Как сажают самолеты без двигателей

Если пилоты понимают, что самолет не сможет дотянуть до ближайшего аэропорта, они принимают решение о посадке на пустырь (при его наличии) или воду (так называемое «приводнение» самолета). В этом им помогает ВСУ — вспомогательная силовая установка. Это небольшой двигатель, оснащенный турбиной, которая вырабатывает энергию, что в свою очередь активирует действие всех необходимых для работы агрегатов самолета — от рулей управления и высоты до приборной панели.

Одним из ярких примеров приводнения является аварийная посадка A320 на Гудзон, которая произошла 15 января 2009 года. Авиалайнер компании US Airways через 1.5 минуты после взлёта столкнулся со стаей канадских казарок, и у него отказали оба двигателя. Экипаж благополучно посадил самолет на воду реки Гудзон в Нью-Йорке. Все находившиеся на его борту 155 человек (150 пассажиров и 5 членов экипажа) выжили. Самолет как раз успел набрать высоту 975 метров: этого хватило на то, чтобы развернуть лайнер, взлетавший на север, на юг, спланировать над рекой Гудзон, не задев мост Джорджа Вашингтона, и приводнить лайнер. Впоследствии по этим событиям был снят художественный фильм «Чудо на Гудзоне».

Приводнение самолета на Гудзон, 15 января 2009 года

На самом деле если попробовать воспроизвести такую ситуацию на авиасимуляторе, пилотам в большинстве случаев удастся вернуть лайнер в аэропорт вылета. Проблема в том, что в симуляторе на принятие решения дается всего 5 секунд (а такие ситуации отрабатываются только на симуляторах). В реальности же пилотам требуется на это 20-30 секунд из-за стрессовой ситуации. Поэтому часто пилотам уже не хватает времени, чтобы посадить самолет без происшествий.

Всего известен 21 случай управляемых вынужденных посадок пассажирских авиалайнеров на воду, в 10 из которых при посадке никто не погиб. Один из них — посадка Ту-124 на Неву — авиационное происшествие, случившееся в Ленинграде (Санкт-Петербурге) 21 августа 1963 года. Правда, в том случае проблема была не с птицами: из-за дефекта самолета топливо не поступало в двигатели, и они остановились.

Посадка на поле является еще более сложной — пилотам необходимо учитывать неровность рельефа поверхности и рассчитать правильную скорость, чтобы не допустить сваливание самолета и сесть «на брюхо» как можно мягче. Такая посадка производится без выпущенных шасси, поскольку стойка шасси при неровной поверхности может повредить топливные баки. Последнее может привести к воспламенению самолета, как это произошло с авиалайнером Sukhoi Superjet 100-95B. 5 мая 2019 года во время посадки лайнер получил повреждения, ставшие причиной возникновения пожара (стойка шасси пробила бак с топливом), в результате которого самолёт частично сгорел.

Так что 15 августа 2019 года пилоты A321, можно сказать, совершили чудо.

Не Гудзон: почему посадка на воду проще посадки на кукурузное поле

Десять лет назад, 15 января 2009 года, на воды Гудзона сел самолет А320 (близкий, хотя и далеко не идентичный авиалайнер). Как и российский собрат, сразу после взлета — что вообще случается близ мест, где водятся птицы, любящие воду, — он столкнулся со стаей пернатых, отчего отказали сразу оба мотора. Как и с самолетом «Уральских авиалиний», случившееся было сразу (хоть и не без последующего судебного разбирательства) оценено как чудо: далеко не всегда «безмоторная» посадка на совершенно не подготовленную поверхность заканчивается вообще без жертв.

Но есть в этих происшествиях и два серьезнейших отличия. Первое: капитан американского судна Чесли Салленбергер был архиопытным (к тому моменту он летал почти 36 лет с общим налетом 19 663 часа, четверть из которых — на А320). Почти семикратная разница в налете и многократная в общей длительности летной карьеры явно отличают его от Дамира Юсупова.

