автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Исследования гидродинамики вынужденной посадки летательных аппаратов на воду и разработка на их основе рекомендаций по выбору параметров ЛА

На правах рукописи УДК 629.7.01.015:532.5

Гонцова Лариса Геннадьевна

Исследования гидродинамики вынужденной посадки летательных аппаратов на воду и разработка на их основе рекомендаций по выбору параметров ЛА

Специальность 05.07.02

"Проектирование, конструкция и производство ЛА" Специальность 01.02.05 "Механика жидкости, газа и плазмы"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре «Проектирование аэрогидрокосмических систем» Московского авиационного института (государственного технического университета)

Научный руководитель: - доктор физико — математических наук, профессор Грумондз В.Т.

Научный консультант: - доктор технических наук Шорыгин О.П.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук Фортинов Леонид Григорьевич

- кандидат технических наук, доцент Семенников Николай Витальевич

Ведущая организация: ОАО «Туполев», г. Москва

Защита диссертации состоится «__»_ 2005 года в_часов на

заседании диссертационного Совета Д 212.125.10 при Московском авиационном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125993, Москва, А - 80, ГСП - 3, Волоколамское шоссе, д.4, главный административный корпус, зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского авиационного института (государственного технического университета)

Автореферат разослан «¿6у> ЙНВА-РЯ 2005 г.

Просим Вас принять участие в обсуждении диссертационной работы или прислать свой отзыв в одном экземпляре. Для участия в заседании диссертационного Совета необходимо заказать пропуск по тел. (095) 158-41-73.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент

Комаров Ю.Ю.

Актуальность темы

Значительная часть маршрутов сухопутных гражданских и военных летательных аппаратов проходит над водной поверхностью, и в ряде случаев, при возникновении аварийной ситуации, вынужденная посадка на воду может явиться единственной возможностью спасения пассажиров и членов экипажа. Общие показатели безопасности подобных полетов зависят в значительной степени от решения проблем, возникающих при приводнении сухопутных самолетов и вертолетов.

В соответствии с требованием норм летной годности все отечественные пассажирские самолеты и вертолеты, выполняющие полеты над морями и океанами, должны получить заключение о возможности выполнения аварийной посадки на воду и рекомендации по ее осуществлению. Так как проведение натурных испытаний требует больших затрат и связано с возможной потерей самолета после проведения каждого режима испытаний, такие исследования проводятся с помощью динамически подобных моделей. Полученные при испытаниях результаты являются основой для выбора кинематических параметров аварийного приводнения, а также для разработки практических рекомендаций по проектированию и конструированию ЛА. Поскольку речь идет о безопасности пассажиров, степень надежности теоретического и экспериментального моделирования аварийной посадки летательных аппаратов на воду и достоверность полученных результатов модельных экспериментов, а также достоверность разработанных на их основе проектно-конструкторских рекомендаций по выбору параметров, повышающих безопасность такой посадки, должны быть крайне высокими. Перечисленными факторами определяется актуальность темы диссертационной работы.

Цель работы

Целью работы является:

• проведение исследований процесса вынужденной посадки летательных аппаратов на воду на основе теоретических и экспериментальных методов,

• физическое обоснование моделирования этого процесса,

• разработка методики моделирования вынужденной посадки летательных аппаратов на воду,

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

• формирование практических рекомендаций по выбору проектных параметров ЛА и кинематических параметров приводнения с учетом возможности такой посадки.

Задачи работы

1. Анализ влияния критериев подобия (чисел Ей, Яе) на гидродинамические характеристики моделей фюзеляжа сухопутного самолета при движении по поверхности йоды;

2. Разработка методики моделирования вынужденной посадки ЛА на воду;

3. Исследование закономерностей гидродинамики глиссирования тел гладких форм;

4. Анализ влияния кинематических параметров приводнения и конструктивных особенностей ЛА на характеристики его вынужденной посадки на воду;

5. Формирование практических рекомендаций по выбору конструктивных параметров ЛА различных типов с учетом возможности совершения наиболее безопасной аварийной посадки на воду.

Методы исследований

Анализ и обобщение научно-технической информации по проблематике аварийной посадки ЛА на воду, разработка требований к моделям летательных аппаратов и проведение их испытаний на экспериментальных установках различных типов (в гидроканале, на катапультной установке, на скоростном стенде). Анализ экспериментальных результатов и их сравнение с данными реальных вынужденных посадок. Разработка на этой основе практических рекомендаций по выбору параметров ЛА.

Основные научные положения, защищаемые автором

1. Результаты исследований закономерностей гидродинамики глиссирования тел гладких форм, в том числе - условий существования отрывных и безотрывных режимов обтекания.

2. Создание новой методики моделирования процесса вынужденной посадки ЛЛ на воду.

3. Оценка влияния конструктивных особенностей ЛА и кинематических параметров приводнения на характеристики вынужденной посадки на воду.

4. Практические рекомендации по выбору конструктивных параметров ЛА и кинематических параметров приводнения с учетом особенностей гидродинамики вынужденной посадки.

Достоверность научных результатов

Достоверность научных результатов подтверждается:

• большим объемом проведенных экспериментальных исследований широкого круга вопросов аэрогидродинамики, относящихся к проблеме моделирования вынужденной посадки ЛА на воду;

• сопоставлением полученных результатов с данными реальных вынужденных посадок на воду пассажирских самолетов и вертолетов;

• сравнением полученных результатов с опубликованными результатами исследований других авторов;

• практикой применения полученных результатов при сертификации большинства серийных отечественных самолетов и вертолетов.

Новизна научных положений диссертации

Новизна научных положений диссертации заключается в следующем: 1. В результате проведенных экспериментальных исследований найдены неизвестные ранее физические закономерности глиссирования гладких тел, заключающиеся в том, что:

• отрывной режим может возникнуть не только под действием роста скорости при соответствующем уменьшении числа Эйлера («скоростной» отрыв), но также в результате воздействия достаточно больших ускорений, возникающих, например, в начале разгона буксируемой модели в опытовом бассейне («стартовый» отрыв);

• одним из важных факторов, влияющих на процесс «стартового» отрыва, является энергия адгезии Т„ системы тело - жидкость; найден

управляющий этим явлением безразмерный критерий К = —, где

р - плотность жидкости, »'-линейное ускорение, Я - радиус кривизны поверхности тела в зоне контакта;

• для большинства типов фюзеляжей сухопутных пассажирских самолетов режим глиссирования с отрывом потока и положительным знаком гидродинамической подъемной силы наступает при скоростях, превышающих 25 -г- 30 м/с.

2. На основе проведенных исследований разработана принципиально новая методика моделирования отрывных течений, включающая, в частности, метод создания на моделях искусственного отрыва потока при скоростях, существенно меньших значений 25 + 30 м/с, что позволяет получить подобие натурной и модельной динамики приводнения.

3. Разработаны способы моделирования разрушения узлов крепления отдельных агрегатов самолета в процессе посадки на воду.

4. Получены новые сведения о влиянии кинематических параметров приводнения и конструктивных параметров ЛА на повышение безопасности аварийной посадки ЛА на воду.

5. Сформированы практические рекомендации по выбору конструктивных параметров ЛА различных типов и параметров их приводнения с учетом возможности их вынужденной посадки на воду.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит:

• в постановке задач исследований, проведении теоретических и экспериментальных работ, обработке и анализе полученных результатов;

• в развитии известных методов экспериментального исследования динамики, гидродинамики и прочности летательных аппаратов;

• в разработке комплексной методики моделирования вынужденной посадки летательных аппаратов на воду;

• в выработке рекомендаций по проектированию ЛЛ с учетом возможности совершения наиболее безопасной посадки на воду.

Практическая ценность

Результаты проведенных исследований, разработанная на их основе методика моделирования аварийной посадки летательных аппаратов на воду и полученные с ее помощью результаты используются при сертификации большинства современных самолетов и вертолетов, спроектированных в России и странах СНГ. Эти результаты могут быть использованы также при проектировании новых перспективных образцов летательных аппаратов с учетом требований обеспечения безопасности аварийной посадки на воду.

Реализация работы в промышленности

Результаты проведенных научных исследований использованы при сертификации самолетов Л - 610, АН - 28, ТУ - 204, ИЛ - 96 - 300, ТУ - 334, Ил - 114, АН - 38 с колесным шасси, АН - 38 с лыжным шасси, ИЛ - 96 М (Т), АН - 140, С - 80 ГТТ, ТУ - 324, АН - 74 ТК 300 - ГК; вертолетов МИ - 8, МИ -38, «АНСАТ», что подтверждается соответствующими документами.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на научно-технической конференции молодых специалистов ЦНИИ им. А.Н. Крылова (Ленинград, 1989); Международной научно-технической конференции «Безопасность полетов» (Жуковский,1993); Международной научно—технической конференции «Современные научно-технические проблемы гражданской авиации» (Москва, 1996); Международной летней научной школе «Гидродинамика больших скоростей» (Чебоксары,2002); IV Международной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон - 2002» (Геленджик,2002); V Форуме российского вертолетного общества (Москва,2002); V Международной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон - 2004» (Геленджик,2004); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы высокоскоростных течений» (Жуковский, 2004).

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в четырнадцати печатных работах, отражено в 72 научно-технических отчетах ЦАГИ, защищено авторским свидетельством.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка использованной литературы, содержащего 118 наименований. Объем работы составляет 233 печатные страницы, включая таблицу, 117 рисунков и список литературы.

Автор выражает благодарность коллективу гидродинамического отделения ЦАГИ за оказанную помощь в подготовке диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, новизна и достоверность полученных в ней результатов, делается обзор летных происшествий, связанных с аварийной посадкой на воду летательных аппаратов сухопутного базирования, приводятся требования относящихся к изучаемой проблеме норм летной годности, обосновывается необходимость и целесообразность проведения модельных испытаний для сертификации самолетов и вертолетов, проводится анализ работ по тематике диссертации, дается постановка задачи, приводятся сведения по структуре и объему диссертации.

