¿Qué pasaría si dejaras caer un MIG-21 (o cualquier otro avión) desde 50,000 pies desde una posición estacionaria, perfectamente horizontal?

Como piloto retirado de una aerolínea, puedo decirles cómo se desarrollará ese experimento en el simulador Boeing 737–300 (nota: ¡no es un avión real!) Porque cuando terminamos nuestro checkride anual temprano, a veces jugamos un juego de construcción de confianza en el simulador llamado “Skyhook”.

Antes de explicar este juego, debo mencionar que fueron ingenieros con una educación similar a la suya los que diseñaron, construyeron, refinaron y mantuvieron estos maravillosos simuladores de aviones Boeing. Si bien representan solo la noción de una computadora de cómo debe reaccionar el avión a diversas aerodinámicas, la “fidelidad” está sorprendentemente cerca de volar el avión real. La experiencia es tan cercana a la realidad que un piloto nuevo en el avión nunca puede ver el avión real hasta su primer viaje de ingresos. Con pasajeros. Ese también fue mi caso, en cada posición de avión y asiento volé toda mi carrera de 40 años, excepto mi primer chequeo de ingeniero de vuelo B727 en 1976. (Creo que la razón fue que necesitábamos demostrarle al Inspector de la FAA que cada uno de nosotros podría bajar manualmente el tren de aterrizaje, un procedimiento que no se pudo demostrar perfectamente en un simulador, o eso dijeron hasta que cambiaron la regla el próximo año y luego no se requirió el “paseo real”.

De vuelta a Skyhook, ahora que sabes que es un simulador.

El chorro [simulado] está estacionado en la puerta [simulada]. Toda la energía eléctrica está fuera del avión, no hay motores en funcionamiento. La cabina está silenciosa pero al menos es de día afuera. Ambos pilotos están sentados en sus asientos y el freno de estacionamiento está puesto.

El instructor del simulador usa la instrucción de “preposicionamiento” para decirle al simulador que “vaya a” 20,000 ‘e inmediatamente levantamos hacia arriba, levitando fuera de la puerta también, aunque levantado verticalmente por un helicóptero loco a una velocidad de ascenso entre 8000 y 10,000 pies por minuto. Las imágenes exteriores funcionaron perfectamente y veríamos caer el suelo y la terminal a medida que nos acercamos a nuestro punto de caída inicial. La primera vez que lo vea, su estómago definitivamente reaccionará al suelo desapareciendo debajo de usted.

A 20,000 pies nos detendríamos como si estuviéramos suspendidos por un globo y simplemente colgaríamos allí, una célula inmóvil sin velocidad, sin motores, sin nada. Un avión completamente muerto.

Y en unos pocos segundos seremos “liberados” y comenzaremos a caer libremente, inicialmente cayendo como una roca, al igual que su hipotética. El objetivo es luego recuperarse en un deslizamiento y hacer un aterrizaje apagado (“palo muerto”) mientras (1) no daña el avión [simulado], y (2) se ve increíblemente increíble en el proceso. Se otorgaron puntos adicionales por cronometrar su despliegue para despejar la pista [simulada] en la salida de la calle de rodaje de alta velocidad y detenerse en la calle de rodaje para no bloquear el tráfico [simulado]. —De nada, Delta.

¡DIVERTIDO!

Primer consejo: en el momento del primer movimiento Skyhook hacia arriba, tape el interruptor de batería “CLACK!”, Que le da algunas luces y energía de la batería para iniciar la APU, y luego “encienda la APU” (lo que significa mover el interruptor de inicio de la APU a “Iniciar” para que funcione).

Esto es lo que hizo Sully en la vida real, por lo que el reflejo de obtener la energía eléctrica principal “en el bus” (es decir, alimentar todo como la hidráulica) para que el avión vuele bien es un buen reflejo.

Cuando la APU se estabilice unos 30 segundos después, encienda ambas bombas B para que tenga controles de vuelo impulsados ​​hidráulicamente ( es decir , dirección asistida). El 737 se puede volar sin él en el estado llamado “reversión manual”, pero requiere mucho músculo y el deslizamiento al suelo es mucho, mucho más difícil. Desagradable, incluso. ¡Así que rápidamente aprendes a jugar el juego “iniciando la maldita APU!” (Ya que terminamos gritándonos el uno al otro, mientras seguimos sonriendo).

