Обычные шасси

Обычные шасси , или шасси с хвостовым колесом , — это шасси самолета, состоящее из двух основных колес впереди центра тяжести и небольшого колеса или полоза для поддержки хвоста. ^{[1] [2]} Также используется термин «хвостовой тягач» . ^[2]

Термин «обычный» сохранился по историческим причинам, однако все современные реактивные самолеты и большинство современных винтовых самолетов используют трехопорное шасси .

В ранних самолетах для поддержки хвоста на земле использовался хвостовой костыль из металла или дерева. В большинстве современных самолетов с обычным шасси вместо костыля к задней части планера прикреплен небольшой шарнирный колесный узел . Это колесо может управляться пилотом через соединение с педалями руля направления, что позволяет рулю направления и хвостовому колесу двигаться вместе. ^{[2] [3]}

До того, как в самолетах стали широко использоваться хвостовые колеса, многие самолеты (например, ряд самолетов Sopwith времен Первой мировой войны , таких как истребитель Camel ) были оснащены управляемыми хвостовыми костылями, которые работают аналогично хвостовому колесу. Когда пилот нажимал правую педаль руля направления — или правую подножку «руля направления» в Первой мировой войне — костыль поворачивался вправо, создавая большее сопротивление на этой стороне самолета и заставляя его поворачиваться вправо. Хотя он был менее эффективен, чем управляемое колесо, он давал пилоту некоторый контроль над направлением движения самолета во время руления или начала разбега, прежде чем на руль направления поступал достаточный поток воздуха, чтобы он стал эффективным.

Другая форма управления, которая сейчас встречается реже, чем раньше, — это управление с помощью « дифференциального торможения », при котором хвостовое колесо представляет собой простой, свободно вращающийся механизм, а самолет управляется путем применения тормозов к одному из основных колес для поворота в этом направлении. Это также используется на некоторых самолетах с трехопорным шасси, при этом носовое колесо является свободно вращающимся колесом. Как и управляемое хвостовое колесо/полоз, оно обычно интегрировано с педалями руля направления на судне, чтобы обеспечить легкий переход между колесным и аэродинамическим управлением. ^{[ требуется ссылка ]}

Конфигурация с хвостовым колесом имеет ряд преимуществ по сравнению с трехопорным шасси , что делает самолет с хвостовым колесом менее дорогим в производстве и обслуживании. ^[2]

• Благодаря своему расположению гораздо дальше от центра тяжести , хвостовое колесо несет меньшую часть веса самолета, что позволяет сделать его намного меньше и легче носового колеса. ^[2] В результате меньшее колесо весит меньше и вызывает меньшее паразитное сопротивление . ^[2]
• Из-за особенностей распределения нагрузок на планер при эксплуатации на неровной поверхности самолеты с хвостовым колесом лучше выдерживают такой тип использования в течение длительного периода времени, не вызывая кумулятивного повреждения планера. ^[2]
• Если хвостовое колесо выйдет из строя при посадке, ущерб самолету будет минимальным. Этого не происходит в случае отказа носового колеса, который обычно приводит к удару о винт . ^[2]
• Благодаря увеличенному зазору между пропеллером и хвостовым колесом самолета, при эксплуатации самолета с обычным шасси на неровных или гравийных взлетно-посадочных полосах повреждения от щебня будут меньше, что делает их пригодными для полетов над кустарником . ^[2]
• Самолеты с хвостовым колесом больше подходят для эксплуатации на лыжах. ^[2]
• Самолеты с хвостовым колесом легче размещать и маневрировать внутри некоторых ангаров. ^{[2] [4]}

Традиционное расположение шасси имеет недостатки по сравнению с самолетами с носовым колесом. ^[2]