Вдобавок к этому самолет над Гудзоном успел набрать почти километр высоты, а не , как его собрат у Жуковского. Авиалайнеры А320 и А321 даже при неработающих моторах могут планировать на расстояние 4,07 километра при потере всего 300 метров высоты. То есть времени для поиска ровной площадки и принятия верного решения у Дамира Юсупова было в три-четыре раза меньше, чем у американского пилота. Если бы в авиалайнер Чесли Салленбергера птицы попали еще на взлете, как у Юсупова, — ему пришлось бы посадить воздушное судно прямо в море, безо всяких доворотов на Гудзон. А в море, как мы знаем, бывают большие волны. Поэтому посадить туда большой самолет, не утопив его, заметно сложнее — как и эвакуировать потом оттуда людей.

Brendan McDermid / Reuters

Посадка, ставшая известной как «Чудо на Гудзоне», 2009 год

Но есть и третье, не менее серьезное отличие. «Чудо на Гудзоне», по которому в 2016 году вышел одноименный фильм, было очень сложной посадкой, потому что это была посадка на воду. При приводнении есть риск утопить самолет, но есть и большой плюс: спокойная вода даже при посадке на скорости 300 километров в час дает меньше трения о брюхо самолета, чем грунт. Если самолет будет садиться на твердую поверхность, а не на водную гладь хотя бы чуть-чуть не выровненным, трение о его выступающую нижнюю часть приведет к пожару. На самолете с полными баками пожар действительно опасен.

Чтобы понять, насколько тщательной и аккуратной должна быть посадка на твердую поверхность — иначе не избежать гибели людей, — достаточно взглянуть на видео посадки Boeing 767 в аэропорту Варшавы в 2011 году. По нему понятно, что выравнивание машины должно быть намного аккуратнее, чем при многих посадках на шасси. Именно благодаря этому посадка на брюхо завершилась тогда лишь малым пожаром.

Но и польская посадка все же не настолько опасная, как близ Жуковского. Бетонная полоса аэропорта может дать больше искр при трении на посадке, но «грунтовое» приземление в заросшее поле плохо тем, что пилот не видит, нет ли на нем каких-то неровностей. Во время войны посадки в поле часто заканчивались кувырком самолета через нос, когда он натыкался на какое-то малозаметное препятствие. Большой авиалайнер через нос не кувыркается, но вот сильный удар о неровность и последующий пожар для него вполне реальны.

Почему пилотам нельзя носить солнцезащитные очки и бороду?

Почти все солнцезащитные очки — поляризованные, то есть не пропускают никаких бликов и отражений. Но дело в том, что свет от LED-мониторов компьютерных систем самолета виден в них только под определенным углом. Чтобы увидеть показания на экране, пилоту необходимо будет покрутить головой. Но в кабине не один монитор, а примерно 20. И если пилот чего-то не заметит, может произойти трагедия.
Если стекло просто затемнено, а не поляризовано, оно никак не будет мешать углу обзора. Но так как безопасность полета превыше всего, некоторые авиакомпании запрещают любые очки во время рейсов.
А бороду пилоту нельзя носить по причине того, что, если ему придется надеть кислородную маску, она будет прилегать к лицу неплотно, и у него есть риск отключиться из-за кислородного голодания.

Кто создает и тестирует электросамолеты сегодня

Разработчики по всему миру, включая Россию, работают над созданием электросамолетов. Мы собрали примеры нескольких успешных проектов.

Стартап Kitty Hawk — персональный электросамолет

В 2017 году стартап Kitty Hawk, в который инвестирует сооснователь Google Ларри Пейдж, показал прототип первого персонального электросамолета Heaviside. Одноместный аппарат может вертикально взлетать и садиться, причем для этого ему достаточно площадки размером примерно 10х10 м.

Heaviside может преодолеть на одном заряде батареи до 160 км — примерно как от Москвы до Твери

(Фото: Kitty Hawk)

Pipistrel — двухместный электросамолет

Компания Pipistrel представила двухместный электрический самолет Velis Electro, который прошел сертификацию Европейского агентства авиационной безопасности EASA. Аппарат получает энергию от двух аккумуляторов, развивает скорость до 181 км/ч и может находиться в воздухе до 50 мин.

