Powtórka z przeciążeń w tupolewie

Nasz umiłowany prezes rzekł "opowieść drugiej strony jest z punktu widzenia fizyki (...) całkowicie absurdalna" więc być może jest to jeden z ostatnich teksów napisanych po polsku oraz z punktu widzenia dotychczas nauczanej i stosowanej fizyki, zanim Czarnek nie ustanowi fizyki Kuwety, docenta CC, Biniendy i "profesora" Nowaczyka.

Trzy pierwsze rozdziały notki dotyczą reform fizyki wykładanych na Salonie przez docenta CC.

CZAS TRWANAI KOLIZJI Z BRZOZĄ.

Łatwo go wyliczyć dzieląc długość cięciwy skrzydła w miejscu kolizji przez prędkość samolotu - wychodzi około 0,04 s. Przeciążenie pionowe jest rejestrowane co 0,125 s. a boczne co 0,5 s. Jest więc całkiem możliwe, że kolizja nie zostałaby zarejestrowana w zapisach MSRP przeciążenia pionowego a bardzo prawdopodobne, że w zapisach przeciążenia bocznego.

WIELKOŚĆ ZMIANY PRZECIĄŻENIA PIONOWEGO.

Wprawdzie sam robiłem taki rysunek ale posłużę się pokazanym na konferencji smoleńskiej również dlatego, że jeszcze pięć lat potem Binienda bredził zamiast nauczyć się, że climbing angle to nie angle od attack,

Siłę zderzenia wszyscy mniej więcej zgodnie określają na kilkadziesiąt Ton - przyjmijmy 50 T - więc jej składowa pionowa ze względu na kąt natarcia to będzie około 13 T.

Ta składowa powoduje zarówno ruch w pionie środka masy samolotu jak i obrót wokół osi kadłuba. Akcelerometr pionowy mierzy przyspieszenie (więc i siłę) działającą na środek masy samolotu. W linkowanej notce korzystając z równań Lagrange'a wyprowadziłem podział przyspiesznia na te dwa składniki.

v' = u'/(1 + (r/R)2) (prim oznacza pochodną po czasie)

W tamtej notce, zainspirowanej próbą nauczenia wnuków gry mojego dzieciństwa, opisywałem klipę ale fizyka zjawiska jest taka sama jak dla uderzenia w skrzydło samolotu. Załóżmy, że uderzyliśmy klipę w punkt odległy od środka o r i ten punkt uzyskał prędkość u. Na tę prędkość składa się prędkość ruchu postępowego środka ciężkości v oraz prędkość w * r, z jaką ten punkt porusza się w ruchu obrotowym z prędkością kątową w wokół środka ciężkości.

R - jest to tak zwany "promień bezwładności" - odległość od środka, w jakiej musiałby być skupiona masa, aby moment bezwładności był równy rzeczywistemu (na przykład dla rury to po prostu jej promień) .

Dla Tu-154
r/Rx ~= 2,8 ( r to odległość punktu uderzenia od osi).
Tak więc przyspieszenie środka masy:~= 0,11u'
a ponieważ:
u' ~= 13T/78t ~= 0,16g (78 t to masa samolotu)
to
v' ~= 0,019g.

Przyspieszenie pionowe środka masy samolotu pochodzące od kolizji z brzozą byłoby mniejsze niż jedna podziałka kwantowania zapisu.

PRZECIĄŻENIE BOCZNE.

Poniżej jest zapis przeciążenia bocznego. Wynika z niego zwiększanie prędkości w prawo ale to jest rejestrowane w układzie związanym z samolotem więc niekoniecznie musi oznaczać przyspieszenie w kierunku ruchu obserwowanego z ziemi.

KBWL LP napisała "Bezpośrednio przed upadkiem (....) odchylenie osi kadłuba od toru lotu wynosiło około -10º (samolot przemieszczał się ze ślizgiem)" co oznacza, że prędkość w układzie samolotu czyli a prawo względem jego osi wynosiła około 12,5 m/s. (prędkość IAS pomnożona przez tangens kąta ślizgu)

Przez zderzeniem z brzozą (moment zaznaczony przez KBWL czerwoną kreską) oczywiście była równa zeru więc w ciągu 4,5 sekund tym kierunku musiało być zarejestrowane przyspieszenie:
12,5 m/s/4,5s ~= 0,28 g
Średnie przyspieszenie boczne z wykresu dosyć dobrze zgadza się z tą wartością. Mierzony w układzie samolotu ślizg z ziemi najpierw widziany jest jako odchylenie osi od kierunku ruchu w prawo (odkłada się w kursie magnetycznym) , potem w górę (odkłada się w pochyleniu) a na końcu w lewo (znowu w kursie). Źródła ślizgu należy szukać na wykresie steru kierunku. Warto dodać, że w czasie zakrętów ster kierunku nie służy do zakręcania tylko do likwidowania ślizgu (zwykle jest to adverse yaw ale w tupolewie proverse yaw).

PRZECIĄŻĘNIE PIONOWE W CZASIE PRZEJŚCIA Z OPADANIA NA WZNOSZENIE.

Czwarty rozdział jest krótkim streszczeniem sprostowań reformy Kuwety, którą najkrócej on sam ujmuje tak "czy 1,6 g to więcej niż 1,35 g". Odpowiedź jest oczywista tylko że niewiele z niej wynika, co w kilku poniżej wymienionych notkach starałem się wytłumaczyć.

https://www.salon24.pl/u/mjaworski/1260537,jak-samolot-nie-lata-czyli-omowienie-oblotu-w-raporcie-macierewicza

https://www.salon24.pl/u/mjaworski/1265457,quwerty-wyklada-nauki-wiceprzewodniczacego-podkomisji-profesora-fizyki-nowaczyka

https://www.salon24.pl/u/mjaworski/1248328,tajemnice-raportu-z-eksperymentu-na-symulatorze-lotu

We wszystkich opisywanych przypadkach należy sprawdzić - co też zrobiłem - czy wykorzystując w obliczeniach zarejestrowane przeciążenie pionowe uzyskuje się trajektorię obliczeniowa zgodną z zarejestrowaną wysokością. W pierwszym przypadku parametry są bardzo podobne do tych z lotu 10.04.10.
Korzysta się z powszechnie znanych związków przyspieszenia, prędkości i drogi:

Vz_i = suma((Nz_k-1) * delta_t) (sumowanie do i = k)
H_l = suma(Vz_i * delta_t) (sumowanie do k = l)

(Nz - przeciążenei pionowe, Vz - prędkość pionowa, H - wysokość).

Natura danych, jakimi dysponujemy czyni bezsensowym posługiwanie się najpierw definicjami całkowymi, żeby w obliczeniach wrócić do prozaicznego sumowania. Również przedział czasowy delta_t jest stały więc można przy nim opuścić wskaźnik. Rosjanie oś pionową nazywają y więc w notkach, gdzie korzystam z ich wykresów tak to zostawiłem ale tu oś pionowa to jest z.

Ponieważ uzyskuje się zgodną z wysokością trajektorię, to zarejestrowane w locie 10.04 przeciążenia można zastosować do wyliczenia trajektorii co zrobili P. Artymowicz, NIAR oraz ja. Wszyscy otrzymaliśmy dobre zgodności z TAWS oraz trajektorią z raportu KBWL LP, która jest sumą wysokości radiowej i wysokości terenu względem poziomu pasa.
Dodatkowe wykorzystywanie kątów pochylenia i przechylenia oraz korekty przeciążenia o błąd systematyczny udoskonaliły wyniki.