Кіріспе

Аэроманевр

Тонбаралау – ұшақтың бойлық және көлденең осьтерінде толық айналудан тұратын әуедегі маневр, ол ұшақтың бастапқы бағытын сақтай отырып, спираль тәрізді траекториямен қозғалуына себеп болады. Оны кейде "шеңбер мен домалақ айналудың үйлесімі" деп сипаттайды. Маневр бойында объектіге күш әрқашан оң (бірақ тұрақты емес) болып келеді, әдетте 2 мен 3g аралығында, және 0,5g-ден кем емес. Тонбаралауды көбінесе қанатты домалатумен шатастырады.

Этимология

Барельді айналу осы маневрді орындайтын ұшақ дөңгелектері цилиндрдің ішкі қабырғасымен немесе бүйіріне жатқан көзге көрінетін барельмен айналып бара жатқандай көрінетіндіктен осылай аталады. Көбінесе қазіргі заманда ұшақтың ұшу бағытының бойымен көлденең бұранда тәрізді айналып бара жатқандай елестету оңай. Бұл маневр атауынан бұрын пайда болғанмен, термин алғаш рет 1917 жылы қолданылып, 1930 жылдардың басында кеңінен танылды.

Әуе қатынасы

Авиацияда, баррельді айналу – бұл әуе кемесінің өзінің алға жылғалысымен бірге спираль тәрізді айналуын қамтамасыз ететін әуедегі акробатикалық маневр, мұнда ұшақтың мұры бастапқы ұшу жолына қарай бағытталады. Бұл маневр дөңгелек және тік көтерілудің үйлесімі арқылы орындалады. Маневр кезінде ұшақтың кеңістіктегі орналасуы (мұрының бағыты) екі немесе тіпті үш ось бойында үнемі өзгереді. Ол көлденең ось бойында айналудан тұрады (мұры қанаттарға перпендикуляр бағытта жоғары көтеріледі), бұл тік рульді басқару арқылы жүзеге асырылады, содан кейін ұшақты дөңгелек ось бойында айналдыру үшін рульді басқару қолданылады. Кейде, құйрықтың жоғарғы жағына итеру арқылы, иілу осі (мұрының бүйірге бұрылуы) бойында айналуға көмектесу үшін рульді басқару қолданылады. Айналудың ортасында (жоғары нүктесінде) ұшақ төңкерілген күйде болуы керек, ал мұры жалпы ұшу жолына шамамен тік бұрышпен қарауы тиіс. Ұшақ сонымен қатар биіктік көтеріп, бастапқы ұшу жолынан шамалы қашықтыққа ұшып кетеді. Төңкерілген күйде ұшақ айналуын жалғастырады, биіктіктен төмендеп, бастапқы ұшу жолына оралады. Айналу аяқталғаннан кейін, ұшақ сол бағытта ұшуын және маневр басталған биіктікте ұшуын жалғастыруы керек. "Баррельді дөңгелек" термині жиі, дұрыс емес, ұшақтың кез келген дөңгелегін сипаттау үшін қолданылады (мысалы, элерондық дөңгелек, баяу дөңгелек немесе жылдам дөңгелек).

Тарих

Барельді айналу бастапқыда "жақтан айналу" деп аталған. Оны алғаш рет 1905 жылы Дэниел Малони жасады. Ол Джон Джозеф Монтгомериге тиесілі жолшармен көрмеде көрсетіс жасап ұшып жатқанда, оны ауа шары көтеріп, содан кейін босатты. Осы көрсетіс барысында Малони өте күшті бұрылыс жасады, нәтижесінде қанаттар деформацияланды, маневрді мүлдем кездейсоқ орындады, бірақ оның серігі Дэвид Уилк дереу одан кейін екі барельді айналу жасады; біреуі солға, екіншісі оңға. Аэробатикалық жарыстардан тыс, Boeing 367-80 және Concorde прототиптері сынақ кезінде барельді айналуға ұшырады. Boeing 367-80 ұшағын Сиэтлдегі Вашингтон көлінің үстінде Халықаралық әуе көлігі қауымдастығына көрсеткен кезде Текс Джонстон рұқсатсыз маневрмен екі рет айналдырды. Concorde-ты сынақ ұшқыштары, соның ішінде Жан Франчи және Брайан Уолполл бірнеше рет айналдырды. Avro сынақ ұшқышы Роли Фолк 1955 жылы Фарнборо әуе көрмесінде Avro Vulcan-ды айналдырды, маневр кезінде биіктікке көтерілді.

