При разбеге самолета его скорость увеличивается от нуля до скорости взлета в течение сравнительно большого промежутка времени, перегрузки при этом невелики и на летчика они не оказывают заметного воздействия (фиг. 1). Пяти- и шестикратные перегрузки возникают при взлете самолета с катапульты или рампы. Взлет с катапульты или рампы сопровождается резким увеличением скорости в течение короткого промежутка времени (1,5—2,5 сек). Катапульты устанавливаются на кораблях или на земле с целью уменьшения разбега самолета при взлете (фиг. 2).
Современные катапульты обеспечивают скорость в момент отрыва величиной 150—300 км/час. Катапульты значительно различаются между собой по конструкции, однако все они имеют общую принципиальную схему: по направляющим перемещается тележка (или буксирное устройство), на которой устанавливается самолет. В конце разбега он автоматически отделяется от буксирного устройства и дальнейший взлет совершает самостоятельно под действием силы тяги, создаваемой двигателем.
Взлет практически без разбега может быть достигнут при применении взлетных рамп, установленных под углом к горизонту. При взлете с катапульты самолет должен достичь скорости отрыва до того, как оторвется от катапульты. Благодаря использованию стартовых ракет (ускорителей) самолет может оторваться от рампы при скорости, достаточной лишь для обеспечения эффективного действия рулей, т. е. около 120—140 км/час. Это обстоятельство позволяет иметь рампу длиной всего в 15—18 м (фиг. ).
Перегрузка действует в направлении «грудь-спина» и прижимает летчика к спинке кресла. Посадка самолета является одним из ответственных этапов полета. Здесь требуется наибольшая точность в управлении самолетом. У земли не всякая ошибка может быть своевременно исправлена. Подход к земле для выполнения правильной посадки совершается планированием на угле атаки крыла, близком к наивыгоднейшему, т. е. на угле атаки, позволяющем иметь наиболее пологую траекторию полета. Перед землей движением ручки на себя самолет выравнивается и, летя горизонтально, постепенно теряет скорость и приземляется. Заметим, что при этом самолет все же имеет небольшую вертикальную скорость снижения, т. е. совершает падение с некоторой высоты.
Если выравнивание произведено преждевременно, когда самолет находится на значительной высоте над землей, то достигнув посадочной скорости, он начнет быстро снижаться (парашютировать) и, набрав при этом большую вертикальную скорость, сильно ударится о землю (посадка с «плюхом»). При правильной посадке в первый момент касания Земли в стойках шасси возникают незначительные усилия. И, наоборот, при грубой посадке со значительным парашютированием возможна поломка шасси (фиг. 4). Таким образом, чем искуснее будет посажен самолет, чем с меньшей вертикальной скоростью он коснется земли, тем меньшую работу придется поглотить амортизационной системе. У истребителей посадочная скорость составляет 270— 290 км/час. Такая большая посадочная скорость чрезвычайно усложняет посадку, требуя от летчика высокого мастерства. Неудивительно, что большинство аварий происходит при посадке. Особенно большие инерционные силы возникают при всякого рода аварийных посадках и катастрофах.
Действующие в этом случае перегрузки могут достигать значительных величин. Если самолет совершает вынужденную посадку с убранным шасси, то при ударе о землю летчик испытывает перегрузку в направлении «таз —голова» и перегрузку «спина—грудь» вследствие торможения при пробеге. При уменьшении пути торможения до 10 м величина перегрузки соответственно увеличится до —16. Если на той же скорости самолет встретится с каким-либо непреодолимым препятствием и путь торможения не будет превышать 1 м, то перегрузка будет более —150. Приведенного примера достаточно, чтобы представить себе величину перегрузок, действующих при аварийной посадке. Положение кресла в самолете имеет большое значение для обеспечения безопасности при аварийной посадке. Кресло летчика всегда установлено так, что он сидит лицом вперед и вряд ли в дальнейшем возможны самолеты, на которых летчик сидел бы лицом против полета, однако этого нельзя сказать в отношении других членов экипажа или пассажиров, сиденья которых могут быть установлены таким образом, чтобы в полете они сидели лицом к хвосту.
При перегрузках торможения тело человека удерживается привязными ремнями и вся нагрузка воспринимается телом только в том месте, где его обхватывают привязные ремни (фиг. 5). Если же человек воспринимает перегрузку торможения, сидя лицом назад, то давление на каждый квадратный сантиметр тела будет во много раз меньшим, поскольку нагрузка распределяется на значительно большую площадь — площадь соприкосновения тела со спинкой кресла (~2300 см2). В литературе описано много случаев, когда при аварии самолета живыми оставались члены экипажа или пассажиры, сидевшие лицом назад. С точки зрения повышения безопасности полета положение экипажа и пассажиров, сидящих лицом назад, имеет безусловное преимущество.
