Обсуждение авиакатастрофы Як-42 RA-42434

[баротравма]

Пока освежаю в памяти теорию ,возник вопрос- нам надо просчитать пикирующий момент из-за торможения во время аварийного взлета , так ? Т.е. найти силы , которых нет при нормальном взлете . Но пикирующий момент от силовой установки имеет место и при штатном взлете ( а в нашем случае вообще тяга вроде менее номинала немного ). Так может просто не учитывать его ? Звиняйте , если нечетко сформулировал или ересь написал....

 

[Looking]

Вот этот момент мы здесь называем "пикирующим", который не дал поднять носовую стойку?

Нет, это момент в тормозах. Пикирующий от торможения задних тележек будет M=T*(H-h) - где Н - высота до ЦМ. А h - высота центра оси соединяющей тележку с нижней частью стойки.

 

[баротравма]

И ещё момент . Во избежание возможной путаницы из-за точных терминов буду "на пальцах". Ещё проще , чем тачка ))) одноколесный велосипед. Т.е. стойка с осью колеса точно под ней. И с тормозом.Зажав тормозом колесо , получаем жесткую "палку", которая будет вращаться при падении вперед вокруг пятна контакта . А вот если колесо не одно , а тележка из двух с подшипником в точке крепления стойки , при торможении стойка с тем , что на ней .повернется на подшипнике также вперед . Возникает два вопроса - подобное будет так же происходить при ПОДТОРМАЖИВАНИИ , а не в юз ?

---------- Добавлено в 23:02 ----------

Нет, это момент в тормозах. Пикирующий от торможения задних тележек будет M=T*(H-R) - где Н - высота то ЦМ. А R - радиус колеса, точнее высота центра вращения колеса (учитывается деформация шины)

Может , от подшипника тележки ? Это не утверждение , это вопрос .

 

[DSA76]

Нет, это момент в тормозах. Пикирующий от торможения задних тележек будет M=T*(H-R) - где Н - высота то ЦМ. А R - радиус колеса, точнее высота центра вращения колеса (учитывается деформация шины)

Если уж совсем точно, R - расстояние от земли до оси шарнира. В нашем случае не особо принципиально, H намного больне R, но, в теории, "построив" самолет с R>H (громадные колеса/тележки) получим "кабрирующий" момент от торможения, но только для схемы с тележкой. кстати, думаю ось качания тележки устраивают в пределех радиуса колеса от земли, чтоб не "кувыркалась" при сильном торможении.

 

[vim1964]

Двигатели уже на взлетном режиме и имеют полную тягу, в момент отпускания тормозов ускорение резко вырастет до максимального и затем будет плавно уменьшатся.

Пишется горизонтальная перегрузка по боковому каналу, а не по продольному.

 

[Aveca]

Нет, это момент в тормозах. Пикирующий от торможения задних тележек будет M=T*(H-R) - где Н - высота то ЦМ. А R - радиус колеса, точнее высота центра вращения колеса (учитывается деформация шины)

Тележка - это тот же четырехколесный экипаж, с теми же самыми законами движения, с теми же самыми перераспределениями веса по передней и задней парам колес.

Разработчики, оказывается, это предусмотрели.

"Механизмы передачи тормозного момента предусмотрены для того, чтобы избежать перераспределения нагрузок, действующих на переднюю и заднюю пару колес при торможении, и тем самым обеспечить нормальную работу всех колес в процессе торможения.
Каздая пара колес (левых и правых) имеет отдельный механизм передачи момента."

(Руководство по технической эксплуатации самолета Як-42, раздел 32)

Так что, несмотря на шарнирное закрепление тележки к стойке, момент все же передается, и точкой приложения момента является пятно контакта.

(Помимо момента ЦМ, который появляется только при ускорении (независимо от знака ускорения), есть еще момент от силы тяги двигателей, присутствующий при любом характере движения (неважно, ускоренный он или равномерный), его тоже надо учитывать.)

 

[vim1964]

Это-то понятно...
А насколько часто встречаются подобные сист. ошибки в практике работы с регистраторами? Это ЧП, или достаточно частое явление?

На ВС, которые обслуживаются кое-как - очень часто. И что-то мне подсказывает, что данный самолет относится именно к этой категории.

 

[Looking]

Каждая пара колес (левых и правых) имеет отдельный механизм передачи момента

Расшифруйте, что это за механизм. Как он работает.