Luego, suelte el freno de estacionamiento. Un punto menor, pero no había otro momento en que esto fuera un problema que cuando jugaba Skyhook. No había forma legítima de que un avión real pudiera volar y encontrarse con el freno de estacionamiento todavía activado. Olvidar esto en el sim en realidad podría causar problemas más tarde. (Jugando Skyhook, este es el único elemento de seguridad que el instructor no me dejaría olvidar. Más sobre eso a continuación).

Podríamos arrancar los motores en nuestro camino hacia abajo, pero eso arruinaría el desafío. Entonces, aunque esa era una opción y en realidad un evento entrenable llamado “llama de doble motor”, no queríamos eso aquí. No, éramos un ala barrida de 135,000 libras (bueno, apenas un ala barrida; más barrida que barrida; y teníamos tapacubos en lugar de puertas de engranajes, pero estoy divagando), JET GLIDER de alta velocidad (no realmente) (lo cual era cierto si no contó la parte simulada).

Esto es lo que sucedió en el “lanzamiento”.

Comenzaríamos a caer. Gran sorpresa, ¿eh? Inicialmente plano, pero luego, a medida que avanzábamos, tal vez 1000 pies de caída de la nariz se inclinarían lentamente. Éramos esencialmente un dardo de césped de 135,000 lbs. Y nuestra velocidad aérea “cobraría vida” (comenzaría a indicar) y haríamos muy poco vuelo activo hasta que quemáramos unos 4000 ′ a 5000 ′ de altitud y tuviéramos suficiente velocidad aérea para maniobrar. Aproximadamente a 220 nudos más o menos, estábamos lanzando el césped hacia abajo, ¡pero ahora volamos oficialmente! Podríamos comenzar a levantar la nariz con cautela hacia un vuelo casi nivelado, tal vez inclinando solo 2 ° -3 ° para mantener la velocidad del aire a unos 220 nudos de velocidad indicada. No puedes sentir “G” en un sim pero puedes adivinar.

Si llegaste tan lejos, pasaste la Fase 1. Estás volando y controlas el enorme planeador. La Fase 2 estaba configurando y ejecutando la genialidad que fue un aterrizaje perfecto de palo muerto.

Una interjección sobre la vida real: si hubiéramos querido arrancar los motores, hubiéramos cambiado más altitud (bajado más) para llevar nuestra velocidad a algo más de 250 nudos, tal vez incluso 280 nudos. La corriente de aire hace girar los rotores del motor a reacción (las “turbinas”) más que suficiente para arrancarlos. Pero como he dicho, ese no era nuestro juego.

Incluso a 220 nudos, los motores estarían girando bastante bien, pero lo único que notamos en la cabina era que ahora teníamos presión hidráulica de la bomba A y nuestros controles de vuelo impulsados ​​hidráulicamente se sentían aún mejor a medida que pasábamos de “caer como una roca” a un estado real de ser un planeador bajo control. Woo hoo! La vida sigue mejorando. Si lo hicieras demasiado bien, los otros chicos lo indicarían hablando mal de ti. (El caso contrario, donde un tipo piloto no manejaba bien las cosas resultó en mucha ayuda alentadora de su tripulación. Obtener ayuda cortés en esta situación era una señal de que estaba teniendo un mal día).

Había trucos que aprenderíamos. Por ejemplo, intente cronometrar su descenso para cruzar el centro del aeropuerto a algo así como 4000 ‘. Me olvido exactamente porque esto fue hace 23 años, pero sería un buen punto de partida para cualquier avión grande. 4000 ′ es mucha energía para trabajar.

Después de eso, se trataba de convertirse en un gran patrón de viento en bucle. Teníamos y necesitábamos flaps de aterrizaje: la recuperación de la hidráulica del sistema A con los motores en marcha nos dio flaps aunque salieron lentamente. Esto acaba de agregar al desafío. Las aletas de aterrizaje desde un deslizamiento fueron solo 15 °; Probar los flaps de aterrizaje normales de 30 ° (o Dios no lo quiera, 40 °) tomó demasiado tiempo (varios minutos), causó demasiada resistencia sin el empuje del motor para compensarlo, y no arrojó ningún beneficio. El aterrizaje con flaps 15 ° se estandarizó para un aterrizaje de un solo motor de todos modos y creo que compensamos agregando solo 15 nudos a nuestra velocidad de aterrizaje normal.