В первой главе рассмотрены особенности гидродинамики глиссирования тел гладких форм типа фюзеляжей сухопутных самолетов. Приведены результаты экспериментальных исследований в гидроканале ЦАГИ, в которых в качестве схематической модели фюзеляжа было взято тело вращения, имеющее сферическую носовую, цилиндрическую центральную и оживальную хвостовую части. Профиль образующей кормовой части модели имел форму дуги окружности, сопряженной с цилиндрической частью модели. В качестве безразмерного параметра, характеризующего кривизну хвостовой части, было

взято отношение радиуса образующей хвостовой части Я к диаметру цилиндрической части £> (Л = Л/£)). Испытания в гидроканале ЦАГИ масштабной серии моделей, имеющих диаметр £> = 0,1 м; 0,2 м; 0,4 м и Я = 3,5; 6 и 8, показали, что при всех скоростях буксировки У до 12 м/с при глиссировании реализуется обтекание моделей, при котором возникают значительные отрицательные подъемные силы. Смоченная поверхность захватывает практически всю часть тела, находящуюся ниже уровня свободной поверхности. В связи с этим такой тип обтекания в дальнейшем будем условно называть «безотрывным». Отрицательная подъемная сила, возникающая на

хвостовой части тела, не зависит от чисел Фру да /•> ^ (без учета силы

Архимеда, при значениях /> > 5) и Рейнольдса а?=—=8 ю4+з,5-ю6, где и -

и

кинематическая вязкость воды, g - ускорение свободного падения. Измерение давлений на модели показало, что на хвостовой части фюзеляжа расположена зона разрежения.

Следует ожидать, что при достижении достаточно высокой скорости буксировки в связи с ростом разрежений «безотрывный» тип обтекания должен перейти в обычный отрывной режим, характерный для глиссирования тел, снабженных реданом. Для выяснения этого вопроса были проведены буксировочные испытания на установке «скоростной стенд» при скоростях до 42 м/с. Диаметр модели О =0,2 м, Я = 0,5 и 8. Результаты измерений подъемной силы для обеих моделей приведены на рис. 1 в виде графиков зависимостей

0.1

- £-0.5

«V » « « * *

Рис. 1 9

коэффициента подьемиой силы С,-—^^—г 01 максимальной скорости

Р'шах

1 4

буксировки, >де /,,„„ - установившееся осредненное значение подъемной силы, соответствующее максимальной скорости движения модели г^,. Анализ материалов показал, что суммарная подъёмная сила модели отрицательна при малых скоростях движения, затем с росюм скорости она переходит через ноль и принимает положительные значения. Изменение знака силы имеет место в диапазоне скоростей 25-^30 м/с, причем большие отличия в форме

глиссирующего тела (— меняется в 16 раз) приводят к относительно

незначительному смещению точки перехода (всего на 20%).

Было сделано предположение, что смена режимов обтекания связана с наличием кавитационных явлений в зоне максимальных разрежений на поверхности тела, причем эти явления провоцируют прорыв атмосферного

воздуха в зону разрежений. Эти процессы зависят 01 числа Эйлера Еи = ~~, где

Р1"

р„ - статическое давление, V - скорость буксировки, при которых осуществляются опыты. Если значения Ей достаточно малы за счет большой скорости или малого статического давления, должен происходить указанный выше переход.

Для проверки этого была проведена серия испытаний в бассейне закрытою типа, в условиях низкого статического давления. На рис. 2 на одном графике приведены результаты измерений подъемной силы, относящиеся к опытам на «скоростном стенде» (черные точки) и в бассейне с регулируемым давлением (светлые точки), построенные в виде зависимости коэффициента С от числа Эйлера Ей. Анализ этих данных показывает, что процесс действительно «управляется» числом Эйлера, и что переход от «безотрывного» режима к отрывному происходит при значениях Ей =0,2^0,3.

о/.

I .«5

Р *

0,1

0,2 0,3 0,4 О А 0,6 ЦТ О,» 0.9 Г.О Ей

кжх ««

-0.1

Рис.2

На основании этих данных можно утверждать, что полученные в опытах на скоростном стенде зависимости С„ от V (рис. 1) являются универсальными для моделей разного масштаба, но одной и той же геометрии (например, для серии моделей летательного аппарата и для него самого как натурного объекта). Действительно, величины давлений на поверхности тела при одной и той же скорости одинаковы для моделей любого масштаба в подобных точках, а изменение характера обтекания зависит только от числа Ей, то есть при нормальном атмосферном давлении - только от размерной скорости.

В большинстве случаев скорость натурного самолета заметно превышает скорость переходного режима, а величина скорости модели, обеспечивающая подобие по числу Л-, меньше скорости перехода. В этом случае поведение модели может сильно отличаться от поведения натурного самолета при совершении аварийной посадки на воду. Для этих условий требуется разработка метода создания на моделях искусственного отрывного обтекания.

Во второй главе изложены результаты разработки методики моделирования вынужденной посадки ЛА на воду.

Основы моделирования аварийной посадки на воду были заложены исследованиями ученых и инженеров ЦАГИ: Никитина В.В., Николаева М.Н., Платова Н.К., Тихонова А.И., Стародубцева П.С., Шорыгина О.П., Беляев-

с ко го А.Н., Осьмипина ['.И. В данной работе моделирование процесса аварийной посадки самолета на воду проведено с учетом особенностей гидродинамики глиссирования гел гладких форм.

Процесс аварийного приводнения Л А на водную поверхность и последующего движения по ней до полной остановки моделируется путем проведения испытаний динамически подобных свободнодвижущихся моделей, запускаемых специальной катапультой. Из анализа размерное 1сй следует, что

для обеспечения подобия угловых и вертикальных перемещений и перегрузок у

у

модели и у натуры необходимо обеспечить равенство параметров ■ ■,' -/>,

V?0

т

—г, —^7, где V - горизонтальная скорость приводнения, J момент инерции

рО' рй

относительно оси 7. проходящей через центр тяжести, т - масса, р - плот нос п. воды, % - ускорение свободного надения, Я - число Фруда, о - эквивалентный диамегр фюзеляжа. В «хмветствии с подобием по числу Фруда модели

V I

запускаются со скоростями V и = . где /,--—- масштаб модели и /„ и /,, -

VА К,

характерные линейные размеры натуры и модели. При этом не обеспечивается равенства на модели и натуре числа Эйлера, необходимого для моделирования офывных (капитационных) явлении, ю есть появляется масштабный эффек! Ото приводит к тому, что силы, действующие на натурный самолёт, и, следовательно, динамика его движения, не будут соответствовать в полной мере силам и динамике движения, полученным по результатам испытаний модели. Для приближения результатов испытаний модели, подобной натуре по числу Фруда, к условиям, соответствующим малым числам Эйлера, разработана методика моделирования, предусматривающая создание искусственного отрывного обтекания методом подвода ашосферного воздуха в зону разрежений через отверстия в днище модели При движении модели по поверхности воды воздух из воздушной камеры, связанной с атмосферой, поступает через отверстия перфорированного днища в зону разрежений на нижней поверхности модели, вызывая там отрыв потока. Тем самым обеспечивается обтекание хвостовой части фюзеляжа и распределение давлений, соответовующие натурным скоростям.

Специально проведенные в опытовом бассейне ЦАГИ буксировочные испытания модели типичного фюзеляжа сухопутного самолета подтвердили

)ффекгивиост1> искусом венной аэрации как с реле I на обеспечения шрмва потока 01 модели в случае, когда естественные условия дли нею шеуачвуют. Меюд а)рации был применен на нракшке при испытаниях аварийной посадки на воду моделей самолетов ИЛ - 96, ТУ 204, ИЛ - 114, ТУ 334 и др. (рис. 3).

В главе также приводятся разработанные фебования к катапультируемым моделям и методика моделирования начальных условий приводнения, основной идеей которой является катапулыирование моделей е заданным умом наклона V

траектории в„-агс/ё-р-, где I, и К - вертикальная и Iоризонгальиая скорость приводнения соответственно.

Посадка на воду исходной модели Посадка на воду модели с аэрацией

Рис. 3

Это достигается путем дифферентовки плавающей пусковой установки с помощью грузов. При этом высоту катапультирования модели следует выбирать минимально возможной для уменьшения времени полета модели и обеспечения ее приводнения практически сразу после схода с каретки катапульты. Таким образом обеспечивается достаточно точное задание величин Ул,У и начального угла тангажа 9, так как уменьшается влияние ветра на характеристики приводнения модели и снижается возможность изменения заданного угла тангажа из-за действия возмущений при полете модели.

В главе описана усовершенствованная методика моделирования разрушения в процессе посадки узлов крепления отдельных агрегатов самолета - предкрылков, закрылков, мотогондол, шасси.

Предложен комплекс исследований характеристик аварийного приводнения вертолетов, отвечающий требованиям современных сертификационных норм. Комплекс включает в себя расчеты и экспериментальное определение характеристик статической остойчивости вертолета, исследование динамики приводнения вертолета и определение оптимальных режимов вынужденной посадки, определение нагрузок (перегрузок и давлений), действующих на вертолет при вынужденном приводнении и определение характеристик плавания вертолета в условиях нерегулярного волнения.

В третьей главе приведены результаты исследований особенностей гидродинамики глиссирования по поверхности воды тел гладких форм и изучены механизмы отрыва потока от поверхности гладкого тела для получения надежных методов моделирования процесса аварийной посадки сухопутного самолета на воду в широком диапазоне скоростей и в процессе замедления движения самолета по воде.

В качестве объектов исследования были выбраны сферы различного радиуса! частично погруженные в воду и движущиеся с переменной скоростью параллельно свободной поверхности. Проведенный комплекс исследований показал, что под влиянием ряда факторов могут реализовываться принципиально различные режимы глиссирования тел гладких форм -•безотрывный (рис. 4) и отрывной (рис. 5).

Рис. 4

Рис.5

При безотрывном обтекании в контакте с водой находится практически вся часть поверхности тела, которая расположена ниже уровня мевоэмущенной свободной поверхности, при этом реализуется отрицательная подъемная сила. Отрывное обтекание характеризуется положительной подъемной силой, при этом линия отрыва потока лежит в районе диаметральной плоскости тела, нормальной к направлению движения.

Проведен анализ механизма возникновения отрицательной гидродинамической силы при безофывном обтекании и выяснен физический фактор, ответственный за ее возникновение - унос количества движения струйно-брызговой системой. Получена зависимость коэффициент подъемной

силы с, от относительного погружения С, где Л - погружение,

И - радиус сферы.

Проведенные эксперименты с измерением гидродинамической силы при безотрывном обтекании показали, чго наблюдается хорошее совпадение

теоретических и экспериментальных данных при — < 0,5 (рис. 6).

я

Исследования гидродинамики глиссирования сферы в отрывном режиме обтекания с образованием положительной подьемной силы показали, что

зависимость С, =0,4^-^". полученная с применением теории крыла, хорошо соответствуют экспериментальным данным при — < 0,4 (рис. 7).