 

[serg55]

Ну вот как бы не думая, интуитивно отвечу, что она далеко от центра масс, малозагружена, тормозов не имеет и пневматики целы. И всего два маленьких колеса. Если их серьезно подклинило, то такое поглощение энергии привело бы к воспламенению колес. Они бы горели, а экипаж даже и не заметил. Единственное в этом случае - увод с траектории и посторонние шумы. Тем более колеса остались, в них термосвидетели и легкоплавкая пробка. Сразу стало бы ясно. Другое дело тележка. Столько больших колес. Да такие тормоза. И то двигатели осилили.

А если рассмотреть сдвоенное переднее колесо как переднее колесо тележки в супермаркете? Вращение произвольное на 360 гр. в результате повреждения?

 

[DSA76]

Тележка - это тот же четырехколесный экипаж, с теми же самыми законами движения, с теми же самыми перераспределениями веса по передней и задней парам колес.

Разработчики, оказывается, это предусмотрели.

"Механизмы передачи тормозного момента предусмотрены для того, чтобы избежать перераспределения нагрузок, действующих на переднюю и заднюю пару колес при торможении, и тем самым обеспечить нормальную работу всех колес в процессе торможения.
Каздая пара колес (левых и правых) имеет отдельный механизм передачи момента."

(Руководство по технической эксплуатации самолета Як-42, раздел 32)

Так что, несмотря на шарнирное закрепление тележки к стойке, момент все же передается, и точкой приложения момента является пятно контакта.

(Помимо момента ЦМ, который появляется только при ускорении (независимо от знака ускорения), есть еще момент от силы тяги двигателей, присутствующий при любом характере движения (неважно, ускоренный он или равномерный), его тоже надо учитывать.)

Съедаю шляпу. Тогда - пятно контакта. Спасибо за ликбез.

 

[Aveca]

А момент от тяги двигателей возникает только относительно ЦМ?

Нет, конечно.
Момент вызывает любая пара разнонаправленных сил.
Вопрос в их величинах и влияния на конечный результат.

(Если торможение не выходит за штатные значения, на которые опирался разработчик, момент от двигателей не может повлиять на подъем и отрыв. Как и все остальные взаимодействующие силы. Торможение резко меняет картину, появляются нерасчетные моменты.)

 

[Aveca]

Расшифруйте, что это за механизм. Как он работает.

Тормозные механизмы закреплены не на тележках, а на осях колес. Передние и задние ТМ соединены снизу реактивными тягами.
Сверху есть еще пара реактивных тяг от тормозных механизмов к опоре стойки.
Красиво, снимаю шляпу.

Кстати, по рисунку не очень хорошо видно, но создается впечатление, что верхние реактивные тяги образуют не параллелограмм, а трапецию. А это значит, что тормозной момент может компенсировать возникающий при торможении пикирующий, в какой-то мере. В какой - мало данных, нужны точные размеры и последующий расчет...

 

[Vik63]

Нет DSA76 прав.
Но шарнир не позволяет передавать момент выше шарнирного соединения. И крутящий момент в тормозах только пытается повернуть тележку, нагружая передние колеса и разгружая задние. Типа как получается со всем самолетом, когда разгружается задняя стойка и нагружается передняя. Разницей опорных реакций передних и задних колес и гасится этот момент в тормозах. А общая вертикальная реакция стойки при наличии или отсутствии шарнира остается одинаковой.

Не дезинформируйте общественность. Прав я ( как всегда ).Шарнир не имеющий свободы движения Вы обязаны заменить жесткой связью и забыть о нем. Так что все передается от пятна контакта .
Не доверяете мне , проконсультируйтесь у преподавателя термеха.

---------- Добавлено в 22:57 ----------

Пока освежаю в памяти теорию ,возник вопрос- нам надо просчитать пикирующий момент из-за торможения во время аварийного взлета , так ? Т.е. найти силы , которых нет при нормальном взлете . Но пикирующий момент от силовой установки имеет место и при штатном взлете ( а в нашем случае вообще тяга вроде менее номинала немного ). Так может просто не учитывать его ? Звиняйте , если нечетко сформулировал или ересь написал....

Искренне поздравляю.Именно , не учитывать, как и все остальное кроме той разницы ,влияние которой мы и рассматриваем. Совершите одно арифметическое действие - умножьте силу торможения на плечо= 3,13 и получите пикирующий момент. И пейте пиво, пока другие рисуют ненужные схемы.