• Самолеты с хвостовым колесом чаще подвержены авариям с «капотированием» из-за неправильного применения тормозов пилотом. ^[2]
• Обычные самолеты с редуктором гораздо более подвержены наземной петле . Наземная петля возникает, когда на земле теряется путевое управление, и хвост самолета проходит мимо носа, меняя концы, в некоторых случаях завершая полный круг. Это событие может привести к повреждению шасси самолета, шин, законцовок крыльев , пропеллера и двигателя. Наземная петля возникает, потому что в то время как самолет с носовым колесом управляется спереди центра тяжести , хвостовой опорой управляется сзади (так же, как при движении автомобиля задом наперед на высокой скорости), так что на земле хвостовой опорой по своей природе нестабилен, тогда как самолет с носовым колесом будет самоцентрироваться, если он отклонится при посадке. Кроме того, некоторые самолеты с хвостовым колесом должны переходить от использования руля направления для управления к использованию хвостового колеса при прохождении через диапазон скоростей, когда ни один из них не является полностью эффективным из-за высокого угла носа самолета и отсутствия воздушного потока над рулем направления. Избежание наземной петли требует большей подготовки и навыков пилота. ^{[1] [2]}

• Самолеты с хвостовым колесом обычно страдают от худшей видимости на земле по сравнению с самолетами с носовым колесом. Часто это требует непрерывных поворотов "S" на земле, чтобы пилот мог видеть, куда он рулит. ^[2]
• Самолеты с хвостовым колесом сложнее рулить в условиях сильного ветра из-за большего угла атаки крыльев, которые могут затем развить большую подъемную силу на одной стороне, что делает управление трудным или невозможным. Они также страдают от меньшей способности выдерживать боковой ветер и в некоторых ветровых условиях могут не иметь возможности использовать взлетно-посадочные полосы для бокового ветра или аэропорты с одной взлетно-посадочной полосой. ^[2]
• Из-за высокого положения носа на земле, винтовые хвостовые тягачи более неблагоприятно подвержены влиянию P-фактора – асимметричной тяги, вызванной наклоном диска винта к направлению движения, что заставляет лопасти производить большую подъемную силу при движении вниз, чем при движении вверх из-за разницы в угле, который испытывает лопасть при прохождении через воздух. Затем самолет будет тянуть в сторону от восходящей лопасти. Некоторые самолеты не имеют достаточного авторитета руля направления в некоторых режимах полета (особенно при более высоких настройках мощности на взлете), и пилот должен компенсировать это, прежде чем самолет начнет рыскать. Некоторые самолеты, особенно старые, более мощные самолеты, такие как P-51 Mustang, не могут использовать полную мощность на взлете и по-прежнему безопасно контролировать направление своего движения. При посадке это менее важный фактор, однако открытие дроссельной заслонки для прерывания посадки может вызвать сильное неконтролируемое рыскание, если пилот не готов к этому. ^{[ необходима цитата ]}

Реактивные самолеты, как правило, не могут использовать обычные шасси, так как это ориентирует двигатели под большим углом, заставляя их реактивную струю отскакивать от земли и возвращаться в воздух, не давая рулям высоты работать должным образом. Эта проблема возникла с третьим, или «V3», прототипом немецкого реактивного истребителя Messerschmitt Me 262. ^[5] После того, как первые четыре прототипа планеров Me 262 V-серии были построены с убирающимся хвостовым колесом, пятый прототип был оснащен фиксированным трехопорным шасси для испытаний, а шестой прототип и далее получал полностью убирающееся трехопорное шасси. Ряд других экспериментальных и прототипных реактивных самолетов имели обычные шасси, включая первый успешный реактивный самолет Heinkel He 178 , исследовательский самолет Ball-Bartoe Jetwing и один Vickers VC.1 Viking , который был модифицирован двигателями Rolls-Royce Nene , чтобы стать первым в мире реактивным авиалайнером.