Рис. 6

Рис.7

Обнаружены два возможных механизма перехода от безотрывного режима обтекайия к отрывному - скоростной, при достижении скорости, соответствующей началу кавитационных процессов в зоне наибольших разрежений на обтекаемой поверхности, и стартовый, происходящий под воздействием ускорений при начале разгона буксируемой модели.

В процессе буксировочных испытаний модель первоначально набирает скорость, начиная движение из состояния покоя, затем достигает заданной скорости, которая поддерживается определенное время, а потом тормозится. В опытах было обнаружено, что непосредственно после старта модели, в самом начале разгона, при очень малой скорости возможно формирование отрывного обтекания, которое затем сохраняется до остановки модели. Также было обнаружено сильное влияние степени смачиваемости поверхности тела на величину ускорений, необходимых для реализации стартового отрыва потока. Проведенный на основе теории размерностей анализ факторов, влияющих на процесс стартового отрыва потока при движении сферы радиуса Я с погружением А и постоянным ускорением № вдоль поверхности жидкости, которая характеризуется плотностью р и энергией адгезии к поверхности тела

Та, позволил выделить безразмерные параметры К = и способные

оказать влияние на процесс стартового отрыва. Большое количество опытов,

проведенных на двух буксировочных установках со сферическими моделями,

отличавшимися по радиусу в 5 раз, при ускорениях, изменявшихся в разных

опытах от 10 м/с2 до 130 м/с2 и энергии адгезии, которая могла изменяться

примерно в 2,4 раза, показало, что существует единая универсальная граница,

разделяющая отрывные и «безотрывные» режимы обтекания в координатах

Л А

К,— . Эта граница проходит примерно от 2,5 -103 при — =0,15 до 1,3 -103 при Л /?

^

— = 0,9. На рис. 8 показаны экспериментальные точки и полученная по ним Л

граница. Показана также расчетная кривая, построенная на основании теоретических оценок и использовании одного экспериментального значения к.

В опытах установлено, что при больших значениях отрыв происходит

Л

при меньших значениях ускорения чем при малых —. Выяснено, что с

/?

ростом размеров тела влияние продольных ускорений на отрыв потока резко возрастает.

Анализ результатов экспериментальных исследований проблемы стартового отрыва показал, что в опытах с телом простейшей формы - сферой наблюдалось во всех случаях сохранение отрывного режима обтекания

независимо от режима торможения модели, т.е. как при резком торможении, так и при постепенном падении скорости, имеющим место при аварийной посадке на воду пассажирских самолетов.

к

е»1

4«?

ЗА? 2/0*

-----¿гслфямиагг

, /¿»¿МИ/Л/ХчХ' Я^МСкИК««

о!г Й оЗ й

Рис.8

Этот результат подтверждается теоретическими оценками, проведенными на основе теории крыла: при глиссировании с отрицательным ускорением не возникает тенденции к прекращению отрывного режима обтекания за счет присасывания границы потока к поверхности тела. Эти оценки приводят к прямо противоположному выводу: отрицательные ускорения являются фактором, стремящимся увеличить зазор между телом и границей потока.

Таким образом, полученные результаты показывают, что разработанная методика моделирования процесса посадки на воду сухопутных самолетов позволяет достаточно точно воспроизвести динамику посадки и силы, действующие на них в процессе приводнения. ,»■

Результаты, полученные при исследовании эффекта "стартового" отрыва, позволяют выдвинуть идею создания гидродинамической схемы гидросамолета со скругленным реданом.

В четвертой главе рассмотрены условия обеспечения безопасной вынужденной посадки самолета на воду и дана качественная оценка влияния кинематических параметров приводнения на характеристики аварийной посадки самолетов разных компоновок.

18

По результатам катапультных испытаний моделей различных типов самолетов, испытаний схематизированных моделей, а также анализа известных вынужденных посадок самолетов на воду оценено влияние величины посадочной скорости, угла наклона траектории, угла тангажа, угла крена, положения механизации крыла, выпуска шасси и направления посадки относительно направления движения ветра и волн на характеристики вынужденной посадки. Показано, что:

- аварийную посадку самолета на воду следует осуществлять с минимально возможной скоростью;

- снижение посадочной скорости нельзя обеспечивать за счет чрезмерного увеличения угла наклона траектории, так как это приводит к увеличению вертикальной скорости приводнения;

- для большинства современных самолетов наиболее оптимальной будет посадка с углом тангажа более 6°;

- во всех случаях при аварийной посадке на воду следует избегать крена;

- для самолетов с любым расположением крыла по высоте необходимо отклонять закрылки и предкрылки на максимальные углы;

- наиболее благоприятно происходит посадка самолета с убранным шасси;

- при наличии длинного регулярного волнения (зыби) наиболее безопасной будет посадка в направлении, параллельном фронту волн;

- при наличии короткого ветрового волнения, когда длина волны меньше длины фюзеляжа, аварийную посадку следует производить навстречу ветру и волнам.

В данной главе также рассмотрены некоторые вопросы аварийной посадки на воду гражданских транспортных вертолетов среднего класса, связанные с приводнением, плавучестью и остойчивостью в рамках требований сертификационных норм.

В пятой главе проанализировано влияние конструктивных особенностей самолетов на характеристики вынужденной посадки на воду и обеспечение ее безопасности. Рассмотрено влияние формы фюзеляжа, формы и положения крыла, положения горизонтального оперения, двигателей и воздушных винтов. Изучены особенности приводнения самолета на лыжном шасси.

Изучены особенности компоновки вертолетов, оборудованных для полетов над морем.

Сформированы практические рекомендации по выбору параметров ЛА с учетом возможности наиболее безопасной вынужденной посадки на воду, основными из которых являются следующие:

- Фюзеляж самолета должен иметь скругленную нижнюю поверхность; должны отсутствовать плоские участки днища;

- Удлинение фюзеляжа должно быть не менее 8;

- Хвостовая часть фюзеляжа должна быть искривлена в продольном направлении (Я <8) (приподнята); удлинение хвостовой части фюзеляжа должно быть не менее 2,5 + 3;

- Носовая часть фюзеляжа должна быть затупленной и достаточно длинной (удлинение не менее 1,5);

- Положение крыла самолета по высоте должно быть средним;

- Угол поперечного V крыла должен быть положительным;

- Горизонтальное Оперение и двигатели не должны контактировать с водой в процессе посадки.

- У самолета с лыжным шасси лыжи должны быть снабжены управляемыми упорами.

- Вертолет, предназначенный для операций над водой, должен быть оборудован системой аварийного приводнения.

- Рулевой винт вертолета следует защитить от контакта с водой.

- Центр парусности вертолета желательно сместить в хвост.

В Заключении приводятся основные результаты и выводы по диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. В результате проведенных экспериментальных исследований обнаружены новые физические эффекты, сопровождающие процесс посадки на воду:

• Установлено, что с ростом скорости движения по воде тел типа фюзеляжей сухопутных самолетов происходит переход от сплошного обтекания к отрывному (кавитационному); переходный режим соответствует скорости 25 -г- 30 м/с.

• Обнаружены два возможных механизма перехода от безотрывного режима обтекания к отрывному - скоростной (при достижении скорости, достаточной для начала кавитационных процессов) и «стартовый», происходящий под воздействием ускорений при начале разгона буксируемой модели.

• Для обнаруженного эффекта "стартового" отрыва потока при глиссировании с большими ускорениями найден управляющий этим

явлением безразмерный критерий , где р - плотность

жидкости, (V - ускорение, К - радиус глиссирующей сферы, Та -энергия адгезии системы тело - жидкость.

2. На основе полученных экспериментальных результатов разработана принципиально новая методика моделирования вынужденной посадки ЛА на воду. В частности, показано, что при исследовании аварийной посадки на воду сухопутных самолетов с большими посадочными скоростями (более 125 км/ч) требуется создание на моделях искусственного отрывного обтекания.

3. Предложены экспериментальные методы исследования вынужденной посадки вертолета на воду.

4. Проанализировано влияние кинематических параметров приводнения ЛА на характеристики вынужденной посадки на воду и сформулированы практические рекомендации по их выбору в целях повышения безопасности посадки.

5. Проанализировано влияние конструктивных параметров Л А различных типов на характеристики вынужденной посадки на воду и сформулированы практические рекомендации в целях повышения безопасности посадки.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах.

1. Гонцова Л.Г, Шорыгин О.П., Беляевский А.Н.- Эффект воздействия поверхностных сил на гидродинамику глиссирования тел гладких форм. Труды ЦАГИ: «80 лет ЦАГИ. Актуальные проблемы аэроакустики, гидродинамики и промышленной аэродинамики», вып. 2634, М, 1999, стр. 156-162

2. Гонцова Л.Г., Шорыгин О.П., Беляевский А.Н. - Исследование отрыва потока при глиссировании закругленных тел. Труды ЦАГИ: «85 лет ЦАГИ.

Гидродинамика развитых кавитационных течений», вып. 2644, М, 2003, стр.107-115

3. Гонцова Л.Г, Шорыгин О.П., Беляевский А.Н..- Гидродинамика аварийной посадки на воду сухопутных самолетов. Сборник докладов

IV научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон - 2002», М, 2002, стр.327-333

4. Беляевский А.Н., Буточников И.В., Гонцова Л.Г. - Некоторые вопросы аварийной посадки вертолета на воду. V Форум российского вертолетного общества, М., 2002, стр.112-122

5. Гонцова Л.Г., Колганов В.В., Сергеев В.Г, Беляевский А.Н.-Экспериментальное исследование аэрогидродинамических характеристик модели экраноплана типа «Иволга» с центропланом, оснащенным щелевой механизацией передней кромки. Сборник докладов IV научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон - 2002», М, 2002, стр. 381-391

6. Гонцова Л.Г, Беляевский А.Н..- Экспериментальное исследование гидродинамических характеристик моделей фюзеляжей летательных аппаратов сухопутного базирования в режиме аварийной посадки на воду. Вестник московского авиационного института, № 2, том 9, М., 2002, стр.57-65

7. Шорыгин О.П., Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г.- Проблемы гидродинамики вынужденной посадки на воду сухопутных самолетов. Международная научно - техническая конференция «Безопасность полетов», г. Жуковский, Россия, 1993

8. Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г., Шорыгин О.П.- Особенности глиссирования тел гладких форм по поверхности жидкости. VIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, г. Пермь, 2001