Los Speedbrakes (spoilers de vuelo) funcionaron para poder fingir que éramos un verdadero avión de vela al acercarnos con frenos de velocidad parcial. Si juzgamos mal un cabello y nos ponemos demasiado bajos, podríamos cerrar los frenos de velocidad y nuestro ángulo de aproximación al descenso mejoraría un poco. Era casi como agregar un poco de empuje para bajar demasiado.

¿El último minuto, los últimos 2000 ′ de altitud? Eso fue habilidad y arte. No había nada electrónico al respecto. Mira por la ventana y vuela hacia atrás como un gran Cessna (o un Tweetybird USAF T-37, o un USN T2 Buckeye). Sin excusas, podrías hacerlo o no. Podrías ser el As de la Base en tu propia cabeza, pero si ahogabas el juego Skyhook, el mundo (bueno, aquellos de nosotros en la cabina) todos lo sabíamos.

Al final, todos pasaron un rato divertido. Principalmente. Aunque en algunos casos tuvimos que escribir un informe de defectos en el registro de mantenimiento del simulador para la mecánica: “Los cojines del asiento del capitán empapados de sudor, por favor reemplácelos”.

Este enfoque de planeador sucedió con el incidente de Gimli Glider, Air Canada B767–200. Comenzaron su evolución desde la altitud de crucero y la velocidad / velocidad de crucero: mucha más energía que la que teníamos con Skyhook. Por supuesto, apostamos cervezas y ellos apostaron sus vidas. (Además, lidiando con el conocimiento de que, sin importar cómo lo corte, aceptaba un avión con una carga de combustible incierta. Solo: mi, oh mi).

El 737 fue más difícil de pegar que los aviones más grandes como el 747-400 o el 777 debido a la mayor carga del ala del avión más pequeño. Sin embargo, los aviones más grandes no tenían un modo de control de vuelo de reversión manual debido a su gran tamaño, aunque tenemos más capas de energía hidráulica de respaldo por si acaso. En los grandes aviones, comenzaste con la APU en funcionamiento, o aceptaste el desafío más grande de tener controles sin vuelo hasta que tus motores giraran lo suficiente como para devolverte la hidráulica; o hasta que se implemente su RAT.

Finalmente, una nota sobre el freno de estacionamiento en el simulador. En Continental Airlines en 1978, cuando era un nuevo piloto contratado en su centro de capacitación, me presentaron a un instructor de vuelo DC-10 con un brazo roto. Lo rompió mientras daba instrucciones en el simulador de movimiento completo DC-10.

Su Capitán / estudiante había pasado con éxito todo para completar la concesión de la FAA de una habilitación de tipo DC-10 en su certificado de Piloto de Transporte de Aerolínea, excepto la maniobra / evento que coloquialmente llamamos “la inmersión alta”. Esto era una simulación de estar en altitud de crucero , algo así como FL 350 (más o menos cerca de 35,000 pies), y simulando una descompresión explosiva. Hay un gran ruido, y en la vida real sus oídos dicen “pérdida de presión de la cabina” y la niebla de condensación aparece en todas partes, y los pilotos demuestran esta reacción, más o menos:

Máscaras de oxígeno puestas, comunicación de la tripulación establecida. (Es decir, hablan entre sí para saber que están obteniendo oxígeno de manera segura y pueden hablar y trabajar juntos). Inicie el descenso de emergencia: aceleradores cerrados, frenos de velocidad desplegados, nariz hacia abajo y baja como una bala. La limpieza incluye hablar con ATC y otros detalles. Las máscaras de oxígeno para pasajeros se despliegan automáticamente para proteger a los pasajeros. Nivele a 10,000 ‘donde el aire es lo suficientemente grueso como para respirar sin oxígeno suplementario, y luego tome mucho tiempo para lograr que todo sea perfecto antes de hacer un aterrizaje normal. Repetir: estúpido aterrizaje normal. Todos en el simulador lo pasan muy bien.