Атқару

Ұшқыштың көзқарасы бойынша, идеалды түрде, барельдік айналымды горизонттағы ұшу бағытынан 45 градусқа қашыққан нүктеге айналу ретінде қарастыруға болады. Жазықтан ұшуды бастаған ұшқыш әдетте осындай нүктені горизонтта бағдаршамыр ретінде таңдайды, ол көбінесе мұрын мен қанат ұшының арасында, жақын терезенің көрісінде (ұшақта терезелер болса) орналасады. Бұл нүкте сол аймақтағы кез келген нысан болуы мүмкін, мысалы, алыс көл, тау шыңы немесе бұлт. Содан кейін ұшқыш рульді кері тартып, ұшақты қысқа уақытқа көтеріледі. Мұры горизонттан өте бастағанда, ұшқыш элеронды қолдануды бастайды, бұл рульді оңға немесе солға қарай ақырындап бұру арқылы жасалады. Ұшақ айналғанда, ол көтерілу күшінің бағытымен бірге иіліп, жылжи береді. Ұшқыш айналу жылдамдығын мұқият бақылап, мұрынды горизонттағы бағдаршамыр нүктеден 45 градусқа бұрып отыруы керек. Кейбір ұшақтарға рульді де пайдалану қажет болуы мүмкін, ал көптеген жоғары қуатты ұшақтарға тек элерон мен лифт басқару жеткілікті. Ұшақ 90 градусқа айналғанда және қанаттары тік болғанда, мұрын бағдаршамыр нүктесінен тікелей жоғары 45 градусқа бұрылуы керек. Ұшақ толығымен кері айналып келе жатқанда, ол тегістеле бастайды, ал горизонт мұрынға қарай көтеріледі. Толығымен кері бұрылғанда, ұшақ жазық болуы керек, ал мұрын бағдаршамыр нүктесінен 45 градусқа қарай бұрылып, бастапқы ұшу бағытынан 90 градусқа қашықтау керек. Мұрын горизонттан төмен түскенде, ұшқыш лифт қысымын азайтуы керек, бұл ауырлық күшінің әсерін жою және көтерілу күшін жоғалтудың алдын алу үшін биіктіктің төмендеуіне жол бермеуге көмектеседі. Мұрынды бағдаршамыр нүктесінен 45 градусқа бұрып ұстап, ұшақ сол ұшу бағытында және маневр басталған биіктікте жазық ұшуға өтуі керек. Егер дұрыс орындалса, бағдаршамыр нүктесі ұшаққа қатысты салыстырмалы түрде тұрақты болып көрінеді, ал горизонт оның айналасында айналады.

Әскери шабуыл

Әуе шайқасында, тарихи түрде "иттер шайқасы" деп белгілі, "доңғалақ шеңбер" термині түрлі маневрлерді білдіруі мүмкін. Бұл маневрлер көбінесе доңғалақ шеңбер деп аталады, бірақ олардың көпшілігі "орнынан жылжу шеңберлері" санатына жатады.

Баррельді ролл

Барелл ролигі термині көбінесе тік ұшу бағыты бойынша спираль тәрізді айналуды білдіреді, оның мақсаты – ұшақтың салыстырмалы алға жылдамдығын (ұзындығы бойынша қозғалысын) баяулату. Бұл қорғаушыға, әдетте қорғаушының артында болатын шабуылшыны, өзінің алдынан ұшып өтуге (шектен шығуға) мәжбүрлеуге көмектеседі. Сонымен қатар, бұл шабуылшыға шектен шығудың алдын алуға да мүмкіндік береді. Көбінесе бұл екі ұшақты да бірнеше айналымдардан тұратын, «айналмалы қайшы» деп аталатын маневрді орындауға мәжбүрлейді. Барелл ролигі сонымен қатар, ұшақ тік бағытта ұшқанда көзге көрінбейтін аймақтарды тексеру үшін де жиі қолданылады.