 

[Aveca]

Спасибо.Тогда еще вопрос, если Вы не против.
А какой момент на переднюю опору создадут двигатели относительно точки приложения силы торможения?
Мы, ведь, рассматриваем именно эту ситуацию.

Ее очень хорошо расписал Vik63, и мне кажется, что его расчет верен.
(Правда, его расчет не учитывает кинематику тележки (кто ж знал, что там такой навороченный механизм?) и мне катастрофически не нравится неосознанное торможение в 8000 кгс. Но это уже субъективное.)

Сила тяги двигателей совместно с силой торможения дополнительно нагружают переднюю стойку, разгружая основные. Против этого момента работает система реактивных тяг тележки (не знаю, с каким коэффициентом).

 

[Aveca]

Не дезинформируйте общественность. Прав я ( как всегда ).Шарнир не имеющий свободы движения Вы обязаны заменить жесткой связью и забыть о нем. Так что все передается от пятна контакта .
Не доверяете мне , проконсультируйтесь у преподавателя термеха.

Да, Вы в этом случае правы. Но заслуга у конструкторов тележки, заменивших шарнир жесткой связью (да еще и с передаточным числом).

Не будь этой связи, шарнир жесткой связью заменять нельзя. Ибо он имеет свободу движения, одну из шести.

Эдак любую жесткую связь можно заменить шарниром, по Вашей логике?
Попробуйте поставить шарнир в фюзеляж самолета, между опорами стоек...

 

[Vik63]

Пишется горизонтальная перегрузка по боковому каналу, а не по продольному.

Понял, тогда надо спрашивать у экипажа. Либо отслеживать по вертикальной перегрузке, на тормозах у нее будет несколько секунд ровная прямая линия -пока идет набор оборотов, а потом пойдет дребезжание - разбег.Сопоставив это с оборотами -можно увидеть когда начала дребезжать перегрузка. Больше на ум пока ничего не приходит.Если бы видеть таблицу записываемых параметров полную, может еще чего сообразил.

---------- Добавлено в 23:17 ----------

Ну вот как бы не думая, интуитивно отвечу, что она далеко от центра масс, малозагружена, тормозов не имеет и пневматики целы. И всего два маленьких колеса. .

Плечо у ПС то же самое что и у ОС. И при той же силе торможения она будет создавать такой же пикирующий момент, правда разрушится конечно.

---------- Добавлено в 23:18 ----------

Ее очень хорошо расписал Vik63, и мне кажется, что его расчет верен.
(Правда, его расчет не учитывает кинематику тележки (кто ж знал, что там такой навороченный механизм?)

А почему надо учитывать кинематику?

 

[Looking]

Кстати, по рисунку не очень хорошо видно, но создается впечатление, что верхние реактивные тяги образуют не параллелограмм, а трапецию. А это значит, что тормозной момент может компенсировать возникающий при торможении пикирующий, в какой-то мере. В какой - мало данных, нужны точные размеры и последующий расчет...

Нашел ссылку на один из рисунков http://aviaforum.ru/showpost.php?p=961143&postcount=3508 но масштаб мелкий и схемы нет, сложно понять. Возможно, что момент и передается выше сочленения. Но закон скорее более сложный, чем если просто T*H

 

[Aveca]

Возражаю.
"Далее подсчитаем пикирующий момент от вывода двигателей на взлетный по сравнению с номинальным режимом. Исходя из высокой степени двухконтурности двигателя Д-36 и отсутствия смешения потоков после вентилятора и турбины - сместим немного вперед точку приложения тяги и получим приблизительное плечо тяги двигателя к ЦТ = 6 м, а коэффициент проекции силы в размере косинус 81 градуса= 0,16 , и получим дополнительный пикирующий момент от вывода двигателей на взлетный в размере 2* (6500-5000)*6*0,16=2900 кгс*м. (Средний двигатель не учитывается по причине нахождения его расположения практически по оси фюзеляжа). Пересчитывая данный момент в изменение центровки получаем 2900/2430=1,2 % САХ . Таким образом изменение режима двигателей с номинального на взлетный привело как бы к смещению центровки на 1,2 % "
Рассчет велся относительно ЦМ.
Более того, рассчет производится относительно номинального режима,то есть разница между номинальным и взлетным.
Никакого дополнительного пикирующего момента от точки приложения тормозящей силы нет и близко.

