Qual é a física dos pousos de vento cruzado para grandes aviões?

When the wind acts on the tall fin upon touchdown, is there a yaw effect, or does the wind push the airplane downwind? And what is the rudder correction to be anticipated?

Vamos supor um strong vento cruzado a 90º da direita com um 747 em uma pista seca e não contaminada para fins de ilustração.

Uma vez que o avião esteja firmemente na pista, o vento está agindo sobre o avião inteiro, com o vento cruzado empurrando-o para baixo, e dada a maior força lateral atrás do c.g. (especialmente por causa da cauda) do que a força lateral para a frente do c.g., há ao mesmo tempo um efeito de guinada líquido que quer girar o avião em torno do c.g. ao vento.

Talvez seja melhor pensar no deslocamento do pedal do leme não apenas onde você quer o leme, mas também o que você quer que o mecanismo do nariz faça. Enquanto havia alguns 747 que não tinham conexão entre a direção da engrenagem do nariz e os pedais do leme, a maioria fez (pelo menos os que eu voei). Agora pense no que você precisa fazer para pegar o avião onde você quiser, apontar na direção desejada e, na verdade, viajar na direção desejada.

O que você quer terminar é o eixo longitudinal do avião na linha central da pista, o nariz apontando diretamente para baixo da linha central, e o avião realmente se movendo diretamente para baixo da linha central. Vamos dizer que você conseguiu levar o avião para esse estado. Para mantê-lo, em nosso strong vento cruzado de 90 °, você usaria o aileron direito para evitar que o vento ficasse sob a asa contra o vento, por assim dizer, e algum leme esquerdo. Quanto dependeria se você tivesse pedais de leme conectados à direção da engrenagem do nariz, sua velocidade, seu peso e quando começou a usar o leme para direção. Eu esqueço os detalhes da conexão entre a direção da engrenagem do nariz e os pedais do leme, mas isso não é linear, e, como eu me lembro, você pode ter o rastro do nariz seguindo em frente, mesmo que você esteja usando algum leme.

Em um 747, uma vez que você reduziu a velocidade do leme, você o usaria e, em uma pista seca e não contaminada, a engrenagem principal e de asa impediria que você se movesse para os lados e o nariz controlaria sua direção de movimento. pelo menos nos ventos mais strongs em que eu operava, digamos 40-45 nós ou mais.

Provavelmente, uma vez que você esteja na pista após o pouso, você não estará exatamente na linha central nem apontará precisamente para a pista. Sua primeira e segunda ilustrações estão lidando com chegar lá de um pouso menos que ideal, e se eu as entendi, elas estão corretas. Se à direita da linha central, você pode permitir um desvio para a esquerda. Se para a esquerda, você não tem muito espaço para poupar, então você precisa de ação positiva para chegar à linha central.

    

Linha de fundo, o vento não "empurra" a aeronave. A maneira mais precisa e consistente de pensar no vento é que é simplesmente o movimento de toda a massa de ar em relação ao solo. Até que as rodas atinjam a pista, a aeronave não "sente" vento. Ele está voando na massa de ar exatamente o mesmo (com relação à massa de ar), independentemente da velocidade com que a massa de ar se move pelo solo. Pousar em um convés de porta-aviões é uma boa analogia para deixar isso claro. Se houvesse 60 nós de vento, mas o barco estivesse viajando com o vento a 60 nós através do oceano, então um marinheiro parado no convés "não sentiria" vento algum, e o pouso da aeronave no convés se comportaria, em todos os aspectos. , exatamente como seria se pousasse em uma pista terrestre com vento calmo.

A questão é simplesmente em que direção a aeronave está apontando, e as conseqüências de atingir a pista com a inércia da velocidade da aeronave em relação ao solo, apontando em uma direção diferente da direção em que as rodas estão apontando. o mesmo problema que você teria se executasse um salto de esqui e aterrisse com os esquis apontados 20 graus para um lado da direção em que você estava se movendo. Quando os esquis atingem a neve em um ângulo na direção em que se movem pela neve ( ou as rodas da aeronave baterem na pista inclinada para um dos lados do alinhamento da pista, haverá uma carga lateral colocada sobre as rodas, que exercerá uma força sobre a aeronave que poderá virá-la ou danificar o material rodante. , em algumas aeronaves (o B-52 é um exemplo), as rodas eram montadas sobre rodízios que permitiam liberar a roda da esquerda para a direita, o que permitia que a aeronave pousasse com segurança, com a fuselagem desalinhada (mas as rodas alinhadas ), com o pista terrestre de aeronaves.

Então, o que o piloto está fazendo quando ele adiciona o leme pouco antes do pouso é simplesmente tentar alinhar a fuselagem com a pista de aterrissagem da aeronave para que essas cargas laterais no trem de pouso sejam minimizadas. Se ele fizer isso muito cedo, e não cruzar o controle para estabelecer e manter um pequeno banco oposto ao ângulo do flanco do pneu, o leme induzirá uma ligeira taxa de giro (mudança de rumo) que, se não corrigida, fará com que a aeronave gire e, em seguida, deriva, a favor do vento. É por isso que esta entrada do leme é executada no último momento possível, imediatamente antes do toque. Se feito antes, a asa contra o vento deve ser baixada por um aileron de controle cruzado, para evitar essa mudança na direção do vento e deriva.

Mas o objetivo é simplesmente alinhar a fuselagem da aeronave com a pista do solo, a qual, se a aproximação for feita corretamente, deve estar alinhada com a linha central da pista. Uma vez que as rodas atinjam, é claro, a fricção das rodas com o solo manterá a pista de aterrissagem da aeronave descendo pela pista em linha reta.