Como os aviões descem para pousar?

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Eu voo ocasionalmente em uma rota bem curta em um turboélice ( DHC-8 ). Quando o avião desce para aterrissar, posso olhar pela janela e ver o chão abaixo se aproximando com o tempo. No entanto, não posso dizer o que os pilotos fazem para conseguir isso. Eu sei que as curvas fazem você perder altitude, mas fica muito claro para mim quando o avião faz uma curva, então vamos contar isso. Então ficamos basicamente com:

  1. Ligeira atitude de nariz para baixo
  2. Redução da potência do motor
  3. Combinação de ambos

A razão pela qual estou perguntando isso é que durante a descida eu tenho essa sensação de cair. No entanto, durante esse tempo, não consigo realmente ver o que o piloto fez para alcançá-lo. A atitude de nariz para baixo pode ser muito pequena para que eu realmente perceba (eu não noto uma leve atitude de cruzar o nariz para ser honesto). Eu ouço uma ligeira redução na potência do motor algumas vezes durante uma descida, mas a sensação de diminuir e a redução de ruído audível são separadas no tempo. É que leva tempo para um avião reduzir a velocidade (e, como resultado, descer) quando você reduz a potência do motor?

Uma pergunta adicional: Eu acho que com todos os componentes eletrônicos nos pilotos da cabine basta definir uma altitude alvo ou taxa de descida, e então os sistemas de avião aplicam as medidas corretas para conseguir isso. Como o avião sabe quanto reduzir a potência do motor e / ou o passo para atingir essa taxa exata de descida?

    
por Jacek Prucia 18.08.2016 / 13:40

4 respostas

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Se o piloto reduzir a velocidade no ar enquanto ele aumenta a velocidade de descida, você não notará qualquer mudança na atitude de inclinação quando a aeronave desce. Com jatos, você deve ser capaz de ouvir uma mudança na inclinação do motor quando o empuxo é reduzido. Os turbopropulsores operam seus motores a uma velocidade constante, e uma redução na potência aqui significa uma redução no passo da hélice. Isso faz com que o ruído da hélice mude, mas essa mudança é mais difícil de discernir. Com um pouco de prática, você deve ser capaz de ouvir a leve queda no ruído da hélice, que sinaliza o início da descida.

Planadores controlam sua taxa de afundamento voando em ar ascendente ou naufragado e, além disso, voam devagar (e perto da taxa mínima de afundamento) ou rápido. Para descer rapidamente, eles podem abrir freios de velocidade e / ou sideslip . Meu favorito para uma descida rápida é girar a aeronave, mas aviões não use esta opção .

Para produzir o levantamento necessário para manter a aeronave no ar, o piloto escolhe uma combinação de velocidade e ângulo de ataque em que a sustentação é igual ao peso. Outras combinações resultariam em uma velocidade vertical acelerada e são usadas apenas em transições de um estado de vôo para o próximo.

Para chegar à atitude de arremesso da aeronave, você precisa adicione o ângulo da trajectória de voo a este ângulo de ataque . Se o avião desce com um ângulo de trajetória de vôo de -3 ° e o piloto reduz a velocidade de tal forma que ele precisa aumentar o ângulo de ataque pelo mesmo 3 ° para produzir o mesmo levantamento, o ângulo de inclinação resultante da aeronave permaneceria o mesmo .

Normalmente, a resposta correta para sua pergunta é 2. Redução da potência do motor . Mas as outras respostas também estão corretas: Se a velocidade é mantida constante, a atitude deve ser reduzida pela mudança desejada no ângulo da trajetória de vôo. Note que isto é conseguido reduzindo o empuxo sozinho. Se o piloto desejar descer muito rápido, ele pode passar a responder 3. Combinação de ambos como em esta resposta .

    
18.08.2016 / 20:05
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A seqüência que os estudantes pilotos aprendem é poder, atitude, ajuste . Vamos dividir essas três coisas:

  1. Reduza a potência do motor fechando o acelerador. Se você fechar o acelerador parcialmente, você obtém uma descida acionada ; se você fechá-lo completamente, você terá uma descida deslizante . As operações de companhias aéreas geralmente preferem descidas motorizadas , principalmente porque os motores de turbina são muito lentos para adicionar energia, e você pode precisar parar de descer com pouca antecedência (porque o terreno está prestes a voltar para você). Isso permite que sua velocidade diminua até a velocidade de descida desejada (que é tipicamente um pouco menor que a velocidade de cruzeiro). Enquanto a velocidade está diminuindo, você precisa manter a pressão para trás no bastão para parar o nariz caindo.

  2. Uma vez que você tenha atingido a velocidade correta, incline o nariz para baixo até a atitude de descida, para manter a velocidade constante. Com o nariz muito baixo, a velocidade aumentaria, mas a taxa de descida seria muito grande e continuaria aumentando. Com o nariz muito alto, a velocidade diminuiria, o que significa que as asas produzem menos sustentação, causando novamente uma alta taxa de descida (e provavelmente uma parada). A combinação de potência do motor e atitude juntos determinam a velocidade no ar e a taxa de subida ou descida.

  3. Apare a aeronave. Isso significa configurar as superfícies de controle de modo que a atitude seja estável, e é um assunto bastante grande em si, porque diferentes aeronaves têm diferentes formas de aparar.

Quanto ao seu ponto suplementar sobre o piloto automático e o autothrust, os aparelhos eletrônicos não precisam realmente saber o quanto mudar a potência ou a atitude para obter o efeito desejado. Tudo o que eles precisam saber é a direção a seguir (mais ou menos potência, nariz para cima ou para baixo). Em sua essência, a lógica é muito simples: velocidade do ar muito baixa - > nariz para baixo; velocidade do ar muito alta - > nariz para cima; taxa de descida muito pequena - > reduzir o poder; taxa de descida muito grande - > aumentar o poder. Como os computadores pensam em escalas de tempo muito pequenas, eles podem tomar essa decisão várias vezes por segundo, de modo que nunca se desviam muito dos dois lados dos parâmetros de vôo desejados.

