это на веру — проконсультируйтесь с инструкцией к вашему самолёту и следуйте указаниям производителя. Тем не менее, пока хвост на земле, вам придётся полагаться только на периферийное зрение, чтобы отслеживать своё положение относительно краёв взлётной полосы.
Представьте, что вы выполняете взлёт с мягкого поля на самолёте с носовой стойкой шасси.
На таком самолёте вы привыкли полагаться на визуальные подсказки, поскольку вы, вероятно, сидите на уровне центра тяжести (относительно точки поворота). В заднестоечнике вы сидите за центром тяжести, и поупражнявшись вы, в конечном итоге, сможете чувствовать движение хвоста раньше, чем это заметно визуально. Как только вы достигнете этой стадии, вы сможете контролировать ситуацию. Теперь вы сможете быстро реагировать с небольшими корректировками и держать хвост на центральной линии без риска потери управления. Быстрые и небольшие нажатия на педали — это ключ к тому, чтобы удерживать ваш заднестоечник на линии ровно.
Когда вы летаете с травяной полосы, то часто приходится выполнять тесные развороты на ней, так как большинство травяных полос имеет ширину не более 50 футов, и обычно у них нет зоны для разворота в конце. На сверхлёгком заднестоечнике без дифференциального торможения это может быть довольно непросто.
Выше я рассказал, как расположение центра тяжести позади основных колес приводит к нестабильности в боковом вращении во время движения вперёд. Иными словами, когда заднестоечник движется вперёд, любое смещение центра тяжести от линии движения приводит к угловому ускорению вокруг противоположного основного колеса. Мы рассмотрели, как лучше контролировать это и удерживать наш самолёт в прямолинейном ускорении.
Однако при рулёжке мы можем использовать это в свою пользу, чтобы выполнить тесный поворот, так же как автогонщик использует нестабильность смещенного назад центра тяжести своего автомобиля для контролируемого заноса в поворот на высокой скорости. Техника довольно проста, но требует практики. Во-первых, важно всегда поворачивать против ветра. Тогда ветер будет помогать, надавливая на ваш вертикальный стабилизатор в сторону поворота на первой половине, ускоряя ваш поворот. На второй половине ветер будет действовать против направления поворота, обеспечивая угловое замедление, что поможет остановить поворот. Поворот от ветра будет иметь противоположный эффект, затрудняя остановку или контроль поворота.
При рулежке лучше входить в поворот на умеренной скорости, оставляя достаточно места для того, чтобы хвост мог развернуться, не задевая фонари или маркеры, которые могут находиться в конце взлётной полосы. Добавьте немного мощности в момент полного нажатия на педаль. Вам нужно достаточно мощности, чтобы почувствовать, как хвост начинает разворачиваться, но не больше. (Использование дифференциального торможения, если оно у вас есть, значительно уменьшит необходимую мощность на этом этапе.) Когда вы начнёте поворот, вы почувствуете, как скорость поворота начинает увеличиваться. У вас появится пугающее, неконтролируемое чувство, когда боковая часть взлётной полосы пронесётся перед носом. Здесь не надо пугаться. Держите мощность немного дольше, чтобы был достаточный обдув руля, чтобы плавно остановить поворот. Когда вы пройдёте три четверти поворота, нажмите противоположную педаль, и снижайте мощность. Позвольте самолёту разварнуться немного больше 180 градусов, чтобы вы могли вернуться к центральной линии перед остановкой.
Звучит просто, но эта простота обманчива. В первые несколько раз действуйте очень осторожно и не бойтесь остановиться, выйти из самолета и толкать его вручную, чтобы закончить разворот. Существует тонкая грань между успешным разворотом и выездом за пределы взлётной полосы, и всё зависит от количества подаваемой мощности и времени её применения. Однако с практикой вы в конечном итоге сможете разворачивать заднестоечник в очень узком радиусе, независимо от наличия тормозов.
Теперь, когда мы смогли развернуться, мы готовы к взлёту. Я всегда останавливаюсь на центральной линии, но под углом примерно 20 градусов к ней. Затем я провожу финальную проверку в кабине и в последний раз внимательно смотрю вдоль взлётной полосы, чтобы убедиться, что она свободна. Как только вы начинаете разгон, взлётная полоса будет вне поля зрения на некоторое время. Важно следить за краями взлётной полосы с помощью периферийного зрения. Не смотрите сначала в одну сторону, а потом в другую — контролируйте обе стороны одновременно, чтобы заметить боковое движение как можно раньше. Поскольку я уже подробно обсуждал техники для поддержания хвоста в прямолинейном движении, не буду повторяться. Однако стоит упомянуть несколько моментов, которые нужно принять во внимание во время разгона.
Когда мы начинаем разгоняться на полной мощности, асимметричная тяга начинает тянуть вправо (при условии, что пропеллер Rotax вращается против часовой стрелки), а поток воздуха от пропеллера толкает наш хвост влево. По мере набора скорости и подъёма хвоста асимметричная тяга начнёт уменьшаться, но крутящий момент, создаваемый правым вращением, станет более эффективным. Если к этому добавить боковой ветер, поддерживать хвост в прямолинейном движении становится нетривиальной постоянно меняющейся задачей по мере набора скорости.
