Duńska beczka na dnie morza

Poniższa notka nie wyraża stosunku autora do beczki, ani jej ułamków.

1. W poprzedniej notce (*) pokazałem, że 7 st/s asymptotycznej prędkości kątowej kręcenia beczki po urwaniu 1/3 skrzydła odpowiada "efektywnemu katowi natarcia" 4 st. Taki kąt natarcia zawiera w sobie efekt ustawienia klap i na pierwszy rzut oka musi być dużo większy od wartości,  jaka wynika z obliczeń Jergensena. Spróbujmy wobec tego oszacować, jaki ten "efektywny kąt natarcia" w warunkach smoleńskich mógł być. Posłużę się następująym uproszczeniem - w wyniku wychylenia klap, a również lotek, zmiana kąta natarcia to kąt pomiędzy odcinkami łączącymi przednią krawędź skrzydła z końcem klapy lub lotki niewychylonej oraz przednią krawedź z końcem klapy wychylonej i tylko od tej zmiany zależy zmiana siła nośnej. Będę stosował rozkład siły nośnej proporcjonalny do długości cięciwy. Dla skrzydła trapezowego podobnego jak w Tu-154 nie różni się on istotnie od rozkładu eliptycznego - wykres górny.
Wyliczone metodą opisaną w poprzedniej notce zmiany kąta natarcia na fragmentach skrzydła, do których zamontowane są klapy, zawarłem w tabelce. Ostatnia kolumna zawiera zmianę "efektywnego kata natarcia" dla całego skrzydła = kąt dla fragmentu * powierzchnia fragmentu / powierzchnia skrzydła.
Dane z ostatniej kolumny posłużą do dalszych rachunków. Wartość siły nośnej zapiszę następująco 

F = const * IAS^2 * (alfa0 + alfakn)

i wykorzystam informacje o IAS z Figure 25 w raporcire MAK, wybierając takie fragmenty wykresu, o których można powiedzieć, iż utrzymuje się stała siła nośna, w miarę stałe pochylenie i stała wysokość baro. Metodą regresji wyliczam alfa0 = 6,1 st. Przyzwoitą zgodność pokazuje wykres dolny. Na alfa0 składa się 3 st. kąta zaklinowanego oraz pochylenie. Pochylenie na wykresie MAK jest rzędu 1 do 3 st. czyli oszacowanie jest dobre. Na razie mamy 7,2 st + 6,1 st (z tabelki dla "36") kąta natarcia. Ale w ostatnie fazie wzrósł kąt pochylenia do 15 st, czyli o około 12 st.,  a kąt ścieżki do 5s.t, co prowadzi do wzrostu kąta natrcia o 7 st. czyli do 20 st. Pięć razy większy "efektywny kąt natarcia" to 5 razy większa prędkość asymptotyczna - około 35 st.

2. Kolejny wynik Jergensena, to, iż po utracie 1/3 skrzydła samolot może kontynuować lot. Jest to możliwe, o ile uda się przy pomocy lotki i lotki-interceptora wyzerować moment obrotowy produkowany przez symetryczny do urwanego fragment skrzydła. Zmianę kąta natarcia poprzez wychylenie lotki i związaną z tym zmianę siły nośnej wyliczam w analogiczny do poprzedniego sposób i całkuję po wymnożeniu przez lokalną odległość od osi (liczymy moment), przy czym zakładam, że interceptor zewnętrzny wychyla się o 45/20 wychylenia lotki, oraz zmienia kąt tylko na jednej stronie skrzydła, co daje skutek o połowę mniejszy od analogicznie wyliczonego dla lotki. Maksymalne wychylenie lotki (z doliczonym momentem interceptora) zmiena kąt natarcia na fragmencie skrzydła, naktórym zamontowana jest lotka tak, że produkowany moment obrotowy odpowiada momentowi produkowanemu przez 1/3 skrzydła przy kącie natarcia 3,5 st.(***) To na tyle odbiega od warunków smoleńskich, iż wniosek Jergensena o szybkiej możliwości ustabilizowania lotu jest nieprawidłowy. Taka możliwość istniałaby albo przy locie poziomym, albo dla warunków smoleńskich po wykonaniu ewolucji  z utratą wysokości.

To już nie Skagerrak a Cuszima. Asy lotnictwa z tych bitw zdecydowanie ostrożniej powinny wypowiadać się na tematy smoleńskie.

3. Skoro zostały już policzone siły nośne tworzone przez klapy i momenty sił produkowanych przez lotki to tylko krok dzieli nas od odpowiedzi, czy lotkami można wyrównać asymetryczne wychylenie klap("36" i "28")  - można lotkami wychylonymi o kąt około 13 st. Gdyby na "36" wychyliła się tylko jedna klapa, to natychmiast pojawiła by się prędkość kątowa przechyłu około 9 st/s (moment obrotowy całkuje się do prędkości obrotowej "w locie" - przynajmniej w skali wykresów MAK) a potem wychylenie lotki o 13 st. Gdybym był tym zainteresowany, to pomyślałbym, iż jest to pomysł na odwrócenie uwagi od tego, co zaczyna się dziać tuż po połowie odcinka  "klapy 36" i ma swój fianał (**), ale na szczęście już nie jestem,  dane parametryczne, którymi się posługuję mają przecież pochodzić z makiet rejestratorów, a w warunkach smoleńskich obowiązywała szczególna trygonometria.

Wszystkie liczby to oszacowania, jednakże rozważamy ich bliskość bądź odległość od wartości już otrzymanych bądź skrajnych (efekt asymetrii klap możliwy do zrównowaenia lotkami wychylonymi na 2/3 zakresu) i w takiej sytuacji uważam, iż uzasadniają tytuł notki.

______________________________

(*) kaczazupa.salon24.pl/527040,dunska-beczka-uratowana

(**) kaczazupa.salon24.pl/518064,jak-dziala-autopilot

(***) Nie mogłem sobie przypomnieć, gdzie to jest, ale mam!

Wykres z pracy ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080034656_2008034489.pdf . Na zielono zacieniowalem obszar odpowiadający urwanemu fragmentowi skrzydła. Przecięcie krzywej czarnej przerywanej na tym wykresie z linią odpowiadającą utracie % półrozpietości wyznacza maksymalny kąt natarcia, dla którego można powstrzymać obrót samolotu przez wychylenie lotki na nieuszkodzonym skrzydle.