Гм, так здесь и не рассматривается сила торможения. Рассматривается только изменение момента при изменении режима двигателей. Приведен момент к ЦМ - ну и на здоровье. Этот момент вызовет появление сил на опорах колес, моменты от которых потом можно будет соотнести к силам торможения. Не вижу криминала, если честно...

Правда, пока самолет не оторвался от ВПП, наверное, нагляднее взять за точку 0 пятно контакта задних стоек... но это уже кому как удобнее. Физика от этого не изменится.

(Самое трудное - это не запутаться во внешних и внутренних силах, и в каких точках что передается - силы, моменты или обе составляющие.)

 

[Vik63]

Эдак любую жесткую связь можно заменить шарниром, по Вашей логике?

Ну что Вы, нет конечно.Но исходя из условий работы тележки и конструкции ероплана,то там рассматривается только жесткая связь, а свобода движения возникает при изменении тангажа до следующего момента уравновешивания сил.

 

[Aveca]

Нашел ссылку на один из рисунков http://aviaforum.ru/showpost.php?p=961143&postcount=3508 но масштаб мелкий и схемы нет, сложно понять. Возможно, что момент и передается выше сочленения. Но закон скорее более сложный, чем если просто T*H

Не, в Руководстве по технической эксплуатации самолета Як-42 р.32 рисунок подробнее, там тележка отдельно разрисована. Но тоже аксонометрия. Скопировать из PDF не удалось, вот ссылка:

http://www.aviadocs.net/RLE/Yak-42/CD1/RTYE/YAK-42_RTYE_r32.pdf

глава 32.10.07

Там зависимость типа

Fт = -Fр,

Mfт=Fт*L1,

Mfr=Fr*L2,

L2 > L1

Fт - сила на ухе тормозного механизма (сумма переднего и заднего колес тележки)

Fр - сила на верхней реактивной тяге

Mfт - момент силы на ухе

Mfr - момент силы на амортизационной стойке в точке крепления реактивной тяги

L2 - плечо амортизационной стойки между плоскостью, проходящей через оси колес и точкой закрепления реактивной тяги

L1 - плечо уха тормозного механизма от плоскости, проходящей через оси колес.

Как-то так.

---------- Добавлено в 23:38 ----------

А почему надо учитывать кинематику?

В тележке реактивные тяги образуют не параллелограмм, а трапецию. Одна и та же сила вызывает разные моменты на тормозах и на амортизационной стойке.

---------- Добавлено в 23:44 ----------

Ну что Вы, нет конечно.Но исходя из условий работы тележки и конструкции ероплана,то там рассматривается только жесткая связь, а свобода движения возникает при изменении тангажа до следующего момента уравновешивания сил.

Да, но мы же как раз считаем условие уравновешивания сил. И, пока этого равновесия нет, это шарнир. Если б не реактивные штанги.

По логике, они должны перераспределять тормозные силы против момента торможения, загружая заднюю пару колес. А это значит, увеличивать пикирующий момент. С другой стороны, реактивная тяга давит на стойку спереди, значит, работает против пикирующего момента. Нужно рисовать - навскидку что-то не вытанцовывается.

Разобрался. Давление реактивной тяги спереди - это и есть перераспределение сил на заднюю пару колес при торможении.
Видимо, в дальнейших расчетах в качестве точки приложения силы торможения можно считать просто пересечение ВПП с плоскостью основных стоек. Т.е., весь изюм конструкции остается в тележке, не влияя на поведение самолета в целом.

Да, а если бы тележка была без реактивных штанг, точка приложения силы торможения при торможении перемещалась бы (с ростом силы торможения) от точки приложения веса самолета в сторону передней пары колес, где бы и осталась до момента прокручивания тележки (если момент от силы торможения превысит момент от веса на стойке шасси).

Вообще, я полез в Руководство за передней стойкой.
По грубым прикидкам, достаточно бокового изгиба стойки меньше, чем в 1 градус, чтобы появился постоянный увод в 2 градуса, в сторону, противоположную искривлению. Прикидывал взаимодействие паразитной весовой (из-за возможного поперечного наклона стойки) и динамической (из-за смещения колесной пары относительно оси поворота) стабилизации, при весе на передней стойке около 10-15 тонн.