9. Гонцова Л.Г, Шорыгин О.П., Васина Н.И., Васин И.С., Беляевский А.Н., -К вопросу о влиянии экранного эффекта при исследовании вынужденной посадки на воду сухопутных самолетов гражданской авиации.- Международная научно - техническая конференция «Современные научно - технические проблемы гражданской авиации, М., 1996

10. Гонцова Л.Г, Шорыгин О.П., Беляевский А.Н.- Особенности вынужденной посадки на воду самолетов различных типов. Сборник докладов

V научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон - 2004, М., 2004, стр.87-96

t

11. Соколянский В.П., Шорыгин О.П., Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г.-Исследование гидродинамики глиссирования тел гладких форм. Сборник докладов V научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон - 2004, М., 2004, стр.79-86

12. Гонцова Л.Г., Беляевский А.Н., Иванов В.М. Способ вынужденной посадки летательною аппарата на воду. Авторское свидетельство №1826418, 1992

13. Gontsova L.G., Shorygin О.Р., Beljaevsky A.N. Lifting bodies with clean forms gliding along a fluid surface. Proceedings. International Summer Scientific School "High Speed Hydrodynamics", Cheboksary, 2002, p.p. 285-290 (Гонцова Л .Г, Шорыгин О.П., Беляевский А.Н.- О подъемной силе при глиссировании по поверхности жидкости тел гладких форм. Сборник докладов Международной летней научной школы «Гидродинамика высоких скоростей», Чебоксары, 2002, стр. 285-290)

14. Sokolyansky V.P., Gontsova L.G., Shorygin О.Р., Beljaevsky A.N. -Separated flows at smooth shape body during the gliding. Abstracts. International Scientific Conference "High Speed Flow Fundamental Problems",Zhukovsky, 2004, p.p. 206-207. (Соколянский В.П., Шорыгин О.П., Беляевский A.H., Гонцова Л.Г.-Отрывные течения при движении тел гладких форм по поверхности жидкости. Международная научная конференция «Фундаментальные проблемы высокоскоростных течений», Жуковский, стр. 206-207.).

I

I*

Издательский отдел ЦАГИ Заказ 4925. Тираж 70 экз.

I

>

1 27s

РНБ Русский фонд

2006-4 2610

Введение.

Рисунки к Введению.

Глава 1. Гидродинамика JIA при вынужденной посадке на воду.

1.1 Исследования моделей фюзеляжей самолетов в «Опытовом бассейне» и установке «Бак переменного давления».

1.1.1 Описание экспериментальных установок «Опытовый бассейн» и «Бак переменного давления.

1.1.2 Описание исследуемых моделей.

1.1.3 Методика проведения экспериментальных исследований и анализ полученных результатов.

1.2 Исследования моделей фюзеляжей самолетов на скоростном стенде.

1.2.1 Описание экспериментальной установки «Скоростной стенд».

1.2.2 Описание исследуемой модели.

1.2.3 Методика проведения экспериментальных исследований и анализ полученных результатов.

Рисунки к Главе 1.

Глава 2. Разработка методики моделирования вынужденной посадки JIA.

2.1 Методика катапультных испытаний.

2.1.1 Анализ размерностей.

2.1.2 Моделирование натурных условий обтекания самолета при движении по воде и его особенности.

2.1.3 Требования к катапультной установке.

2.1.4 Требования к катапультируемой модели.

2.1.5 Методика измерения параметров движения модели.

2.1.6 Методика моделирования начальных условий приводнения.

2.2 , Моделирование прочности элементов конструкции самолета.

2.2.1 Общая и местная прочность конструкции планера.

2.2.2 Методы моделирования разрушения узлов крепления агрегатов самолета.

2.3 Методика моделирования вынужденных посадок вертолетов.

2.3.1 Требования к моделям.

2.3.2 Комплекс исследований характеристик аварийного приводнения вертолета.

2.3.2.1 Определение характеристик остойчивости вертолета.

2.3.2.2 Исследования динамики приводнения вертолета.

2.3.2.3 Моделирование приводнения вертолета на надувных поплавках.

2.3.2.4 Определение характеристик свободного дрейфа вертолета в условиях ветрового волнения.

Рисунки к Главе 2.

Глава 3. Исследования проблемы отрыва потока при глиссировании гладких тел.

3.1 Гидродинамика стационарных режимов глиссирования.

3.1.1 Безотрывный режим глиссирования.

3.1.2 Процесс перехода от безотрывного режима глиссирования к отрывному при повышении скорости глиссирования («скоростной» отрыв).

3.1.3 Глиссирование с отрывом потока.

3.2 Гидродинамика нестационарного глиссирования.

3.2.1 «Стартовый» отрыв потока и роль фактора адгезии.

3.2.1.1 Малая буксировочная установка.

3.2.1.2 Результаты экспериментальных исследований.

3.2.2 Влияние отрицательных ускорений на отрыв потока.

3.2.2.1 Теоретические оценки.

3.2.2.2 Экспериментальные исследования глиссирования сферы с замедлением.

Рисунки к Главе 3.

Глава 4. Анализ особенностей посадки на воду JIA различных компоновок и влияния параметров самолета на характеристики вынужденной посадки по результатам испытаний моделей.

4.1 Условия обеспечения безопасной вынужденной посадки самолета на воду.

4.2 Параметры, определяющие режимы захода на посадку.

4.2.1 Влияние кинематических параметров приводнения на характеристики вынужденной посадки самолета на воду и обеспечение ее безопасности.

4.2.1.1 Влияние величины посадочной скорости.

4.2.1.2 Влияние угла наклона траектории (вертикальной скорости приводнения)

4.2.1.3 Влияние начального угла тангажа.

4.2.1.4 Влияние угла крена.

4.2.2 Влияние положения механизации крыла.

4.2.3 Влияние выпуска шасси.

4.2.4 Влияние направления посадки относительно направления движения волн и ветра.

4.3 Особенности приводнения вертолетов и некоторые вопросы их аварийной посадки на воду.

4.3.1 Анализ процесса аварийной посадки вертолета на воду.

4.3.1.1 Приводнение (вход в воду).

4.3.1.2 Переходный этап.

4.3.1.3 Дрейф.

Рисунки к Главе 4.

Глава 5. Элияние конструктивных параметров самолетов на характеристики вынужденной посадки на воду и обеспечение ее безопасности. Формирование практических рекомендаций по выбору параметров JIA с учетом возможности вынужденной посадки на воду.

5.1 Влияние формы фюзеляжа.

5.1.1 Влияние формы поперечного сечения днища фюзеляжа.

5.1.2 Влияние формы бокового вида фюзеляжа.

5.1.3 Влияние удлинения фюзеляжа.

5.2 Влияние формы и положения крыла.

5.2.1 Влияние высоты установки крыла.

5.2.2 Влияние угла установки крыла.

5.2.3 Влияние формы профиля, угла стреловидности и угла поперечного V крыла.

5.3 Влияние положения горизонтального оперения.

5.4 Влияние положения двигателей и воздушных винтов.

5.5 Влияние лыжного шасси как элемента конструкции самолета.

5.5.1 Расчёт посадки модели на воду.

5.5.2 Экспериментальное исследование самолета с лыжным шасси

5.6 Особенности компоновки вертолетов, оборудованных для полетов над морем.

Рисунки к Главе 5.

Значительная часть маршрутов сухопутных гражданских и военных летательных аппаратов проходит над водной поверхностью, и в ряде случаев, при возникновении аварийной ситуации, вынужденная посадка на воду может явиться единственной возможностью спасения экипажа и пассажиров.

Несмотря на высокую надежность современных летательных аппаратов, обусловленную совершенной технологией, многократным резервированием их основных систем, а также малой вероятностью одновременного отказа всех двигателей, возможность аварийной посадки на воду сохраняется [93].

Это подтверждает анализ статистических данных, который показывает, что в мире в период с 1976 года по июль 2003 года произошло 1302 происшествия с самолетами над водой, и с 1980 года по февраль 2003 года - 327 происшествий с вертолетами над водой [94], а также то, что количество летных происшествий за год при полетах над водными пространствами в течение последних десятилетий остается примерно на одном уровне [96].

В связи с этим общие показатели безопасности подобных полетов зависят в значительной степени от успешного решения проблем, возникающих при аварийном приводнении самолетов и вертолетов, от обеспечения возможности спасения пассажиров и экипажей. Иностранные материалы свидетельствуют о большом внимании, уделяемом решению этих проблем за рубежом, с целью достижения высоких показателей спасения людей в происшествиях при полетах пассажирских и военно-транспортных самолетов и вертолетов над водными пространствами [109].

Проблема спасения людей при вынужденной посадке самолетов и вертолетов на воду очень объемна. В работе [101], в частности, отмечается, что на ранних этапах проектирования самолета необходимо обеспечить соответствующее решение всех проблем для достижения надлежащих показателей спасения людей при вынужденных посадках самолета на воду.

В .настоящее время в мировой практике сложилась определенная классификация летных происшествий.

При анализе статистических материалов все летные происшествия над водой по своему характеру условно подразделяют на 3 типа [91,109].

К первому типу относят неуправляемые падения летательных аппаратов на воду с большой высоты и, следовательно, с большой вертикальной скоростью, когда при ударе о воду большинство членов экипажа и пассажиров погибает, а летательный аппарат разрушается. Спасение людей при такого рода происшествиях носит случайный характер. К таким происшествиям можно отнести падение в Аравийское море самолета Боинг 747 индийской авиакомпании "Air India" I января 1978 года, при котором все пассажиры и члены экипажа погибли [84] и падение в Индийский океан вскоре после взлета Кенийского А-310 в январе 2000 года, 169 погибших.

К происшествиям второго типа относят непреднамеренные посадки на воду, когда во время взлета или посадки, происходящей над водным пространством, аварийная ситуация может вынудить самолет приводниться. Такие незапланированные посадки на воду встречаются довольно часто и завершаются спасением хотя бы нескольких человек. Они более опасны, чем преднамеренные, из-за фактора неожиданности.

К третьему типу происшествий относятся собственно вынужденные подготовленные посадки на воду, когда при полете над водой вследствие отказа двигателей, отсутствия топлива, либо по другим причинам летательный аппарат производит посадку на воду. Анализ таких посадок представляет наибольший интерес, поскольку их обстоятельства наиболее полно характеризуют проблемы спасения людей при посадке самолета на воду и основные недостатки конструкции самолетов и их аварийно — спасательного оборудования.

Существуют и другие классификации аварийных приводнений. Так, по классификации, приведенной в работе [84], составленной на основании компьютерного анализа авиационных происшествий с военными летательными аппаратами, происшествия делятся на три класса А, В и С в зависимости от технического состояния аппарата после аварии.