Pipistrel уже запустила серийное производство Velis Electro: сертификат типа EASA позволяет эксплуатировать самолет в коммерческих целях

(Фото: Pipistrel)

MagniX и AeroTEC — самый крупный коммерческий самолет

В 2020 году компании MagniX и AeroTEC испытали самый большой коммерческий самолет Cessna Caravan 208B с электрическим двигателем. По словам исполнительного директора Роя Ганзарски, самолет может перевозить 4–5 пассажиров на расстояние до 160 км.

Разработчики рассчитывают, что когда электродвигатель Cessna Caravan 208B пройдет сертификацию, самолет сможет выполнять рейсы с полной загрузкой из девяти пассажиров

(Фото: MagniX)

Siemens — электросамолет с максимальной скоростью

Компания Siemens запустила самолет Extra 330LE с электродвигателем на аккумуляторных батареях. Аппарат побил рекорд среди аналогов: во время полета в 2017 году он достиг максимальной скорости 340 км/ч.

Siemens планируют использовать разработки Extra 330LE для производства (в партнерстве с компанией Airbus) региональных авиалайнеров, работающих на гибридных двигательных установках

(Фото: Siemens)

ЦИАМ — первый пилотируемый российский электросамолет

На международной авиационной выставке МАКС-2021 Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова (ЦИАМ) представил первый полностью электрический пилотируемый российский самолет «Сигма-4». Он развивает максимальную скорость до 100 км/ч и рассчитан на полеты дальностью 100 км — это примерная протяженность МКАД.

Электродвигатель «Сигма-4» питается от аккумуляторных литий-ионных батарей. По словам главы ЦИАМ Михаила Гордина, летные испытания самолета запланированы на вторую половину 2021 года

(Фото: N+1)

ЦИАМ — летающая лаборатория с уникальной гибридной силовой установкой

На МАКС-2021 ЦИАМ также представил летающую лабораторию Як-40ЛЛ. В носовой части аппарата установлен воздушный винт, который приводится в движение электродвигателем. А электроэнергию он получает от генератора, который вращается двигателем внутреннего сгорания.

Экономика инноваций

Незаметные истребители и универсальные скафандры: новинки МАКС-2021

Электродвигатель создан по уникальной технологии — на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). При определенной температуре ВТСП проводят электрический ток без сопротивления и потери энергии

Это позволит увеличивать КПД двигателей: наращивать мощность и при этом снижать их массу и габариты, что важно при строительстве самолетов. Разработку двигателя проводили в рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований и ЗАО «СуперОкс»

Во время выставки МАКС-2021 летающая лаборатория совершила первый полет, в процессе которого был включен электродвигатель.

Ученые надеются, что к 2030 году технологии позволят создать региональный самолет на гибридной схеме, как у Як-40ЛЛ

(Фото: НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского»)

Разгерметизация — звучит страшно

Да, реактивные самолеты летают на такой высоте, где воздух уже достаточно разрежен, и дышать им сложно. Поэтому наружный воздух искусственно загоняется в самолет, чтобы создать там давление. Оно, конечно, ниже, чем на земле. 

При разгерметизации самолет первым делом снижается на высоту около 3000 метров. На этой высоте атмосферное давление примерно равно тому, которое поддерживается в салоне самолета. Тут уже можно дышать и, в принципе, продолжить движение. Но на такой высоте сопротивление воздуха сильнее, топливо расходуется больше, да и пассажирам не очень комфортно лететь в масках. Поэтому пилоты садятся на ближайший аэродром. Так что если помимо разгерметизации ничего не произошло, считайте это веселым приключением. Главное, сначала надеть маску на себя, а затем на ребёнка, и не пытаться одновременно заедать стресс бутербродом.

Причина катастрофы: вероятность столкновений с птицами будет только расти?

Как это часто бывает, любое громкое событие мгновенно порождает немало спекуляций на тему того, что на самом деле виноваты действия или бездействие властей. Не стало исключением и «чудо на кукурузном поле». Издание Baza оперативно версию, что причина столкновения с чайками — наличие рядом несанкционированной свалки. Чайки действительно любят свалки, но в этом конкретном случае понять, в свалке ли дело, сложно: всего в 150 метрах от окраины аэропорта течет Москва-река, а чайки любят и водную гладь.