Қалқалы орауыш

Дөңгелек қайшы, тік қайшы немесе жай ғана "домалақтар" деп те аталады, шабуылдаушы да, қорғаушы да оған ілігіп қалғандағы жағымсыз маневр болып саналады. Басымдық көбінесе жоғары бұрылу жылдамдығына ие ұшаққа тиеді, әсіресе бұрылыстың жоғарғы және төменгі бөліктері арқылы носын өткізгенде. Маневр кезінде көтеру векторын дұрыс орналастыру қарсыласқа қатысты алға жылжудан сақтау үшін маңызды. Ұшқыштың қарсыластың салыстырмалы орнын анықтау қабілетіне әсер ететін көптеген көз иллюзиялары бар, сондықтан қателер оңай жасалуы мүмкін. Домалақ қайшы кезінде тиімді ату шешімін табу өте қиын. Егер ұшақтың салмағына қатысты итеру күшінің қатынамы бірден кем болса, әрбір кезекті домалақ алдыңғыдан төмен болады және ұшқыштар тез арада жерге жақындап кетеді. Кез келген артықшылықты әдетте бірінші болып маневрден шығуға тырысқан ұшқыш жоғалтады.

Жоғары g баррельді ролл

Жоғары g күшіндегі доңғалақ айналу – шабуылдаушы тиімді ату шешімін қол жеткізген кезде орындалатын соңғы қорғаныс маневрі. Маневр шабуылдаушы өте жақын болғанда жасалады, ал қорғаушының доңғалақ айналуы шабуылдаушының асып кетуіне себеп болуы мүмкін. Маневрді газды азайту, жылдамдық тежегіштерін кеңейту немесе асып кетуге ынталандыру үшін күшті бұрылыс жасау арқылы бастау керек. Содан кейін маневр доңғалақ айналу кезінде лифтты күшті басу және рульді күшті итеру арқылы орындалады. Салыстырмалы жылдамдықтың кенеттен өзгеруі шабуылдаушыны қорғаушының алдына ұшырып жіберуі мүмкін. Жағдайға қарай, жоғары g күшіндегі доңғалақ айналу "жоғарыдан" – қалыпты доңғалақ айналу сияқты бастау арқылы орындалуы мүмкін. Сондай-ақ, бұрау "төменнен" – жартылай айлеронмен кері бұрылып, доңғалақ айналуды төңкерілген күйде бастау арқылы да орындалуы мүмкін.

Ылғалдыру ролі

Ығысуды орындау маневрлерінің түрлі нұсқалары бар. Ығысу ролі – ұшақты бүйірлеме қоздырып, жоспарланған ұшу жолынан ауыстырып, жаңа бағытқа шығаратын баррель ролі. Ығысу ролі қалай орындалғанына байланысты, ұшақ параллель ұшу жолына жақындауы мүмкін, немесе бұрылыс радиусын азайту үшін күштірек ролдер қолданылуы мүмкін. Ұшқыш ұшақты тік жазықтыққа көбірек жылжыту арқылы, гравитация күшін пайдаланып, ұшақтың бұрылыс кезінде тиімді жұмыс істеуіне көмектеседі. Тік немесе көлбеу геометриялық жазықтықта бұрылыс жоғары нүктеде өте баяу болады, ал бұрылыс радиусы кішірейеді. Керісінше, бұрылыстың төменгі нүктесінде бұрылыс радиусы үлкейеді, бірақ бұрылу жылдамдығы артады. Ығысу ролі гравитация күшінің осы көмегін толыққанды пайдаланады. Ұшқыш ұшақты тік жазықтыққа көбірек жылжыту арқылы ролдің жылдамдығы мен бағытын басқарып, бұрылыс радиусын күрт азайта алады, бұл шабуылдаушыға қарсыластың бағытын шашыратып, оның бұрылысының ішінде қалуға көмектеседі. Мұндай ығысу ролі, сондай-ақ "rollaway" деп аталады, үш өлшемді геометрияны қолданады: жарты баррель ролі арқылы ұшақ төңкеріледі, содан кейін айналудың екінші жартысы минимал ролмен орындалады, көтеру векторы қарсыластың бағытына сәйкес келеді, ал ұшақ бағытын өзгертеді.

