Wat is een 'deep stall' en hoe kunnen piloten hiervan herstellen?

40

West Caribbean Airways vlucht 708 die in 2005 is neergestort, het slachtoffer is geworden van hun vliegtuig stuitte op een diepe stal. Voor zover ik weet kunnen alleen bepaalde vliegtuigen 'diep in de weg staan'

Hoe kunnen piloten hun vliegtuig herstellen om te herstellen van een diepe kraam?

    
reeks Dv8r 05.08.2014 / 16:06

4 antwoord

54

Een diepe kraam of een super kraam is een toestand waarbij het zog van de vleugel tegen het staartoppervlak botst en deze bijna ondoeltreffend maakt. De vleugel is volledig vastgelopen, zodat de luchtstroom op het bovenoppervlak zich vlak na de voorrand scheidt, waardoor een breed spoor van vertraagde, turbulente lucht wordt geproduceerd. Dientengevolge is de dynamische druk aan het staartoppervlak veel kleiner dan bij de niet-gestabiliseerde vlucht, wat de belangrijkste reden is voor de verminderde effectiviteit.

Denk aan deze zaak: het vliegtuig vliegt in een neus-omhoog houding, maar op een neerwaartse vlucht pad. Bijgevolg is de aanvalshoek van de vleugel $ \ alpha $ veel groter dan zijn normale werkbereik, waardoor een volledig gescheiden bovenoppervlaktestroom ontstaat. Door de T-staartconfiguratie raakt het zog de lift dusdanig dat alles wordt afgeschermd van de reguliere luchtstroom.

Hetpitching-momentvandezeconfiguratieoverdeaanvalshoek(blauwelijn)zieterongeveerzouit.Eerstisereenstabielgebiedmeteennegatievegradiëntbijlagewaardenvan$\alpha$,gevolgddooreenminimumwanneerdevleugelafslaat,endaneengebiedmeteenpositievegradiënt,waardescheidingzichontvouwtendestaartvanbovenafinhetzogbeweegt.Dezeregioisonstabielindetoonhoogte,duszondercontroleinputzalhetvliegtuigdaarnietblijven,maarofwelnaarbenedenofomhoogtotdathetweereenstabielgebiedbereikt.Bijhogeaanvalshoekenvolgteenanderstabielgebiedmeteennegatiefverloop: Merk op dat we twee trimpunten hebben, een in het normale bereik van de aanvalshoek en een uitweg naar rechts. In beide gevallen heeft het vliegtuig een stabiele trimconditie, dus kleine storingen worden beantwoord met krachtsveranderingen die het vliegtuig op een van deze punten houden. Tussen de twee is er nog een evenwichtspunt, maar hier is het vliegtuig onstabiel. Als het daar een beetje omhoog komt, zal de toonhoogte omhoog gaan tot het bovenste trimpunt is bereikt.

Houd nu rekening met het besturingsvermogen van de horizontale staart. Wanneer het in ongestoorde lucht vliegt, kan het een breed scala aan invalshoeken trimmen. In de diepe stallingsconditie is de stuurkracht echter aanzienlijk verminderd, wat resulteert in een veel kleiner bereik van afneembare aanvalshoeken. Als de onderkant van dit bereik zich precies op het punt bevindt waar het pitching-moment overgaat in positieve waarden (hier bij $ \ alpha $ = 24 °), kan het vliegtuig niet ontsnappen met liftdoorbuigingen!

Houd er rekening mee dat het stuurvermogen niet voldoende is om de diepe stal in te gaan met quasi-stationaire trimveranderingen. De piloot moet snel opklappen en moet het statische trimbereik overschrijden om het stabiele gebied boven een aanvalshoek van 30 ° binnen te gaan. Daar is zijn bereik van trimmable $ \ alpha $ s te klein om hetzelfde overshoot achteruit te bereiken.

Om uit deze val te komen, zijn andere veranderingen nodig: verplaats het zwaartepunt naar voren of probeer een van de vleugels te laten vallen. Helaas zullen zowel de rolroeren als het roer veel minder effectief zijn vanwege de enorme afstand en het zog. In een aantal gevallen konden zelfs ervaren testpiloten niet aan deze voorwaarde ontsnappen.

    
antwoord gegeven 05.08.2014 / 20:59
15

Een diepe kraam is een kraam waar de piloot niet naar beneden kan werpen vanwege ofwel verlies van schone luchtstroom over de lift (kenmerkend in T-staarten) of de kanonnen die nog steeds lift produceren terwijl de vleugel erachter vastligt.

Afhankelijk van het vliegtuig, kan de piloot mogelijk op de grond raken en het roer gebruiken om de neus naar beneden te krijgen om de stal te corrigeren. Indien mogelijk kan de piloot lading verplaatsen / dumpen om het Center of Mass naar voren te brengen.

    
antwoord gegeven 05.08.2014 / 17:36
9

Het artikel over stal in Wikipedia spreekt van een instantie waarbij een B727 herstelde van een diepe kraam door "het vliegtuig naar hogere hellingshoeken te wiegen" totdat de neus zakte en de normale controlereactie werd hersteld.

    
antwoord gegeven 05.08.2014 / 16:29
8

Er wordt aangenomen dat deep stall voornamelijk van invloed is op T-staarten, maar hoge aanvalshoeken kunnen leiden tot een meer conventioneel ontwerp met lage staart waarbij de staart tot stilstand is gekomen. Als je op zoek bent naar het onderzoek naar het ongeval animatie van AF447 (youtube) , zul je zien dat er veel was van ondoeltreffende stick-beweging. Uiteindelijk, toen de stick naar voren ging, zakte de neus ongeveer 10 graden naar beneden, maar de vliegpadhoek was ongeveer -45 graden, dus de aanvalshoek was ongeveer 35 graden. Beide oppervlakken waren diep geblokkeerd en deze manoeuvre was te overleven met conventionele stall recovery.

Er zijn hersteltechnieken die mogelijk werken. Vroeger testte ik een groot T-staartontwerp met lucht en de geïnstrueerde manoeuvre moest rollen om side-slip te veroorzaken, wat de aanvalshoek zou verkleinen. Bij een T-staartontwerp zou dit hoofdzakelijk door het roer worden bereikt. Maar bij een ontwerp met een lage staart kan het roer bij deze aanvalshoeken worden gewist door de staart. De enige manier om in dit geval de rol van de gier op te wekken, zou het gebruik van asymmetrische stuwkracht zijn.

De AF447-piloten waren niet uitgerust met deze kennis waardoor het vliegtuig mogelijk is gered. Ik heb mijn collega's hun mening gevraagd en ik krijg de indruk dat er niet veel waardering is voor deze situatie. Met het recente Air Asia-onderzoek naar ongevallen volgt een vergelijkbare benadering van de gebeurtenissen die leiden tot het verlies van AF447, misschien is dit het moment.

    
antwoord gegeven 11.03.2015 / 09:12