К классу «А» относятся летные происшествия, в результате которых летательный аппарат разрушился и либо пропал без вести, либо его ремонт экономически нецелесообразен.

К классу «В» относятся летные происшествия, при которых летательный аппарат, который не может лететь, используя свои двигатели, доставляется для ремонта на специально оборудованную базу.

К классу «С» относятся летные происшествия, в результате которых летательный аппарат получил повреждения, основная часть которых не может быть устранена в полевых условиях.

Некоторые случаи не вписываются ни в один из этих классов, например, такие, когда летательный аппарат, севший на воду благодаря благоприятным условиям и мастерству пилота, сумел взлететь снова [84].

Успех вынужденной посадки на воду определяется рядом факторов. Среди них: тип самолета, состояние водной поверхности, а также мастерство летчика [103]. Рассмотрим описания нескольких случаев вынужденной посадки самолетов на воду.

22 ноября 1968 года пассажирский самолет ДС-8-62 японской авиакомпании JAL при заходе на посадку совершил непреднамеренное приводнение в бухте Сан-Франциско в 6 км от взлетной полосы. На борту самолета было 96 пассажиров и 11 членов экипажа. Положительными факторами, определившими результаты посадки, была спокойная вода небольшая глубина (2 м), а также небольшая вертикальная скорость. Самолет приводнился с выпущенным шасси. Посадочная скорость составляла ~255 км/час. Посадка самолета на воду некоторыми пассажирами была воспринята как обычная посадка на взлетно-посадочную полосу. После пробега по воде самолет остановился на мелководье, опершись колесами на дно. Крыло частично погрузилось в воду. Никто из пассажиров и членов экипажа не пострадал. Разрушения самолета были незначительными: закрылки и один двигатель. Самолет был поднят на баржу и после ремонта эксплуатировался еще 6 лет (рис.В.1).[101Д09].

13 января 1969 года самолет ДС-8-62 ночью в дождь при подлете к аэропорту Лос-Анджелеса приводнился в 8 милях от берега (13км) при волнах зыби высотой -2,5 т 3 м. На борту самолета находилось 36 пассажиров и 9 членов экипажа. Самолет приводнился с большой вертикальной скоростью, с большим положительным углом тангажа и с посадочной скоростью -290 км/час. Перед посадкой летчик сообщил о неисправности в системе шасси. Анализ разрушенных частей самолета показал, что шасси было выпущено, но осталось неизвестным, было ли оно зафиксировано замками. В результате удара о воду фюзеляж самолета разломился на 2 части. Хвостовая часть самолета длиной примерно 12 м, расположенная позади крыла, затонула на глубине-100 м. Передняя часть фюзеляжа с крылом оставалась на плаву в течение ночи и затонула на мелководье только при попытке отбуксировать её к берегу. Нижняя часть центроплана и пол были разрушены на значительном участке. Мотогондолы и стойки шасси оторвались и утонули. Из 45 человек 30 были спасены. На рис .В.2 приведена фотография плавающей части самолета [79,101,109].

Оба описанных выше происшествия с самолетами ДС-8 не являются типичными. Различие в результатах этих посадок обусловлено высокой посадочной и вертикальной скоростью, а также наличием волнения во втором случае, в то время как в первом случае самолет садился с небольшой вертикальной и горизонтальной скоростью на спокойную воду, и его колеса фактически достигли дна.

Эти два случая можно рассматривать как предельные с точки зрения поведения самолета при вынужденной посадке на воду и характера разрушения его конструкции. Можно отметить, что при промежуточных значениях посадочных условий характеристики приводнения самолета будут находиться между значениями, полученными в этих экстремальных случаях.

Так, 20 августа 1962 года самолет ДС-8, на борту которого находилось 105 пассажиров, приводнился в заливе Гуанобара близ Рио-де-Жанейро. Значительных разрушений самолета не произошло. Самолет оставался на плаву 45 минут. Никто из пассажиров и членов экипажа не погиб от травм при посадочном ударе, и все сумели покинуть самолет. Однако несколько человек утонули после эвакуации из самолета [91].

8 мая 1978 года самолет Боинг-727 при заходе на посадку в аэропорту Пенсакола во Флориде в тумане приводнился в заливе Эскамбия на расстоянии ~5,5 км от берега. Глубина залива в месте приводнения составляла 3,7 м. Волнение и ветер были слабыми. На борту самолета находилось 52 пассажира и 6 членов экипажа. По отзывам летчиков, приводнение напоминало посадку на воду гидросамолета, а многими пассажирами воспринималось как обычная посадка на полосу. При ударе о воду была повреждена задняя часть фюзеляжа, через которую сразу же начала поступать вода. Самолет стал погружаться в воду хвостовой частью до касания дна залива, но верхняя часть кабины летчиков оставалась выше уровня воды. 55 человек из 58, находившихся на борту, были спасены экипажем случайно оказавшегося рядом буксира через 30 минут после аварии [97].

В некоторых случаях вынужденные посадки на воду проходят настолько успешно, что люди не получают травм при приводнении, а разрушения самолета незначительны, и он остается на плаву длительное время.

На рис.В.З помещена фотография патрульного противолодочного самолета Атлантик, принадлежащего ВМФ Нидерландов, находящегося на плаву. Самолет совершил в 1971 году успешную вынужденную посадку на воду. На самолете, выполнявшем испытательный полет, возникла неисправность в системе управления. Летчик произвел вынужденную посадку в Северном море недалеко от Гааги. Самолет почти не пострадал. Как видно на фотографии, были погнуты воздушные винты и деформирована передняя кромка крыла. Самолет был отбуксирован в военно-морскую базу, находящуюся на расстоянии 55 миль (95 км) от места посадки и поднят из воды через 2 дня после приводнения.

Самолет ^последствии не эксплуатировался, но с него было снято оборудование, пригодное для использования на сумму 3 млн. долларов [80].

16 марта 1995 года во время перелета из Калифорнии в Гонолулу пилот самолета Bombardier DHC - Twin Otter сообщил об аварийной ситуации и проблемах с подачей топлива. Самолет совершил вынужденную посадку на воду, в темноте, на спокойную поверхность моря. Самолет впоследствии затонул, но все пассажиры спаслись без повреждений [80].

Анализируя описанные выше случаи и целый ряд других вынужденных приводнений самолетов, можно выявить следующие общие закономерности.

1. Большинство вынужденных приводнений происходит вблизи аэропортов после взлета или при заходе на посадку, при этом во многих случаях шасси при посадке на воду было выпущено, хотя для большинства самолетов рекомендуется производить приводнение с убранным шасси.

2. Во всех описанных случаях время плавания самолета после приводнения колебалось от 1-3 минут до нескольких суток.

3. Большая часть людей при вынужденных посадках на воду погибало не от травм, полученных при посадочном ударе, а уже после покидания самолета.

4. В большинстве случаев происходили разрушения обшивки нижней поверхности фюзеляжа, в результате чего в фюзеляж начинала поступать вода. Общие разрушения фюзеляжа наблюдались сравнительно редко при посадках с большими вертикальными скоростями в условиях сильного волнения. Они заключались в отрыве хвостовой части позади центроплана. Даже при достаточно мягких посадках наблюдались разрушения отдельных выступающих элементов конструкции, соприкасавшихся с водой: стоек шасси в выпущенном положении, мотогондол, расположенных на пилонах под крылом, отклоненных закрылков

Состояние самолета после посадки на воду и продолжительность нахождения его на плаву определяются, прежде всего, прочностью его конструкции, внешней компоновкой и параметрами полета в момент касания воды.

На, основании результатов исследований [101] были сделаны выводы о том, что безопасность вынужденной посадки самолета на воду может быть повышена при использовании более совершенных методов проектирования самолетов, в особенности нижней части фюзеляжа, пола кабин, выборе приемлемой для приводнения внешней компоновки самолета и определении оптимальных параметров самолета перед касанием поверхности воды.

Рост интенсивности полетов вертолетов над водными пространствами, в особенности, гражданских вертолетов, обслуживающих морские буровые платформы, определяют повышенный интерес к проблеме спасения пассажиров и экипажей в случае аварийной посадки вертолета на воду. Об актуальности этой проблемы свидетельствует большое количество посвященных ей публикаций, в том числе и за рубежом [42,78,86.90,111,116].

Существуют различные системы классификации вертолетов с точки зрения их безопасности при полетах над водой. Вертолеты могут быть классифицированы по числу двигателей. Другая система делит вертолеты на две группы; в зависимости от того, сконструированы они для операций над водой или нет. Авторы работы [111] считают наиболее удобной следующую классификацию:

Класс 1: а) вертолеты, предназначенные дня операций над и с поверхности воды. Эти машины могут быть названы "амфибии". Амфибийные свойства достигаются либо применением постоянных неубираемых в полете надувных поплавков, крепящихся к фюзеляжу, либо обеспечением герметичности фюзеляжа и приданием ему формы лодки. В последнем случае корпус должен иметь жабры, необходимые для придания вертолетам остойчивости по крену. б) вертолеты, базирующиеся только на кораблях или на земле, которые не могут нормально плавать, но имеющие аварийное оборудование, позволяющее им плавать.

Класс II:

Вертолеты, базирующиеся только на земле или на кораблях и не имеющие оборудования для плавания, и поэтому переворачивающиеся и тонущие при приводнении, или имеющие оборудование, которое предотвращает полный переворот, но не устраняет почти полного затопления вертолета.

Материалы свидетельствуют о том, что основной причиной вынужденных посадок на воду военных вертолетов, в том числе и двухдвигательных, были отказы двигателей. Другими причинами являлись поломки хвостовых винтов и трансмиссий, а также ошибки пилотирования, особенно ночью и в сложных метеоусловиях.

В располагаемой информации содержатся ограниченные данные по статистике вынужденных посадок на воду пассажирских вертолетов, однако можно предположить, что перечисленные обстоятельства являются причинами аварийных приводнений и гражданских вертолетов [13, 116].

Присущие вертолетам особенности (прежде всего - высокое положение центра масс, относительно малая ширина и негерметичность фюзеляжей) приводит к быстрому переворачиванию и" затоплению вертолетов после вынужденной посадки. Дополнительные сложности при приводнении создает несущий винт. Вход в воду лопастей винта способствует ускорению накренения и переворачиванию вертолета и усложняет эвакуацию людей. Согласно имеющейся статистике, время нахождения вертолета на плаву измеряется секундами, в лучшем случае, несколькими минутами. Обеспечение безопасной посадки вертолета на воду возможно при выполнении двух условий: (а) управляемости процесса посадки и (б) снабжения вертолета средствами обеспечения плавучести и остойчивости.

