Введение
Авиационное явление. Переворот управления – это негативное влияние на управляемость самолета. Органы управления полетом начинают действовать в обратном, нелогичном направлении, поэтому пилоты могут не осознавать ситуацию и, следовательно, давать неверные команды; например, чтобы выполнить крен влево, им приходится отклонять штурвал вправо, то есть в противоположную от привычной сторону.
Control reversal is an adverse effect on the controllability of aircraft. The flight controls reverse themselves in a way that is not intuitive, so pilots may not be aware of the situation and therefore provide the wrong inputs; in order to roll to the left, for instance, they have to push the control stick to the right, the opposite of the normal direction.
Причины
Причины этой проблемы разнообразны: ошибка пилота, влияние высокоскоростного полета, некорректно подключенные органы управления и различные силы, действующие на самолет.
Неисправность оборудования
Неисправность оборудования может привести к непредсказуемому поведению органов управления полетом, например, к возможному изменению направления отклонения руля направления, как это произошло на борту рейса 585 авиакомпании United Airlines.
Ошибка пилота
Ошибка пилота – наиболее частая причина обратной реакции управления. В необычных положениях самолета пилот нередко дезориентируется и начинает вносить некорректные управляющие движения, пытаясь вернуть самолет в горизонтальный полет. Это особенно часто происходит при использовании шлемоустановочных дисплеев, которые отображают графику, остающуюся неподвижной в поле зрения пилота, особенно при использовании определенного типа индикатора положения, известного как «вывернутый наизнанку».
Неправильно подключенные элементы управления
Неправильно подключенные органы управления – еще одна частая причина этой проблемы. Она регулярно возникает после технического обслуживания самолетов, особенно самодельных, совершающих первый полет после незначительного ремонта. Однако это не является редкостью и на коммерческих самолетах, и стало причиной нескольких катастроф, включая крушение Short Crusader перед соревнованиями Schneider Trophy 1927 года и гибель в 1947 году конструктора Avro Роя Чедвика.
Крыло крутится .
Еще одно проявление проблемы возникает, когда объем воздушного потока над крылом становится настолько большим, что сила, создаваемая элеронами, достаточна для скручивания самого крыла из-за недостаточной крутильной жесткости его конструкции. Например, когда элерон отклоняется вверх, чтобы заставить крыло опуститься, крыло скручивается в противоположном направлении. Конечным результатом является то, что воздушный поток направляется вниз, а не вверх, и крыло поднимается, что противоположно ожидаемому. Этот вид переворота управления часто объединяют с рядом эффектов, возникающих на высоких скоростях, под общим названием "сжимаемость".
Братские Райты
Братья Райт столкнулись с формой обратной реакции управления, обычно называемой встречным рысканием. В своем планере 1902 года они продолжали испытывать проблему, когда планер кренился в одном направлении, но рыскал в противоположном, а затем закручивался и падал на землю. В конечном итоге они решили эту проблему, добавив подвижный руль направления, который сейчас устанавливается почти на всех самолетах. Коренная причина проблемы была динамической. Закручивание крыла давало ожидаемый эффект с точки зрения подъемной силы, тем самым вызывая крен, но также влияло и на сопротивление. В результате крыло, поднимавшееся вверх, испытывало увеличение сопротивления и тянулось назад, вызывая рыскание планера. Если это рыскание было достаточно сильным, дополнительная скорость на нижнем крыле, которое двигалось вперед, заставляла его создавать больше подъемной силы и изменять направление крена.
Супермарин Спитфайр
Из-за высоких скоростей, с которыми Supermarine Spitfire мог пикировать, эта проблема обратного управления элеронами стала очевидной, когда требовалось повысить боковую маневренность (скорость крена) за счет увеличения площади элеронов. Крыло самолета было изначально спроектировано для скорости начала обратного управления элеронами в 580 миль в час, и любая попытка увеличить площадь элеронов привела бы к скручиванию крыла при использовании увеличенных элеронов на высокой скорости, в результате чего самолет кренился бы в направлении, противоположном задуманному пилотом. Проблема повышения скорости крена была временно решена с введением "укороченных" законцовок крыла (для снижения аэродинамической нагрузки на концевую часть, что позволило использовать более крупные элероны), пока не было внедрено новое, более жесткое крыло. Это новое крыло было представлено в модификации Mk 21 и имело теоретическую скорость начала обратного управления элеронами .
Боинг B-47
Боинг B-47 имел ограничение скорости на малых высотах из-за того, что большие, гибкие крылья в определенных условиях могли нивелировать воздействие управляющих поверхностей.
Кономар
Перевернутое управление также повлияло на "Госсмер Кондор", самолет с человеческим приводом, удостоенный премии Кремера. Когда механизм отклонения крыла был опробован как решение затяжной проблемы с поворотом, эффект заключался в том, что самолет поворачивал в направлении, противоположном тому, что предсказывалось общепринятыми представлениями об аэродинамике. При "обычной" настройке "Кондора" внутреннее крыло настолько замедлялось, что опускалось к земле. Применив отклонение крыла с "обратной" проводкой, угол атаки на законцовке внутреннего крыла был увеличен, что создавало дополнительное сопротивление, замедляющее это крыло, а также дополнительную подъемную силу, позволяющую профилю оставаться в воздухе на меньшей скорости. Наклонный оперение (канар) затем завершало поворот.