Қақпақ орамасы

Қақпақ ролі – ығысу ролінің ең қарапайым түрі. Роль бастапқы бағытты сақтай отырып, бүйірлік ығысуды қамтамасыз ету үшін қолданылады. Бұл маневр әдеттегі рол сияқты басталады, бірақ ұшақ дерлік инверсияға жеткенде, ұшқыш лифттер мен элеронды бейтарап күйге жақын орналастырады. Бұл "жүктемеден босату" деп аталады, бұл инверсияланған ұшақтың қысқа ғана уақытқа тура сызықта ұшуына мүмкіндік береді. Ұшқыш жеткілікті көлденең ығысуға қол жеткізгеннен кейін, ролдің екінші жартысын жалғастырады. Бұл түр қақпақ ролі деп аталады, өйткені ол көбінесе ұшақтардың позицияларын жылдам өзгерту үшін қолданылады – ұшақтың үстінен рол жасап, екінші жағынан төмен түсу арқылы. Қақпақ ролі жиі жауынгерлік қимылдарда қолданылады, шабуылшыны қорғаушының траекториясына қатысты ығыстыру үшін. Қорғаушының бұрылысының ішінде ұшып келе жатқан шабуылшы, шабуылшының қорғаушының бұрылысынан тысқары ығысуына мұқтаж болуы мүмкін, осылайша озудың алдын алуға болады. Сол сияқты, егер шабуылшы қорғаушының бұрылысынан тыс ұшса, және қорғаушы одан әлдеқайда маневрлі болса, шабуылшы мұрынды көтеріп, тиімді ату позициясына жеткізе алмауы мүмкін. Қақпақ ролін пайдалану арқылы шабуылшы ұшақты қорғаушының траекториясынан көлденең ығыстыра алады. Бұл екі ұшақтың траекторияларын қиылыстырады, геометрияны пайдаланып шабуылшының мақсатын өзгертеді. Шабуылшы көбінесе қақпақ ролін қолданады, егер қорғаушы бұрылысын кері жасаса, бұл шабуылшыға кері бұрылысты ұстап тұрып, дұрыс салыстырмалы позицияны сақтауға мүмкіндік береді. 1966 жылғы Бірінші дүниежүзілік соғысқа арналған "The Blue Max" фильмінде Германияның Luftstreitkräfte ұшқыштарының бірі (Бруно Стахель мен Вилли фон Клюгерманның кейіпкерлері), екі Fokker Dr. I истребитель ұшағымен, фильмдегі трагикалық "ерлік" көпір астындағы ұшу эпизодынан бұрын қақпақ ролін орындайды.

Жағдайдың ауысуы

Лагті ауыстыру ролі немесе "лаг ролі" шабуылдаушы ұшақтың атыс позициясын жақсартуға және ұшу қашықтығын арттыруға көмектеседі. Шабуылшы қарқынды, бұрылыспен қуу кезінде, бұрылыстан жоғары және алысқа қарай домалап айналады. Әдетте, қалыпты ауыстыру ролінен сәл баяу орындалады, шабуылшы қорғаушының бұрылысында немесе одан сәл сыртта қажетті айналыс радиусын қысқартады. Роль аяқталғанда, ұшақтың көтеру векторы тікелей қарсыласқа бағытталғанда, ұшқыш керуді кері тартып, жақсырақ атыс позициясына ие болып бұрылысқа қайта кіреді.

Барельді шабуыл

Барельді шабуыл – шабуылшының шабуылдық позициясын жақсартатын және шабуылшының асып кетуіне жол бермейтін әскери маневр. Осы маневрде қорғаушы бір бағытқа бұрылады, ал шабуылшы кері бағытта барельді айналыс жасайды. Шабуылшы басқару тұтқасын қалыпты барельді айналыстан күштірек тартып, айналысты тығыз жасайды. Бұл үш өлшемді 90 градустық бұрылысқа тең, және шабуылшы айналысты аяқтап, үштен үш бөлігін аяқтап, мұрынды қорғаушының ұшу жолына бағыттайды. Маневр асып кетуге қауіп төнген және оны қалыпты ауытқу арқылы түзету мүмкін болмаған жағдайда орындалады. Қалыпты ауытқудан әлдеқайда күшті, маневр қорғаушының бұрылу бағытына қарай сәл бұрылып, содан кейін күшті көтерілумен басталады. Көкжиектен шамамен 30 градусқа жеткенде, ұшқыш барельді айналысты қорғаушының бұрылуынан алысқа қарай бастайды, рульге қарағанда лифт қысымын күшейтеді. Айналып келгенде, ұшқыш екі ұшақтың корпусын бір бағытта келтіру үшін ауырлық күшінің көмегімен және рульді басқару арқылы пайдаланады. Мұрын көкжиектің ар жағынан өткен кезде, ұшқыш көтеру векторын қорғаушының алдына бағыттайды, соның арқасында жауынгерді қорғаушының бұрылысының ішінде дұрыс геометриялық жазықтыққа қайтарады. Рульдік айналыс – әуеден әуеге және жерден әуеге зымырандардың ұшу бағытын түзету үшін қолданылатын негізгі маневр, көбінесе оларға нысананың траекториясы бойынша тербеліп, өзгермелі ұшу жолын сыйлайды.