Фиг. 1. Силы, действующие на самолет при разбеге. Y—подъемная сила, G—вес самолета, F—сила тяги, R1 и R2 —«реакция земли», Р—трение колес, Q—сопротивление воздуха
Современные катапульты обеспечивают скорость в момент отрыва величиной 150—300 км/час. Катапульты значительно различаются между собой по конструкции, однако все они имеют общую принципиальную схему: по направляющим перемещается тележка (или буксирное устройство), на которой устанавливается самолет. В конце разбега он автоматически отделяется от буксирного устройства и дальнейший взлет совершает самостоятельно под действием силы тяги, создаваемой двигателем.
Фиг. 2. Взлет самолета с катапульты. 1—катапультируемый самолет, 2—тележка, 3—трос, 4—барабан, 5—двигатель
Взлет практически без разбега может быть достигнут при применении взлетных рамп, установленных под углом к горизонту. При взлете с катапульты самолет должен достичь скорости отрыва до того, как оторвется от катапульты. Благодаря использованию стартовых ракет (ускорителей) самолет может оторваться от рампы при скорости, достаточной лишь для обеспечения эффективного действия рулей, т. е. около 120—140 км/час. Это обстоятельство позволяет иметь рампу длиной всего в 15—18 м (фиг. ).
Фиг. 3. Взлет самолета с рампы. Y—подъемная сила крыла, Fдв—тяга двигателя, Fуск—тяга ускорителя, G—вес самолета
Перегрузка действует в направлении «грудь-спина» и прижимает летчика к спинке кресла. Посадка самолета является одним из ответственных этапов полета. Здесь требуется наибольшая точность в управлении самолетом. У земли не всякая ошибка может быть своевременно исправлена. Подход к земле для выполнения правильной посадки совершается планированием на угле атаки крыла, близком к наивыгоднейшему, т. е. на угле атаки, позволяющем иметь наиболее пологую траекторию полета. Перед землей движением ручки на себя самолет выравнивается и, летя горизонтально, постепенно теряет скорость и приземляется. Заметим, что при этом самолет все же имеет небольшую вертикальную скорость снижения, т. е. совершает падение с некоторой высоты.
Фиг. 4. Посадка самолета
Если выравнивание произведено преждевременно, когда самолет находится на значительной высоте над землей, то достигнув посадочной скорости, он начнет быстро снижаться (парашютировать) и, набрав при этом большую вертикальную скорость, сильно ударится о землю (посадка с «плюхом»). При правильной посадке в первый момент касания Земли в стойках шасси возникают незначительные усилия. И, наоборот, при грубой посадке со значительным парашютированием возможна поломка шасси (фиг. 4). Таким образом, чем искуснее будет посажен самолет, чем с меньшей вертикальной скоростью он коснется земли, тем меньшую работу придется поглотить амортизационной системе. У истребителей посадочная скорость составляет 270— 290 км/час. Такая большая посадочная скорость чрезвычайно усложняет посадку, требуя от летчика высокого мастерства. Неудивительно, что большинство аварий происходит при посадке. Особенно большие инерционные силы возникают при всякого рода аварийных посадках и катастрофах.
Действующие в этом случае перегрузки могут достигать значительных величин. Если самолет совершает вынужденную посадку с убранным шасси, то при ударе о землю летчик испытывает перегрузку в направлении «таз —голова» и перегрузку «спина—грудь» вследствие торможения при пробеге. При уменьшении пути торможения до 10 м величина перегрузки соответственно увеличится до —16. Если на той же скорости самолет встретится с каким-либо непреодолимым препятствием и путь торможения не будет превышать 1 м, то перегрузка будет более —150. Приведенного примера достаточно, чтобы представить себе величину перегрузок, действующих при аварийной посадке. Положение кресла в самолете имеет большое значение для обеспечения безопасности при аварийной посадке. Кресло летчика всегда установлено так, что он сидит лицом вперед и вряд ли в дальнейшем возможны самолеты, на которых летчик сидел бы лицом против полета, однако этого нельзя сказать в отношении других членов экипажа или пассажиров, сиденья которых могут быть установлены таким образом, чтобы в полете они сидели лицом к хвосту.
Фиг. 5. С точки зрения обеспечения безопасности при посадке положение пассажира лицом назад имеет безусловное преимущество
При перегрузках торможения тело человека удерживается привязными ремнями и вся нагрузка воспринимается телом только в том месте, где его обхватывают привязные ремни (фиг. 5). Если же человек воспринимает перегрузку торможения, сидя лицом назад, то давление на каждый квадратный сантиметр тела будет во много раз меньшим, поскольку нагрузка распределяется на значительно большую площадь — площадь соприкосновения тела со спинкой кресла (~2300 см2). В литературе описано много случаев, когда при аварии самолета живыми оставались члены экипажа или пассажиры, сидевшие лицом назад. С точки зрения повышения безопасности полета положение экипажа и пассажиров, сидящих лицом назад, имеет безусловное преимущество.