Впечатляющий прием: зачем самолеты бьют хвостом по взлетно-посадочной полосе и высекают искры
Авиакатастрофы, связанные с ударами хвоста (т. е. ударом хвоста о взлетно-посадочную полосу) или «тейлстрайками» в авиации, не редкость, и, можно подумать, будто, устраивая такие испытания, производители самолетов проверяют прочность своих изделий. Однако реальность немного другая.
Медленный взлет
«Основная цель такого испытания — не проверка прочности (хотя такая задача ставится), а определение так называемой минимальной взлетной скорости самолета», — рассказал заслуженный летчик-испытатель России Владимир Бирюков.
Чтобы самолет взлетел, подъемная сила должна быть больше веса самолета. Величина подъемной силы зависит от площади крыла, скорости набегающего воздушного потока (примерно равной скорости взлета) и угла атаки крыла. Чтобы получить минимальную скорость, с которой самолет будет взлетать, нам нужно задать максимальный угол тангажа (атаки). Ограничителем этого угла при разбеге является как раз хвост. Хвост касается полосы — достигнут максимальный угол.
Обычно такие — достаточно сложные и опасные — испытания проводят при различных значениях тяговооруженности, то есть отношения тяги к весу самолета. Самый сложный вариант — взлететь на половинной тяге двигателя и на максимальном угле тангажа.
Откуда берутся искры?
Конечно, режим взлета, когда хвост касается взлетно-посадочной полосы, является экстремальным. Когда руководство по летной эксплуатации авиалайнера готово, линейному пилоту приписывается оторвать самолет от земли на скорости, значительно превышающей минимальную скорость, установленную во время летных испытаний. Однако на случай ошибки пилота, например, если пилот вдруг берет штурвал слишком рано, у него есть некоторый запас и он еще может поднять самолет в воздух. Этот запас как раз и определили в ходе испытаний.
На самом деле производители не хотят портить даже испытательные летные образцы новых авиалайнеров, поэтому для испытательных полетов, где предполагается контакт с полосой, на хвосте самолета устанавливается специальный демпфер (пятка). Именно из него вырезаются красивые пучки искр. Естественно, амортизаторы постепенно изнашиваются, но в целом это достаточно прочные и износостойкие устройства. Для испытаний минимальной взлетной скорости А350 были использованы три амортизатора, доставленных на аэродром недалеко от Парижа, где проводились испытания, но пригодился только один.
Слишком мягко, слишком жестко...
Тем не менее, вне испытаний тейлстрайк может привести к серьезным авариям. «Чаще всего самолет при посадке ударяется о взлетно-посадочную полосу хвостом, — говорит Владимир Бирюков. — Первая возможная причина — приземление с меньшей, чем расчетная, скоростью. Частным случаем этой ситуации можно назвать так называемое долговременное удержание. При этом пилот старается удержать самолет в воздухе на минимальной высоте над взлетно-посадочной полосой, чтобы "ознакомить" его с полосой. Делает пневматику и мягкие безударные посадки. Естественно, в такой ситуации скорость самолета будет постепенно снижаться, а пилот будет увеличивать угол тангажа и поднимать нос, чтобы сохранить достаточную для полета подъемную силу. Еще одна причина такого происшествия – приземление с чрезмерной вертикальной скоростью. При этом при касании полностью сжимаются стойки шасси, рассчитанные на посадку с перегрузкой не более 2 g. И может произойти касание хвоста. Во время взлета такие случаи случаются реже, но бывают и при слишком быстрой передаче штурвала пилотом в результате ошибки».
Пример аварийного завершения полета был несколько назад, когда MD-81 начал заход на посадку по приборам в темноте во время чартерного рейса из Копенгагена в Гренобль. В результате самолет превысил вертикальную скорость и приземлился на взлетно-посадочную полосу с поднятым носом. На борту находился 131 человек, но, к счастью, никто не пострадал, а самолет потерпел крушение. А все может стать еще хуже.
В сети можно найти видео аналогичного самолета — MD-80, — который потерял свой хвост во время жесткой посадки на базе ВВС США. Интересно, что удары хвостом о ВПП случаются не только при коммерческой эксплуатации самолета, но и при испытаниях, и в ситуациях, когда план испытаний не предусматривал такого касания. Несколько лет назад последний летно-испытательный образец Airbus A321neo был случайно поврежден таким образом. Так как это испытание имело другие цели, никто и не подумал монтировать демпфер на хвостовую часть лайнера. В результате самолет на несколько недель выбыл из программы испытаний и ушел в ремонт.
Этот прием используют лишь в испытательных полетах и лишь со специальным оборудованием.