Tatyana Makeyeva / Reuters

A321 после посадки на кукурузное поле

Более того, сама идея того, что чайки любят только свалки, не вполне корректна. В наше время множество населенных пунктов у воды наблюдает чаек, даже если поблизости вообще нет свалок. Эти птицы — настоящие оппортунисты, которые поедают все съедобное, что выбрасывают люди. А те с каждым годом выбрасывают все больше, давая чайкам все больше пищи для размышлений на тему урбанизации. За последние полвека самые распространенные виды чаек стали привычными далеко от морских и озерных берегов, к которым их считали привязанными когда-то.

Еще одна проблема, почти всех видов чаек, — глобальное потепление. В обычных условиях они размножаются раз в год, но по мере удлинения теплого времени года и повышения обилия пищи могут делать это и два раза в год () — с соответствующим ростом численности.

Сходная ситуация в умеренном климате не только у чаек. Другие, например утки и дикие голуби, благодаря глобальному потеплению также расширяют свой ареал в последние годы, появляются там, где их никогда не видели раньше. И утки, и другие виды птиц, склонные летать стаями, могут быть опасны для самолетов. К сожалению, с этим не всегда можно что-то сделать: существующие аэропорты трудно перенести в другое место и нет никакой гарантии, что распространение ареалов птиц на севере с потеплением не сделает «птиценаселенными» и окрестности новых аэропортов.

Именно поэтому изучение опыта посадок вроде той, что совершил Дамир Юсупов, — предельно оправданное занятие, способное не раз помочь гражданской авиации в будущем.

Мы сядем без шасси?

Процедура в этом случае примерно такая: у пилотов загорается сигнал, они пытаются еще несколько раз выпустить шасси, если не получилось, при заходе на посадку они рассказывают об этом диспетчеру и просят его посмотреть, как там дела. Сами они не могут точно знать, выпустились шасси или нет. Вдруг сигнал ложный. Для этого самолёт совершает низкий пролёт над аэропортом, диспетчеры в бинокль смотрят и подтверждают, что шасси не выпустились.

Если не выпускаются все шасси, а у самолёта есть время покружить над аэропортом, вызываются пожарные машины и заливают всю полосу пеной. Она помогает смазать приземление на брюхо. Это не так комфортно и, скорей всего, самолет выкатится с полосы, но хотя бы так.

Почему Юсупов принял решение садиться в поле, да еще и с убранным шасси?

Как мы только что отметили, садиться на засаженное высокими растениями поле — весьма рискованный выбор, который делают нечасто. Что подтолкнуло к нему командира уральского А321? Действительно ли нужно было так рисковать?

AP / East News

Пилот «Уральских авиалиний» Дамир Юсупов

На деле никакого выбора у командира воздушного судна просто не было. В 6 часов 10 минут 15 августа самолет взлетел, почти сразу в его левый двигатель попала минимум одна птица, после чего он заглох. Тогда экипаж обратился к диспетчеру аэропорта с просьбой о возврате для посадки. Но этот план остался лишь планом, потому что почти сразу еще одна птица попала и во второй, правый двигатель, отчего тот потерял две трети тяги. На трети тяги одного двигателя из двух разворачиваться и совершать посадку не было никакой возможности.

Другой важный вопрос: почему экипаж принял решение не выпускать шасси? Действительно, корректная посадка на шасси менее пожароопасна, чем на брюхо. Шасси дает меньшее трение, низ фюзеляжа не касается земли, меньше вероятность получить искры при касании поверхности. Это лишь часть причин, по которым официальная рекомендация Airbus, производителя самолета А321, указывает: посадка на суше должна выполняться на шасси, без него допустимы только приводнения самолета, где шасси очевидно не удержит его на поверхности.

Дамир Юсупов явно нарушил эти рекомендации, содержащиеся  — списке обязательных к выполнению действий при отказе двигателей на высоте.

Инструкция Airbus

Но у варианта с шасси есть и минусы. Во‑первых, у авиалайнера оно выходит неспешно, и если высоты недостаточно, полностью выйти успеет только одна стойка. В этом случае удар по ней будет слишком сильным, стойка может пробить крыльевые баки. Что будет дальше — все мы помним по майскому катастрофическому событию с «Суперджетом». Во‑вторых, шасси на самом деле хорошо работает только на абсолютно ровной поверхности. Если пилоту не видно ее в деталях (а неубранная кукуруза их неплохо скрывает), шасси может попасть в неровности, канавки или что-то подобное.

