Спутная струя

Спутная струя (спутный след) — это воздушное течение в виде возмущённых масс воздуха (то есть вихрей), сходящих с крыла, стабилизатора, других несущих и управляющих поверхностей[1], а также фюзеляжа летательного аппарата. Вихревые следы образуются вследствие возникновения подъемной силы и, соответственно, при реализации индуктивного сопротивления сопровождаются образованием на некотором расстоянии (50-150 метров) позади летательного аппарата двух продольных вихрей противоположенного вращения (концевых жгутов).

Хорошо видимая структура спутного следа за военно-транспортным самолётом C-17, отстрелившим залпом тепловые ловушки.

Вихревые жгуты с законцовок плоскостей истребителя-бомбардировщика McDonnell Douglas F-15E Strike Eagle, заканчивающего дозаправку

Общая длина вихревого следа составляет 10-12 км, иногда больше, и зависит от состояния атмосферы, аэродинамической компоновки и полетной конфигурации ЛА, полетной массы, скорости и высоты полета. У каждого типа самолёта вихревой след индивидуален.

Попадание в спутный след из-за высокой турбулентности воздушных масс вызывает сильную болтанку, вплоть до полной потери управляемости. Известно немало авиакатастроф, которые произошли из-за случайного попадания в спутный след и невозможности восстановить управление самолётом. Именно поэтому военные самолёты, работающие в паре (группой), никогда не летят друг за другом, а только пеленгом. С другой стороны, при выполнении координированного (то есть геометрически правильного) разворота на 360 градусов, при точном развороте по завершении самолёт должно «встряхнуть», что говорит о попадании в собственный спутный след.

Сильные воздушные возмущения также возникают при взлёте и посадке. Авиадиспетчеры учитывают это, и с учётом фактических метеоусловий выдерживают интервалы, достаточные для рассеивания или сноса ветром возмущённого воздуха из зоны глиссады. В последнее время для контроля спутных струй в зоне глиссады начинают применять лидары.

Для уменьшения потерь энергии на концах крыльев некоторых самолётов устанавливаются специальные законцовки, по виду напоминающие небольшие «крылышки» — аэродинамические гребни или винглеты (от английского winglets), расположенные вертикально или наклонно. Установка этих элементов позволяет снизить расход топлива. К минусам относится уменьшенная устойчивость к боковому ветру.

Примеры аварий

30 января 1958 года произошла катастрофа Ту-16, принадлежащего ВВС Тихоокеанского флота, командир корабля Чурилин А. Т. Выполнялся учебный перехват истребителями бомбардировщика. По словам пилотов истребителей, Ту-16 неожиданно свалился на крыло и ушёл вниз. Вероятно, что самолёт попал в воздушную струю от самолёта Миг-17. Экипаж погиб. Обломки самолёта обнаружены в Японском море летом 2017 года.
16 апреля 1986 года, в результате попадания в спутную струю, самолёт Як-38У, пилотируемый майором Г. Ф. Атласовым с инструктором — командиром полка полковником Г. Г. Бакулиным, сорвался в штопор. Попытки вывести из него самолёт к успеху не привели. Лётчики благополучно катапультировались. Самолёт столкнулся с землёй и разрушился.
12 ноября 2001 года. Катастрофа A300 в Нью-Йорке.
4 ноября 2008 года Катастрофа Learjet 45 в Мехико. При заходе на посадку Learjet 45 следующий за авиалайнером Boeing 767 неожиданно потерял управление, сделал неуправляемую бочку, перевернулся, и перейдя в пикирование, рухнул на проспект Пасео де ла Реформа в финансовом районе Мехико. После удара о землю самолёт пронёсся по ней несколько метров и полностью разрушился

Использование спутной струи

Airbus предлагает попробовать полёты авиалайнеров клиновыми формациями — для снижения расхода топлива на десять процентов[2].

Галерея

Завихрения на закрылке коммерческого лайнера
Спутная струя Cessna 182 в аэродинамической трубе
Завихрения с наплыва крыльев F/A-18
Винтовые движители конвертоплана V-22 образуют зону повышенного давления и создают видимые завихрения

Примечания

McLean, Doug. 8.1.1 // Understanding Aerodynamics: Arguing from the Real Physics. — 2012. — «The vortex cores are often referred to as “wingtip vortices,” though we can see from the foregoing that this is a bit of a misnomer. While it is true that the cores line up not very far inboard of the wingtips, the term “wingtip vortices” implies that the wingtips are the sources of all of the vorticity. Actually, as we saw in Figure 8.1.4, the vorticity that feeds into the cores generally comes from the entire span of the trailing edge, not just from the wingtips.». — ISBN 978-1119967514. Doug McLean, Common Misconceptions in Aerodynamics на YouTube
Airbus предложил самолетам летать клином (неопр.). www.aex.ru. Дата обращения: 17 февраля 2020.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] McLean, Doug. 8.1.1 // Understanding Aerodynamics: Arguing from the Real Physics. — 2012. — «The vortex cores are often referred to as “wingtip vortices,” though we can see from the foregoing that this is a bit of a misnomer. While it is true that the cores line up not very far inboard of the wingtips, the term “wingtip vortices” implies that the wingtips are the sources of all of the vorticity. Actually, as we saw in Figure 8.1.4, the vorticity that feeds into the cores generally comes from the entire span of the trailing edge, not just from the wingtips.». — ISBN 978-1119967514. Doug McLean, Common Misconceptions in Aerodynamics на YouTube

[2] Airbus предложил самолетам летать клином (неопр.). www.aex.ru. Дата обращения: 17 февраля 2020.