При эксплуатации военных и гражданских вертолетов над водой имеется большая вероятность того, что при отказе двигателя летчику придется произвести управляемую посадку на воду в режиме авторотации. Некоторые виды аварий систем вертолета могут привести и к неуправляемому снижению [86].

Безопасность таких полетов будет зависеть от решения проблем, связанных с вынужденной посадкой на воду.

В отечественных нормах летной годности (НЛГ) самолетов транспортной категории - АП-25, американских FAR-25 и общеевропейских JAR-25 содержатся требования к пассажирским самолетам, в соответствии с которыми должны быть приняты все практически осуществимые конструктивные меры, совместимые с общими характеристиками самолета, для сведения к минимуму вероятности того, что при аварийной посадке на воду поведение самолета вызовет непосредственное травмирование людей или не позволит им покинуть самолет (п.25.801(b))

Согласно АП-25, вероятное поведение самолета при посадке на воду должно быть исследовано посредством испытаний модели или сравнения с самолетами подобных конструкций, характеристики приводнения которых известны. Должны быть учтены воздухозаборники, закрылки, выступающие части и любые другие факторы, которые, вероятно, повлияют на гидродинамические характеристики самолета (п.25.801(с)).

Должно быть показано, что при допустимо возможном состоянии водной поверхности время нахождения самолета на плаву и его сбалансированное положение позволят людям покинуть самолет и занять места в спасательных плотах. Если соответствие этому требованию показано расчетами плавучести и остойчивости, то должны быть сделаны соответствующие допущения на вероятные повреждения конструкции и течи. Если на самолете имеются топливные баки (с возможностью слива топлива), которые, вероятно, могут выдержать приводнение без возникновения течи, то объем сливаемого топлива, может рассматриваться как объем для обеспечения плавучести (п.25.801(d)).

Если влияние разрушений наружных дверей и иллюминаторов не учтено при исследовании вероятного поведения самолета при посадке на воду, то наружные двери и иллюминаторы должны быть рассчитаны на восприятие вероятных максимальных местных давлений.

Отдельные требования предъявляются со стороны НЛГ также к аварийным выходам и к спасательному оборудованию (надувным плотам, спасательным жилетам и другим средствам) [1,89,112].

Нормы летной годности требуют определения характеристик вынужденной посадки самолета на воду посредством испытаний модели либо аналитическими методами, включающими экстраполяцию и теоретические расчеты.

Накопленный в военном вертолетостроении опыт и систематические исследования посадки вертолетов на воду, проводимые различными фирмами и исследовательскими центрами за рубежом, позволили выработать нормативные требования к безопасности полетов над водой, фиксирующие достигнутый уровень техники и устанавливающий методики подтверждения соответствия новых вертолетов этим требованиям. В нашей стране с 1995 года действуют нормы АП-29, основанные на американских FAR-29. Принимаются также во внимание английские нормы BCAR [2,81].

В нормах под аварийным приводнением вертолета понимается преднамеренная срочная посадка на воду с целью как можно скорее покинуть вертолет. При этом подразумевается, что перед вхождением в воду летательный аппарат не имел повреждений, и все его органы управления и важнейшие системы, за исключением двигателей, функционируют нормально. При этом должно быть доказательно продемонстрировано, что разработанные процедуры и принятые технические решения обеспечивают безопасность посадки и последующего плавания при волнении моря не ниже 4 баллов, а при отказе одной из наиболее важных секций поплавков - не ниже двух баллов. При этом отношение высоты волны к ее длине должно составлять 1/8-1/12,5 в зависимости от категории вертолета.

Нормы устанавливают условия для проектирования конструкции вертолета и поплавковых систем, а именно:

• угол тангажа при посадке - оптимальный с колебаниями, характерными для нормальных условий эксплуатации;

• поступательная скорость - от нуля до значения, соответствующего колену диаграммы H-V, сниженной на величину скорости ветра, в зависимости от состояния моря, при скорости вертикального снижения Vy= 1,5м/с;

• угол скольжения в пределах 15°;

• объем аварийных поплавков должен обеспечивать запас плавучести вертолета не менее 25% от максимального взлетного веса.

В английских нормах BCAR содержатся требования, чтобы:

• вертолет был способен выдерживать нагрузки при посадке с поступательной скоростью снижения, равной 2/3 минимальной скорости авторотации при скорости снижения 1,5 м/с;

• вероятность неправильного или неодинакового наполнения поплавков была малой (не должны превышать 1-Ю"5);

• характеристики плавучести и остойчивости должны быть исследованы до состояния моря семь баллов, но с ограничением высоты волны 9 метров и отношением высоты к длине волны 1:10;

• время наполнения поплавков должно быть достаточно мало (рекомендуется 2,5 с), чтобы предотвратить чрезмерное погружение вертолета в воду и не допустить затопление пассажирского салона. Подтверждение соответствия требованиям к аварийной посадке и последующего плавания вертолета может проводиться по результатам модельных испытаний (при условии выявления корреляции между результатами испытаний модели и летных испытаний) и с использованием результатов испытаний моделей и других данных, полученных для винтокрылых аппаратов схожей конфигурации.

Рекомендуемые для приводнения тангаж и скорость вертолета, ориентация относительно волны, включая участок волны для посадки, методика наполнения поплавков и соответствующие ограничения должны быть включены в руководство по летной эксплуатации.

По, общему мнению специалистов различных фирм (например, фирмы Вестланд Аэроспейс (Великобритания) и других, имеющих большой опыт проведения исследований характеристик посадки на воду летательных аппаратов различных типов, экспериментальные исследования позволяют более точно определить эти характеристики, чем аналитические методы. Математическое моделирование в данной проблеме позволяет получить только отдельные характеристики посадки на воду и некоторые общие закономерности процесса [92,93].

Методы экстраполяции, то есть перенесение результатов испытаний модели одного самолета на другой, также не позволяют получить достаточно достоверные характеристики, так как даже небольшие различия в конфигурации, размерах, скорости самолетов может привести к существенному различию посадочных характеристик. Опыт испытания моделей самолетов "Шорт Скайван" и "Шорт 330", показал, что, несмотря на сходство этих самолетов, характеристики их посадки на воду существенно различаются. По результатам испытаний модели конструкция самолета "Шорт 330" была модифицирована с целью улучшения . ее посадочных характеристик. Вынужденная посадка этого самолета в Тихом Океане, при которой оба члена экипажа спаслись, показала, что результаты испытаний были правильными.

Особое место при изучении проблемы вынужденной посадки самолетов на воду занимают экспериментальные методы исследований.

Целью экспериментальных исследований является определение поведения самолета в случае посадки на воду, возникающих при этом нагрузок на его конструкцию, возможных разрушений конструкции и определение условий приводнения, при которых посадка будет протекать наиболее благоприятно. Кроме того, требуется определить, сколько времени и в каком положении будет находиться самолет на плаву после приводнения [95,108].

Для определения поведения самолета необходимо знание таких характеристик его приводнения, как отсутствие или наличие рикошетов, барсов, зарывания в воду носовой части фюзеляжа, курсовых колебаний и разворотов и т.п. Все ,эти характеристики должны быть определены с учетом возможных разрушений элементов конструкции.

Существуют различные методы определения гидродинамических характеристик: натурные испытания, испытания радиоуправляемых летающих моделей, буксировочные испытания моделей в гидроканалах и катапультные испытания свободнолетающих динамически подобных моделей.

При сравнении различных методов исследований в качестве критерия используется полнота и точность определения характеристик, а также экономичность метода и быстрота получения результатов.

Проведение натурных испытаний для регулярных исследований гидродинамических характеристик сухопутных самолетов непрактично, так как требует больших затрат вследствие потери самолета после проведения каждого режима испытаний. Такие испытания требуют сложного оборудования, особенно в случае использования радиоуправления. Однако в отдельных случаях, проведение таких испытаний может быть целесообразным для сравнения результатов испытаний модели и натуры и проверки правильности методики модельных испытаний.

Методика испытаний с помощью радиоуправляемых летающих моделей позволяет исследовать влияние управления на характеристики посадки. К недостаткам этого метода относится сложность и высокая стоимость моделей и оборудования, большая уязвимость моделей, и также зависимость от погодных условий.

Испытания, заключающиеся в буксировке моделей в гидроканале с постоянной скоростью, не позволяют воспроизвести все этапы посадки из-за невозможности моделирования посадочного удара, торможения, а также из-за ограничений движения моделей по курсу и крену. Такие испытания могут быть пригодны только для получения отдельных гидродинамических характеристик, а также для исследований специфических особенностей обтекания водой некоторых элементов самолета.

Нацболее оптимальным методом экспериментальных исследований вынужденной посадки самолетов на воду в настоящее время признан метод катапультных испытаний свободнолетающих динамически подобных моделей [95,108].

Хотя модельные испытания и не могут дать исчерпывающий ответ на все вопросы, однако в настоящее время в мировой практике характеристики вынужденной посадки на воду самолета, полученные без проведения модельных испытаний, не считаются достоверными.

Совокупностью перечисленных выше факторов определяется актуальность диссертационной работы.

Основы моделирования аварийной посадки на воду были заложены исследованиями ученых и инженеров ЦАГИ: Никитина В.В., Николаева М.Н., Платова Н.К., Тихонова А.И., Стародубцева П.С., Шорыгина О.П., Беляевского А.Н., Осьминина P.M.

Г.В. Логвинович заложил основы гидродинамики тел со свободными границами. Им впервые рассмотрена задача" о вертикальном погружении кругового цилиндра [23-27]. О.П. Шорыгин, Ю.Ф. Журавлев и Н.А. Шульман экспериментально исследовали погружение цилиндра в невесомую жидкость [18]. В работе А. Д. Васина рассмотрены вопросы нестационарного глиссирования конусов и цилиндров [5]. М.Г. Щеглова исследовала рикошет шара и определила силу при глиссировании шара по поверхности воды [57].

Все эти и многие другие работы относятся к погружению и глиссированию тел канонической формы (цилиндр, конус, шар). Вопросы глиссирования тел оживальной формы типа фюзеляжей сухопутных самолетов не рассмативались. При моделировании процесса аварийной посадки самолетов на воду не учитывались особенности гидродинамики тел гладких форм.