Опять-таки тогда от удара самолет может получить пробитие баков или крен и касания земли тем же крылом с баками внутри. Все это — очень плохие варианты. На фото с места аварии растительность у самого самолета довольно высока и понять, до какой именно степени поле было ровным, пилоты не могли, что должно было добавить им неизвестных переменных в уравнение, которое они должны были решить в уме, причем очень быстро, за минуту-другую.

Веленгурин Владимир / Komsomolskaya Pravda / East News

Выпущенный надувной трап A321 в кукурузном поле

Как пилоты авиалайнеров, «в руководящих документах есть пункт о том, что капитан или пилот, управляющий самолетом, имеет право отклониться от любых инструкций, если он действует на основании опыта и знаний и в целях успешного завершения полета». Именно по этому пункту и действовал Дамир Юсупов.

И это большая смелость с его стороны, потому что пункт этот работает по принципу «победителей не судят». Если все прошло хорошо, никто не спросит с него за нарушение чек-листа. Если при жесткой посадке на брюхо была бы хоть одна человеческая жертва — с него начали бы спрашивать по всей строгости, ведь формально он нарушил требования производителя самолета.

А если в двигатель залетят птицы, как в фильме?

Зависит от размера птицы и их количества этих самых птиц. Одно можно сказать наверняка — птица, к сожалению, погибнет. Что касается самолёта: если маленькая птица попадёт в двигатель, то ничего заметного не произойдёт, просто после полёта нужно будет осмотреть двигатель на повреждения. Более крупная птица может привести к остановке двигателя. Но как мы уже знаем, современный самолёт может и должен летать на одном двигателе.

Ситуация, которая случилась в Нью-Йорке в 2009 году, когда самолёт столкнулся с целой стаей уток и оба двигателя вышли из строя — исключительная. Тогда всё закончилось хорошо — самолёт благополучно посадили на реку Гудзон. 

Может ли самолет упасть из-за турбулентности?

Турбулентность может быть вызвана следующими факторами:
завихрение от крыльев рядом идущего самолета;
встреча разных по температуре потоков воздушных масс;
неравномерное прогревание воздуха около земли.
Опасные завихрения есть в грозовых облаках, поэтому пилоты стараются облетать их стороной. Также это может случиться и в чистом небе, такое явление носит название «турбулентность ясного дня».
Но за всю историю существования авиации из-за этой тряски упал один самолет. Причем тогда роль сыграл человеческий фактор: турбулентность была вызвана впереди идущим лайнером. Поэтому, когда самолет начинает потряхивать, нужно пристегнуться и не паниковать — это безопасно.Читать далее →

Как не допустить столкновение птиц с самолетом

Такие стаи птиц редкость, но достаточно даже одной, чтобы сломать двигатель самолет.

И самолеты, и аэропорты оборудованы специальными устройствами, издающими отпугивающие птиц звуки. Но, как видно, этого не хватает — даже акустические пушки и пиротехника не гарантируют того, что загульные пташки не окажутся на лобовом стекле или в двигателе самолета. Поэтому птицы регулярно встречаются с самолетами, и окончательного решения этой проблемы пока не найдено.

Немалую опасность также представляют дроны — если столкновения с птицами являются случайными, то пилоты квадрокоптеров зачастую специально летают около аэропортов. В декабре 2018 года аэропорт Гатвик на юге Англии не работал на протяжении 36 часов из-за внезапно появившихся на небе дронов. Из-за опасности столкновения пассажирских самолетов с беспилотниками было отменено около 1000 рейсов, вследствие чего более 140 000 человек были вынуждены десятки часов ждать возобновления работы. Беспилотники, летающие вблизи аэропортов, действительно опасны. Столкнувшись с небольшим дроном самолет может потерпеть крушение.