Agora, na verdade, é um pouco mais complicado do que isso, porque o loop de controle precisa ser ajustado para não reagir demais a pequenas alterações, para lidar com atrasos causados por inércia e arrasto, e isso não acontece supere o alvo continuamente. Há todo um ramo da engenharia chamado teoria do controle sobre esse tipo de sistema. Mas fundamentalmente, sabe o quão grande é uma mudança, observando os efeitos das mudanças que ela fez até agora.

    
19.08.2016 / 19:42
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Existem duas maneiras diferentes de subir ou descer:

Subida ou descida na taxa constante: usando um ajuste de potência constante, o piloto aplica pressão no bastão para definir a atitude desejada para a subida ou descida. Isto é cruzado com referência ao indicador de velocidade vertical (VSI) uma vez que a subida é estabelecida e ajustes na atitude de inclinação serão feitos para manter a aeronave em uma taxa desejada de subida ou descida. Aparar também será necessário para aliviar a pressão do elevador, pois a velocidade da aeronave diminuirá em uma subida e aumentará em uma descida. Taxas de descida muito rápidas também exigirão uma grande redução de potência para evitar exceder Vne ou exceder o gasto do motor, se uma hélice de passo fixo for usada. Para nivelar a uma nova altitude desejada, a pressão do elevador deve ser aplicada para nivelar o nariz e terminar a subida ou descida. Mais uma vez a guarnição terá que ser aplicada quando a aeronave estiver retornando à velocidade do cruzeiro.

Devido ao controle excessivo de entradas e aparas, esse tipo de subida não é preferido pelos pilotos que voam de avião. Mas pode ser popular com tripulações aéreas usando um piloto automático ao descer, pois você pode transformar a energia potencial que você ganhou subindo para altitude em velocidade relativa adicional, permitindo uma chegada mais rápida ao seu destino; o piloto automático pode facilmente lidar com o controle de tendência de trabalho pesado e aparar.

Subida ou descida constante na velocidade do ar: enquanto estiver em uma configuração de potência de cruzeiro, aumente ou reduza o acelerador para iniciar uma subida ou descida da altitude atual. A entrada do elevador pode ser necessária durante a transição para ajudar a estabelecer a atitude correta e evitar oscilações na velocidade do ar. A aeronave se acomodará na subida ou descida na velocidade do cruzeiro que você usou anteriormente. Entradas de aceleração podem então ser usadas para controlar a atitude e / ou a taxa de subida / descida. Nenhum ajuste será necessário para aliviar as cargas de controle, pois a velocidade é constante durante a subida ou descida.

    
18.08.2016 / 16:28
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Em um sentido importante, o piloto não precisa fazer qualquer coisa para descer: a gravidade cuida disso sozinho.

Um avião desce quando suas asas produzem menos sustentação do que pesa

Para manter o avião no ar, o piloto precisa continuar superando a gravidade - em termos físicos, certifique-se de que a aeronave produza mais elevação do que a aeronave pesa . / p>

Uma asa produz sustentação quando se move pelo ar

Um avião comercial produz sustentação quando o ar flui em torno de suas asas, o que acontece quando a aeronave se move para frente pelo ar. Alterando a forma das asas (por exemplo, estendendo as abas) ou alterando a atitude (ângulo) da aeronave no ar, o piloto pode ajustar a quantidade de sustentação que as asas produzem.

Mais potência = mais velocidade = mais sustentação

Uma maneira muito simples de descer, portanto, é reduzir o consumo de energia. Isso diminuirá a velocidade da aeronave, de modo que as asas produzam menos sustentação e o avião caia lentamente.

Por que apontar a aeronave para baixo (ou para cima) não é como a altitude é controlada

Outro seria apontá-lo firmemente no chão, mas isso não seria agradável ou seguro, então pilotos de linhas aéreas raramente fazem isso.

Embora pareça intuitivo que levantar o nariz faça com que a aeronave suba, e abaixá-la fará com que ela desça, o que não necessariamente segue.

Outras coisas sendo iguais (isto é, se o empuxo produzido pelos motores não mudar), apontando o nariz para baixo, fará com que o avião desça, mas também fará com que ele se mova mais rápido.

Isso é por dois motivos:

  • a energia potencial (altura) da aeronave tem que ir a algum lugar, então ela se torna energia cinética (velocidade)
  • menos empuxo dos motores é convertido em sustentação e mais contribui para a velocidade do avião

Esta velocidade extra, sendo outras coisas iguais, fará com que as asas gerem mais sustentação! Dependendo de como os controles são definidos, abaixar o nariz não fará com que o avião desça por muito tempo.

O inverso aplica-se ao levantar o nariz. Eventualmente, é claro, se o nariz for levantado o suficiente, embora a aeronave suba rapidamente no início, logo perderá tanta velocidade que as asas não produzirão sustentação suficiente para mantê-la no ar, e ela despencará no que é conhecido como uma barraca.

Portanto, a chave é a potência do motor, empuxo. Ajustes menores e mais momentâneos serão conseguidos movendo as superfícies de controle da aeronave e controlando seu ângulo de ataque, mas no geral, uma descida envolve manter o plano confortavelmente nivelado e permitir que ele caia muito lentamente pelo céu - o máximo possível, para que os passageiros nem sintam isso.

    
18.08.2016 / 14:32