Редкие примеры реактивных самолетов с хвостовым колесом, которые пошли в производство и эксплуатировались, включают британский морской истребитель Supermarine Attacker и советский Як-15 . Оба впервые поднялись в воздух в 1946 году и были обязаны своими конфигурациями разработкам более ранних винтовых самолетов. Конфигурация хвостового колеса Attacker была результатом использования крыла Supermarine Spiteful , что позволило избежать дорогостоящих изменений конструкции или переоснащения. Выхлоп двигателя находился за рулем высоты и хвостовым колесом, что уменьшало проблемы. Як-15 был основан на винтовом истребителе Як-3 . Его двигатель был установлен под передней частью фюзеляжа. Несмотря на свою необычную конфигурацию, Як-15 был прост в управлении. Хотя он был истребителем, он в основном использовался в качестве учебно-тренировочного самолета для подготовки советских летчиков к полетам на более совершенных реактивных истребителях.

Разновидностью компоновки с хвостовой опорой является одноколесное шасси .

Для минимизации сопротивления многие современные планеры имеют одно колесо, убирающееся или фиксированное, расположенное по центру под фюзеляжем, которое называется моноколесным шасси или моноколесным шасси . Моноколесное шасси также используется на некоторых самолетах с двигателем, где снижение сопротивления является приоритетом, например, на Europa XS . Моноколесные самолеты с двигателем используют убирающиеся законцовки крыла (с прикрепленными небольшими поворотными колесами), чтобы предотвратить удар законцовок крыла о землю. Моноколесный самолет может иметь хвостовое колесо (как у Europa) или носовое колесо (как у планера Schleicher ASK 23 ).

Самолеты с хвостовым колесом требуют больше времени на обучение для студентов-пилотов. Это стало важным фактором в переходе большинства производителей в 1950-х годах на учебные самолеты с носовым колесом, и в течение многих лет самолеты с носовым колесом были более популярны, чем самолеты с хвостовым колесом. В результате большинство пилотов с лицензией частного пилота (PPL) теперь учатся летать на самолетах с трехопорным шасси (например, Cessna 172 или Piper Cherokee ) и только позже переходят на самолеты с хвостовым колесом. ^[2]

Посадка обычного самолета с шасси может быть выполнена двумя способами. ^[6]

Нормальные посадки выполняются путем одновременного касания всех трех колес при трехточечной посадке . Этот метод позволяет сократить расстояние посадки, но его трудно реализовать при боковом ветре, ^[6] поскольку управление рулем направления может быть значительно снижено до того, как хвостовое колесо станет эффективным. ^{[ необходима цитата ]}

Альтернативой является посадка на колеса . Это требует от пилота посадить самолет на основные колеса, удерживая хвостовое колесо в воздухе с помощью руля высоты , чтобы сохранить низкий угол атаки . Как только самолет замедлится до скорости, которая может гарантировать, что управление не будет потеряно, но выше скорости, при которой теряется эффективность руля направления , тогда хвостовое колесо опускается на землю. ^[6]

Примерами самолетов с хвостовым колесом являются:

• de Havilland Canada DHC-2 Beaver
• Дуглас DC-3
• Мауле М-7
• Мессершмитт Bf 109
• Пайпер J-3 Каб
• Супермарин Спитфайр

• Boeing AH-64 Apache - Ударный вертолет
• Sikorsky SH-3 Sea King - Противолодочный вертолет

Несколько компаний по модификации послепродажного обслуживания предлагают комплекты для переоборудования многих популярных самолетов с носовым колесом в обычные шасси. Самолеты, для которых доступны комплекты, включают:

• Сессна 150
• Сессна 152
• Сессна 172
• Сессна 175
• Сессна 182
• Piper PA-22 Tri-Pacer

• Бойн, Уолтер Дж. «Большая ошибка Геринга». Журнал ВВС, том 91, № 11, ноябрь 2008 г.
• Aviation Publishers Co. Limited, From the Ground Up , стр. 11 (27-е пересмотренное издание) ISBN 0-9690054-9-0