На данный момент исследователи из Великобритании, а также со всего мира работают над различными датчиками и материалами, которые смогут самостоятельно оценивать состояние самолета и устранят необходимость прерывать полет после столкновений с птицами. Идея заключается в том, чтобы создать беспроводную систему, которая может определить место и силу повреждений. В конечном итоге пилоты смогут получить информацию о возможности безопасного продолжения полета после удара, поскольку каждый возврат в аэропорт экономически невыгоден для авиакомпании. При более серьёзных повреждениях система будет передавать данные о них на Землю, чтобы техники к моменту посадки уже знали, какие запчасти нужны.

А пока такой системы нет, предупредительные звуки и тщательное обучение пилотов будут оставаться нашей единственной защитой против попаданий птиц.

Что будет, если птица попадет в самолет

Не только двигатели подвергаются риску при попадании птиц. Окна в кабине пилотов тоже могут разбиться. Но делают их из трех слоев ламинированного акрила и стекла, спроектированных так, чтобы выдерживать град в сердце бури, поэтому птицы не представляют для них проблему. Наличие множества слоев также обеспечивает герметичность самолета даже в случае повреждения внешних слоев. Также пилотов обучают включать нагрев стекла, чтобы лед не намерзал на высоте, перед взлетом; так стекла становятся мягче и более устойчивыми к ударам. Подробнее об этих технологиях можно узнать в нашем новостном канале.

Хотя, иногда птицы все же прорываются — особую опасность представляют гуси и орлы, которые весят больше 5 кг.

Неприятно, когда после посадки самолет выглядит так.

На каких местах больше всего шансов выжить при падении самолета?

Исследователи провели эксперимент. На каждое пассажирское место они посадили по манекену, установили специальные датчики и видеокамеры, и смоделировали аварию: на скорости 230 км/ч Boeing 727 «упал» на поверхность озера, проехал сотню метров, а затем развалился на несколько кусков. Самым опасным местом оказалась носовая часть самолета — места бизнес-класса. Основная мощь удара при падении пришлась на этот участок, вследствие чего произошел разлом, отделивший нос самолета. А минимальный «урон» получили манекены, сидевшие в хвосте. При такой же аварии в жизни пассажиры этой части судна, вероятно, выжили бы. Но удар мог прийтись на любую часть самолета, поэтому нельзя делать вывод, исходя только из этого эксперимента.
Но есть статистика: были взяты и проанализированы все крушения пассажирских самолетов, в которых выжили люди. На местах бизнес-класса выживаемость составила 50 %, в центральной части салона — 55 %, в хвостовой части — 70 %. Так что сильно не расстраивайтесь, если в следующий раз у вас будет место у туалета в конце самолета.

Почему птицы сталкиваются с самолетами

Вообще, птицы не летают высоко. Большинство столкновений происходят на высоте ниже 150 метров — то есть как раз при взлете или посадке. Скорость самолета в этот момент ниже, чем на высоте, а быстрые маневры уклонения осуществить трудно. Исход по большей части зависит от того, в какую часть самолета бьется птица.

Наибольшую опасность представляет попадание птицы в двигатель. По стандартам безопасности крупные двигатели должны выдерживать столкновение с птицей весом менее 3,5 кг без опасного и быстрого выброса острых осколков лопастей из двигателей. Фактически большинство двигателей могут проглотить птицу и лишь немного повредить лопасти. Тем не менее это тоже является повреждением: а если птица попадется крупнее, столкновение с ней может вызвать отказ двигателя. Лопасти начнут ломаться одна за другой, что вызовет пожар.

Так выглядит двигатель с повреждениями.

Пилоты могут потушить пожар в двигателе и полностью отключить его, чтобы затем вернуться в аэропорт вылета (если инцидент произошел во время взлета) или завершить посадку с одним работающим двигателем. Все пилоты обучены управлением самолетом с одним двигателем, хотя это очень сложно: приходится переходить полностью на ручные контроллеры и совершать визуальный заход на посадку. Не так давно самолет японских авиалиний был вынужден совершить экстренную посадку в Нью-Йорке, потому что птица ударила в самолет; другой самолет был вынужден вернуться в аэропорт Кардиффа в Уэльсе после того, как птица попала в двигатель.

Подборка видеороликов, где самолеты сталкиваются с птицами