Мы хотим держать хвостовое колесо на земле, пока не убедимся, что у нас достаточно скорости для управления рулём направления. Может возникнуть искушение удерживать хвост вниз до самого взлёта, но я не рекомендую это делать, особенно если есть боковой ветер. Это будет похоже на попытку совместить технику короткого взлёта с техникой для бокового ветра, что неоправданно усложняет задачу. Как только хвостовое колесо оторвётся от земли, самолет еще больше дернется в сторону (вследствие гироскопической прецессии) и вам придётся добавить больше давления на педаль, а затем точно корректировать давление по мере уменьшения асимметричной тяги и увеличения эффективности руля с ростом скорости.
И хотя основные колеса ещё не оторвались от земли, вы по сути уже летите, потому что у самолёта появились степени свободы по тангажу и рысканью. В этом взлёты заднестоечников так сильно отличаются от взлётов с носовой стойкой шасси. Теперь вам нужно поддерживать прямолинейность и уголь атаки "земного полёта" до достижения скорости отрыва. Как только вы её достигнете, лёгко потяните ручку управления, и вы в воздухе — самолёт в своей стихии, и различия в управлении между хвостовым колесом и носовым внезапно исчезают.
В конечном итоге вам придётся приземлиться и снова перейти границу стихий между воздухом и землёй. На этом этапе полёта мощность находится на минимуме, так что вам не нужно справляться с угловыми вращательными силами асимметричной тяги, спиралевидного потока воздуха от пропеллера и крутящего момента. Если нет бокового ветра, то это довольно просто.
Приземление можно выполнять одним из двух способов. Вы можете повторить процедуру взлёта, выравнивая самолёт и позволяя основным колесам коснуться земли первыми, а затем постепенно опуская хвостовое колесо по мере снижения скорости. Не знаю почему, но на жаргоне пилотов заднестоечников это называется "колесным" приземлением. Возможно, это произошло из ранних дней авиации, когда вместо хвостовых колёс использовались хвостовые скользящие поверхности. Этот метод имеет преимущество в том, что ВПП хорошо видно в момента касания и до опускания хвоста. Недостатком является то, что у вас всё ещё будет "земной полёт" перед тем, как хвост коснётся земли, что может потребовать много работы с рулём, особенно в условиях бокового ветра.
Я предпочитаю более традиционную технику приземления с тремя точками. Это требует, чтобы вы выровняли самолёт и постепенно тянули ручку управления назад, удерживая его чуть выше земли. Как только вы достигнете такого же угла атаки как при стоянке на земле, то удерживайте его в этом положении пока все три колеса не коснутся земли одновременно. Преимущество этого метода в том, что вы сразу получаете контроль над хвостовым колесом и касаетесь земли на более низкой скорости — в идеале на скорости сваливания. Недостаток заключается в том, что вам нужно перейти на использование периферийного зрения для удержания центральной линии, пока вы увеличиваете угол атаки для приземления. Но, учитывая, что мы так много рулили на земле перед полётом, мы должны быть уже неплохо подготовлены к использованию периферийного зрения — верно?
В любом случае, как только вы коснётесь земли, не расслабляйтсь и продолжайте управлять рулём. Хотя самолёт замедляется при минимальной мощности, те же угловые ускорения продолжают действовать, и если позволить хвосту слишком далеко уйти в сторону перед коррекцией, это создаст риск возникновения циркуля.
Тем не менее, внимательно читайте руководство по эксплуатации вашего самолёта. Некоторые производители чётко указывают лучшие методы взлёта и посадки для своих моделей. В зависимости от конструкции на некоторых моделях хвосты сами поднимаются на очень низких скоростях, в то время как на других требуется, чтобы их поднимали. Некоторые производители рекомендуют только двухточечные приземления, в то время как другие советуют приземляться с тремя точками. Очевидно, что следует использовать техники, рекомендуемые производителем, по крайней мере, до того момента, пока у вас не будет достаточного собственного опыта с самолётом.
Ну и последнее предостережение. Если вы летаете на сверх- или очень лёгких самолётах, вы, скорее всего, сделаете свои первые полёты на заднестоечнике с травяной полосы. Первая посадка на асфальтовую взлётную полосу может шокировать вас. Сначала может показаться, что дополнительное трение хвостового колеса о поверхность облегчит управление, но, поскольку вы привыкли к тому, что колесо скользит по траве, будет казаться, что оно прилипло к асфальту. Вы обнаружите, что педали руля стали очень тяжелыми, и если не быть осторожным, это может испортить ваш день. Я бы предложил выполнить "колесное" приземление в первый раз, чтобы держать хвостовое колесо над асфальтом до минимизации скорости. А перед тем как снова взлететь, немного покатайтесь по ВПП, чтобы снова почувствовать управление.
Управление заднестоечником на земле и при взлетах и посадках действительно отличается от управления самолётом с носовой стойкой. Это не обязательно сложнее, но требует освоения других навыков. Даже различия в управлении между разными типами более выражены у заднестоечников, чем у переднестоечников. Поэтому, когда придёт время перейти на заднестоечник, читайте, летайте с инструктором, и уделяйте время практике на земле, прежде чем подниматься в небо. Я также настоятельно рекомендую избегать полётов с боковым ветром в течение первых пяти часов. Но не бойтесь заднестоечников. Это отличный способ летать, и он определённо помогает поддерживать ваши навыки в форме.