Всвязи с этим целью данной работы явилось:

• проведение исследования процесса вынужденной посадки летательных аппаратов на воду на основе теоретических и экспериментальных методов,

• физическое обоснование моделирования этого процесса,

• разработка методики моделирования вынужденной посадки летательных аппаратов на воду

• формирование практических рекомендаций по выбору проектных параметров JIA и кинематических параметров приводнения с учетом возможности такой посадки.

Новизна научных положений диссертации заключается в следующем:

1. В результате проведенных экспериментальных исследований найдены неизвестные ранее физические закономерности глиссирования гладких тел, заключающиеся в том, что:

• отрывной режим может возникнуть не только под действием роста скорости при соответствующем уменьшении числа Эйлера («скоростной» отрыв), но также в результате воздействия достаточно больших ускорений, возникающих, например, в начальный период буксировки модели в опытовом бассейне («стартовый» отрыв);

• одним из важных факторов, влияющих на процесс «стартового» отрыва, является энергия адгезии Та системы тело - жидкость; найден с ' - „ pWR2

- управляющий этим явлением безразмерный критерии К = —-, где р

Tq

- плотность жидкости, W- линейное ускорение, R- радиус кривизны поверхности тела в зоне контакта;

• для большинства типов фюзеляжей сухопутных пассажирских самолетов режим глиссирования с отрывом потока и положительным знаком гидродинамической подъемной силы наступает при скоростях, превышающих 25 -з- 30 м/с.

2. На основе проведенных исследований разработана принципиально новая методика моделирования отрывных течений, включающая, в частности, метод создания на моделях искусственного отрыва потока при скоростях, существенно меньших значений 25 -г- 30 м/с, что позволяет получить подобие натурной и модельной динамики приводнения.

3. Разработаны способы моделирования разрушения узлов крепления отдельных агрегатов самолета в процессе посадки на воду.

4. Получены новые сведения о влиянии кинематических параметров приводнения и конструктивных параметров JIA на повышение безопасности аварийной посадки JIA на воду

5. . Сформированы практические рекомендации по выбору конструктивных параметров JIA различных типов и параметров их приводнения с учетом возможности их вынужденной посадки на воду.

Достоверность представленных в диссертации результатов подтверждается:

• сопоставлением полученных результатов с данными реальных вынужденных посадок на воду пассажирских самолетов;

• сравнением полученных результатов с опубликованными результатами исследований других авторов;

• практикой применения полученных результатов при сертификации большинства серийных отечественных самолетов и вертолетов.

Результаты диссертации отражены в 72 научно-технических отчетах

ЦАГИ, опубликованы в четырнадцати работах автора, доложены и обсуждены на одной Всероссийской и восьми международных конференциях, защищены авторским свидетельством [64 - 76, 117-118].

Диссертационная работа состоит из Введения, пяти глав и Заключения. Во Введении проводится обоснование актуальности темы диссертации, новизны и достоверности полученных в ней результатов, делается аналитический обзор различных летных происшествий, связанных с аварийной посадкой на воду летательных аппаратов сухопутного базирования, приводятся требования относящихся к изучаемой проблеме норм летной годности, обосновывается необходимость и целесообразность проведения модельных испытаний для сертификации самолетов и вертолетов, дается постановка задачи, приводятся сведения по структуре и объему диссертации.

Выводы.

1. Проанализировано влияние конструктивных особенностей самолетов на характеристики вынужденной посадки на воду и обеспечение ее безопасности;

2. Изучены особенности компоновки вертолетов, оборудованных для полетов над морем;

3. Изучены особенности приводнения самолетов на лыжном шасси;

4. Сформированы практические рекомендации по выбору параметров ЛА различных типов с учетом возможности их вынужденной посадки на воду. па*

Рис. 5.1

Рис. 5.2 r-rU^M

Рис. 5.3. расчет,----эксперимент

Рис. 5.5

Рис. 5.7

Рис. 5.8

Заключение.

Таким образом, в данной диссертационной работе получены следующие научные и практические результаты:

1. Установлено, что с ростом скорости движения тел типа фюзеляжей сухопутных самолетов по воде происходит переход от сплошного обтекания к отрывному (кавитационному); для большинства типов фюзеляжей переходный режим соответствует скорости 25 30 м/с.

2. Показано, что при испытаниях на возможность аварийной посадки на воду сухопутных самолетов с большими посадочными скоростями (более 125 км/ч) требуется создание на моделях искусственного отрывного обтекания, что позволит приблизить обтекание водой фюзеляжа модели к обтеканию фюзеляжа натурного самолета при посадке на воду.

3. Разработана методика катапультных испытаний моделей, включающая в себя:

- требования к катапультируемым моделям;

- моделирование начальных условий приводнения;

- моделирование отрывного обтекания моделей фюзеляжа самолета, приводняющегося в режиме аварийной посадки;

- моделирование прочности узлов крепления отдельных агрегатов

4. Предложен комплекс экспериментальных исследований вынужденной посадки вертолета на воду, отвечающий современным сертификационным требованиям.

5. Проведен анализ механизма возникновения отрицательной гидродинамической силы при "безотрывном" обтекании глиссирующих тел гладких форм и выяснен физический фактор, ответственный за ее возникновение - унос количества движения струйно-брызговой системой.

6. Обнаружены два возможных механизма перехода от безотрывного режима обтекания к отрывному - скоростной (при достижении скорости, достаточной для начала кавитационных процессов) и «стартовый» происходящий под воздействием ускорений при начале разгона буксируемой модели;

7. Исследован обнаруженный эффект "стартового" отрыва потока при глиссировании с большими ускорениями и найден управляющий этим явлением безразмерный критерий моделирования К = ^ ^ , где р

Та плотность жидкости, W - ускорение, R- радиус глиссирующей сферы, Та -энергия адгезии системы тело - жидкость.

8. Выяснено, что с ростом размера тела влияние продольных ускорений на отрыв потока резко возрастает.

9. Результаты, полученные при исследовании эффекта "стартового" отрыва, позволяют выдвинуть идею создания гидродинамической схемы гидросамолета со скругленным реданом

Ю.Определены особенности посадки на воду JIA различных компоновок по результатам испытаний моделей;

11.Проанализировано влияние кинематических параметров приводнения на характеристики вынужденной посадки самолета на воду и обеспечение ее безопасности;

12.Изучены особенности приводнения вертолетов; проанализированы типы систем обеспечения плавучести и остойчивости, изучена эффективность поплавковых систем при различных компоновках вертолета;

13.Проанализировано влияние конструктивных особенностей самолетов на характеристики вынужденной посадки на воду и обеспечение ее безопасности;

14.Изучены особенности компоновки вертолетов, оборудованных для полетов над морем;

15.Изучены особенности приводнения самолетов на лыжном шасси;

16.Сформированы практические рекомендации по выбору параметров ДА различных типов с учетом возможности их вынужденной посадки на воду.

1. Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. Межгосударственный авиационный комитет, 1994

2. Авиационные правила. Часть 29. Нормы летной годности вертолетов. Межгосударственный авиационный комитет, 1995

3. Банников Ю.М., Лукашевский В.А. Экспериментальное исследование подъемной силы и сопротивления глиссирующих пластин. Ученые записки ЦАГИ, т VII, № 1, 1976

4. Бигелоу Г., Эдмонсон В. Морские ветровые волны и прибой. «Иностранная литература», М.,1951

5. Васин А.Д. Нестационарное глиссирование тел вращения по поверхности жидкости Труды ЦАГИ, вып. 2496, 1990

6. Воробьев В.Г. Технические средства и методы обеспечения безопасности полетов. М., «Транспорт», 1989

7. Григолюк Э.Н., Горшков А.Г. Взаимодействие упругих конструкций с жидкостью (удар и погружение), Л., «Судостроение», 1976

8. Грумондз В.Т. Устойчивость движения двусредных аппаратов. МАИ, 1980

9. Грумондз В.Т., Яковлев Г.А. Алгоритмы аэрогидробаллистического проектирования. М.,МАИ, 1994

10. Гудков А.И., Лешаков П.С. Методы и техника летных испытаний самолетов на прочность. М., «Машиностроение», 1972

11. Гудков А.И., Лешаков П.С. Внешние нагрузки и прочность летательных аппаратов. М., «Машиностроение», 1968

12. Дербенев М .В. Расследование летных происшествий. М., 1970

13. Дробленков В.Ф. Справочник по теории корабля, М. Воениздат, 1984

14. Дуванин А.И. Волновые движения в море. Л., Гидрометеорологическое издательство, 1968

15. Егоров И.Т., Соколов В.Т. Гидродинамика быстроходных судов, Л., 1965

16. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. М., «Машиностроение»

17. Ершов B.C. Проблемы повышения безопасности полета на этапе посадки. Обзор по материалам ИКАО, М., 1972

18. Журавлев Ю.Ф., Шорыгин О.П., Шульман Н.А. О подъемной силе глиссирующего цилиндра. Ученые записки ЦАГИ, т. 10, № 6, 1979

19. Западноевропейский вертолет Уэстленд-Агуста ЕН-101 ,ОНТИ ЦАГИ, 1994

20. Косоуров К.Ф. Теоретические основы гидроавиации. М.,1961

21. Котик М.Г. Динамика взлета и посадки самолетов. «Машиностроение», М., 1984

22. Кузнецов В.А. Извлекая уроки: летчику об авиапроисшествиях. М., «Транспорт», 1992

23. Логвинович Г.В. Погружение профилей в жидкость, удар и глиссирование.- Труды ЦАГИ, вып. 707, 1958

24. Логвинович Г.В. Гидродинамика течений со свободными границами. «Наукова думка», Киев, 1969

25. Логвинович Г.В. Погружение тел в жидкость и нестационарное глиссирование.- Труды ЦАГИ, вып. 807, 1960

26. Логвинович Г.В. Погружение тел в жидкость с переменной скоростью.- Труды ЦАП1, вып. 807, 1960

27. Логвинович Г.В. Некоторые вопросы глиссирования.- Труды ЦАГИ, вып. 2052, 1980

28. Лопухова Г.М. Приближенный метод расчета движения тела после приводнения. Труды ЦАГИ, 1968

29. Лотов А.Б. Глиссирование и быстрый вход тел в воду. МФТИ, 1984

30. Лэмб Г. Гидродинамика. М., 1947

31. Мальцев Л.И. Гидродинамика пристенных струй со свободными внешними границами. Эффект Коанда. Институт Теплофизики СО АН СССР, № 119, 1984

32. Методы и приборы тензометрии. Труды совещания, вып. 1-7, М.,ГОСИНТИ

33. Моделирование в обеспечении безопасности полетов. Сборник научных трудов, Киев, КИИГА, 1987

34. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний. М., Машгиз, 1948

35. Никулин И.Ф. Обеспечение безопасности полетов в ожидаемых условиях и особых ситуациях, СИБ, 1993

36. Парышев Э.В., Рыков В.Н. Экспериментальное исследование глиссирования цилиндра по поверхности воды. Труды ЦАГИ, вып. 2224, 1984

37. Повицкий А.С. Посадка гидросамолетов. Труды ЦАГИ, вып. 423, 1939

38. Прандтль Л. Гидроаэромеханика -Москва, 1949

39. Реферативный журнал «Механика», № 9, 1985

40. Риман И.С., Крепе Р.Л. Присоединенные массы тел различной формы. Труды ЦАШ, вып. 635, 1947

41. Рождественский В.В. Кавитация. Л., «Судостроение», 1977

42. Ружицкий Е. Вертолеты, М. 1997

43. Седов Л.И. О масштабном эффекте и о наивыгоднейших соотношениях при глиссировании. Труды ЦАГИ, вып. 439,1939

44. Седов Л.И. Плоские задачи гидромеханики и аэродинамики. Гостехиздат, 1951

45. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике, М., «Наука», 1967

46. Симонов А.Б. Авиакатастрофы. Обзор. Миасс Геотур, 1998

47. Синюшкин В. А. Анализ аварийности на зарубежном воздушном транспорте. Обзор. М., 1971

48. Соколов В.А. О влиянии геометрических параметров и параметров волнения на величину максимальной гидродинамической подъемной силы при глиссировании плоскокилеватых тел. Труды ЦАГИ, вып. 804, 1960

49. Соколов В.А. О гидродинамической подъемной силе плоскокилеватых тел при движении по волне с большими скоростями. Сборник работ по гидродинамике. ЦАГИ, 1959

50. Соколянский В.П., Малярова Н.Д. Физические особенности глиссировали со скольжением. Труды ЦАГИ, вып. 2052, 1980

51. Титов Л.Ф. Ветровые волны. JL, Гидрометеорологическое издательство,1969

52. Томпсон Исследование посадки на воду динамически подобной модели тяжелого транспортного реактивного самолета. Тех. перевод ЦАГИ№ 12424, 1975

53. Федяевский К.К., Войткунский Я.И., Фаддеев Ю.И. Гидромеханика.-JL, «Судостроение», 1968

54. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М., «Химия», 1982

55. Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля. М., «Наука», 1973

56. Шаров Л.Ф. Удар корабля днищем о встречную волну.- Л., «Судостроение», 1958

57. Эпштейн Л.А. Возникновение и развитие кавитации.- Сборник работ по гидродинамике, ЦАГИ, 1959

58. Эпштейн Л.А. О моделировании удара при соударении с твердой или жидкой поверхность аппаратов на надувных поплавках. Труды ЦАГИ, вып. 1367, М., 1971

59. Эпштейн Л.А. Методы теории размерностей и подобия в задачах гидромеханики судов. Судостроение, Ленинград, 1970

60. Эпштейн Л.А. Устойчивость глиссирования гидросамолетов и глиссеров. Труды ЦАГИ, вып. 500,1941

61. Эпштейн Л.А. Влияние формы поперечного профиля днища лодок гидросамолетов на устойчивость.- Труды ЦАГИ, вып. 583, 1946

62. Гонцова Л.Г., Шорыгин О.П., Беляевский А.Н. Исследование отрыва потока при глиссировании закругленных тел. Труды ЦАГИ: «85лет ЦАГИ. Гидродинамика развитых кавитационных течений», вып. 2644, М, 2003, стр. 107-115

63. Гонцова Л.Г, Шорыгин О.П., Беляевский А.Н.- Гидродинамика аварийной посадки на воду сухопутных самолетов. Сборник докладов IV научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон 2002», М, 2002, срт. 327-333

64. Беляевский А.Н., Буточников И.В., Гонцова Л.Г. Некоторые вопросы аварийной посадки вертолета на воду. V Форум российского вертолетного общества, М., 2002, стр. 111-121

65. Гонцова Л.Г, Беляевский А.Н.- Экспериментальное исследование гидродинамических характеристик моделей фюзеляжей летательных аппаратов сухопутного базирования в режиме аварийной посадки на воду. Вестник московского авиационного института, М., 2003

66. Шорыгин О.П., Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г.- Проблемы гидродинамики вынужденной посадки на воду сухопутных самолетов. Международная научно техническая конференция «Безопасность полетов», г. Жуковский, Россия, 1993

67. Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г., Шорыгин О.П.- Особенности глиссирования тел гладких форм по поверхности жидкости. VIII Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике, г. Пермь, 2001

68. Гонцова Л.Г, Шорыгин О.П., Беляевский А.Н.- Особенности вынужденной посадки на воду самолетов различных типов. Сборник докладов V научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон -2004, М., 2004, стр. 87-96

69. Соколянский В.П., Шорыгин О.П., Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г.-Исследование гидродинамики глиссирования тел гладких форм. Сборник докладов V научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон 2004, М., 2004, стр. 79-86

70. Соколянский В.П., Шорыгин О.П., Беляевский А.Н., Гонцова Л.Г. -Отрывные течения при глиссировании тел гладких форм. Международная научно техническая конференция «Фундаментальные проблемы высокоскоростных течений», г. Жуковский, 2004

71. Гонцова Л.Г., Беляевский А.Н., Иванов В.М. Способ вынужденной посадки летательного аппарата на воду. Авторское свидетельство №1826418,1992

72. Aeronautical Journal, III, 2003, v. 107, № Ю69, p.p. 133-140

73. Alcedo A.M. Design and testing of float landing gear systems for helicopters, - J. of the American Helicopter Society 1980, v.25, N3, p. 1-9.

74. Aviation Week and Space Technology, v 90, № 4, 1969, 1971

75. Aviation Week and Space Technology, 19/1, v.99, № 1481. BCAR G4 -10, G6-12

76. Bramson A. Survival on the sea, - Canadian Aviation, 1984, v.57, №3, p.37, 39-41

77. Brillouin M. Les surfaces de glissement de Helinhoets et la resistance des fluids. Annales de Chimie et Physique, 23, 1911

78. Brook C.J., Rowel K.W.-Water survival: 20 years Canadian forces aircrew experience, -Aviation, Space and environmental Medicine, January, 1984, v55,№ 1, p. 41-51

79. Chaffary P. Analitical method for the ditching analysis of an airborne vehicle. J. Aircraft, IV, 1990, v. 27, № 4

80. Crado W.A.- Marine Safety Aspects of Helicopters, -Aeronautical Journal of the Royal Aeronautical Society, 1969, VIII, v.73, № 704, p.703-712

81. DC-3 ditched after losing navaids, -Canadian Aviation, 1977, v.50, №11, p.53, 63

82. Diadola J.C., Graham D.A„ Blake B.B.- Naval architectural considerations in the design of a helicopters, Hydronautics, 1981, v. 15, N1-4, p. 25-29, ill.

83. European Joint Aviation Requirements (JAR 25.801)

84. Ferguson J.D. EEL: Keeping ditched helicopters afloat. Rotor and Wing International, X, 1988

85. Fisher L.J.- Factor affecting Ditching of New Transport Airplanes, 1973

86. Flight International, 1983, № 3892, v.124, p.155

87. Flight International, 20/V, № 4165, 1989

88. Flight Safety Digest "Waterproof Flight Operations", Flight Safety Foundation, 2004.

89. Gobtltz J. Sur une Station d'Essais d'Atterrissage Force . In: Bulletin de Г Association Technique Maritime et Aeronautique, 1959, 59, 405-413

90. GRP 479, World Airline Accident Summary, 1990

91. Hearing of the Government Activities and Transportation Subcommittee, 27th Congress, First Session, 1981, 6.IV

92. Helicopter World, 1968, VII, N. 4

93. Interavia Air Letter, 24/111,1973

94. Interavia Air Letter, 19/IX, № 8907, p.3

95. Johnson О .A.- Just in case. A passenger's guide to airplane safety and survival, New York, 1984

96. Journal of the American Helicopter Society, July, 1962, №3

97. Kysor H.P.- Aircraft in distress, Philadelphia, 1956

98. Ott J.A.- Ten fatal crashes spark call for new safety measures, Aviation Week and Space Technology, 9/X, 1989, v.131, № 15105. Rotor Journal, 1998, №22

99. Rotor & Wing, February, 2001

100. Sirkis J. A.- Human Factors of Aircraft Slide/Raft Combinations, -Airspace Medicine, n. 5, 1974

101. Smith A.G., Warren C.E., Wright D.F.- Investigation of the behavior of aircraft when making a forced landing on water (ditching), ARC Rand M, №2917, 1952, 53p.p.

102. Snyder R.G.- Advanced Techniques in Crash Impact Protection and Emergency Egress from Air Transport Aircraft, AGARD-AD-221, 1976

103. Stanfield R. Ditching: do's and don't. - Pilot Safety Exchanges Bulletin, 1981, VII-VIII, 4 p.th

104. Survival from Crashed Navy Helicopters. Proceedings of the 18 Annual Symposium SAE Association, 1980, X

105. U.S. Federal Aviation Agency. Federal Aviation Regulations, Part 801 (FAR 25.801)

106. Van Der Meulen. Cavitation on Hemispherical Nozed Teflon Bodies. — Неустановившиеся течения воды с большими скоростями. Труды международного симпозиума JUT AM в Ленинграде, 1973

107. Wagner Н. Ueber das Gleiten von Wasserfahrzeugen, Schiffbautechnische Gesellschaft, 33, Orgentl. Hauptversammlung. Berlin. 1932

108. Weirzbicki N, Yue D.K. Impact damage-of the Challenger crew compartment - J. Spacecraft and Rockets, 1986, № 6, v. 23

109. Wilson F.T., Tucker R.C.S, Ditching and floatation characteristics of the EH-101 helicopter. 13th European Rotor Craft Forum, 1987, France, p. 79-1 -79-12.

110. Gontsova L.G., Shorygin O.P., Beljaevsky A.N. Lifting bodies with clean forms gliding along a fluid surface. Proceedings. International Summer Scientific School "High Speed Hydrodynamics", 2002, p.p.285-290

111. Sokolyansky V.P.,Gontsova L.G., Shorygin O.P., Beljaevsky A.N. Separated flows at smooth shape body during the gliding. Abstracts. International Scientific Conference "High Speed Flow Fundamental Problems", 2004, p.p. 206-207.