En el caso de este Capitán, esa fue la única maniobra que la FAA necesitaba ver. El simulador estaba en excelente forma y fue un hermoso día en Los Ángeles [simulado]. El instructor dijo, “si la inmersión alta es todo lo que usted [el tipo de la FAA] necesita, ¿podemos atraparlo desde la puerta a 35 mil y abrir la cabina para él [el Capitán] allí?”

El tipo de la FAA dice razonablemente: “Claro”.

Entonces el instructor de vuelo levitó el avión simulado directamente desde la puerta (Nota: ¡el freno de estacionamiento estaba puesto!) A 35 mil pies, descomprimido, y el Capitán hizo un buen trabajo. El chico de la FAA dijo algo como: “¡Pasó! Ahora, si puedes aterrizar el avión sin arruinarlo, te convertiré en el último Capitán DC-10 en Continental ”. (Esto es divertido porque aterrizar es fácil y divertido, especialmente cuando tienes todos tus motores funcionando, lo cual lo hizo porque el único problema simulado era un gran agujero en el recipiente a presión).

El chico de la FAA y el instructor ni siquiera estaban prestando atención. Estaban recogiendo su equipo y charlando, preparándose para dejar el sim cuando bajó de sus enormes zancos hidráulicos. El Capitán se estaba concentrando en hacer un buen aterrizaje, solo porque sí. Los pilotos y el ingeniero de vuelo habían ejecutado todas las listas de verificación apropiadas.

Sin embargo, ninguna de las listas de verificación decía “verificar el freno de estacionamiento liberado antes de aterrizar”. Eso no habría tenido sentido en un avión real.

El Capitán hizo un aterrizaje suave, en la zona de toma de contacto, pista correcta, en la línea central, en velocidad. Hasta ahora tan bueno …

Una nota sobre la lógica del freno de estacionamiento DC-10, fielmente replicada en este simulador. (Esto luego fue des-replicado debido a este incidente). En un aterrizaje normal, el piloto tiene el control de los frenos de las ruedas, pero no puede bloquear las ruedas pisándolas con demasiada fuerza debido al sistema antideslizante. Esto siempre está activado, a menos que se libere especialmente para un vuelo con grandes limitaciones, por lo que casi siempre se repara rápidamente si el sistema antideslizante muestra una falla. Sin antideslizante, bloquear accidentalmente una o varias de las 8 ruedas del DC-10 provocará un punto plano inmediato y una posible desintegración del neumático, o de todos los neumáticos involucrados. A velocidades de toma de contacto, esto puede causar la pérdida de control, dejando la superficie de la pista pavimentada y un choque completo. El antideslizante es importante.

Cuando se aplica el freno de estacionamiento, generalmente está en la puerta y el chorro se detiene por completo. Si el sistema antideslizante estaba activo en ese momento, una falla dentro de su caja de control en teoría podría enviar señales incorrectas de “liberación” a los frenos. Si en la puerta, el avión podría rodar ligeramente, hacia adelante o hacia atrás. El viento tiene un gran efecto y algunas rampas son ligeramente inclinadas. Un avión rodando incluso unas pocas pulgadas ha matado a gente de tierra.

Por lo tanto, la lógica del circuito del freno de estacionamiento desactiva el antideslizante cuando se activó el freno de estacionamiento.

La gran y brillante luz roja brillante que significa “¡el freno de estacionamiento de su juego!” Había experimentado una bombilla fundida. Sucede. Se arregla fácilmente. Cuando se observa que se ha quemado.

El hermoso touchdown del Capitán fue seguido por frenos bloqueados simulados en las 8 ruedas, luego 8 neumáticos rotos y luego un choque simulado. Al aterrizar, la cabina inclinable de movimiento completo se lanzó violentamente hacia adelante y se inclinó hacia abajo unos 30 °, simulando fielmente la retroalimentación sensorial G del uso real de los frenos bloqueados.

El instructor de vuelo fue arrojado hacia delante sobre los aceleradores y el pedestal central, golpeando su brazo contra el panel de instrumentos. El chico de la FAA aterrizó encima del instructor. El instructor de vuelo se rompió el brazo.

Sacudí su mano izquierda intacta cuando lo conocí. El tipo de la FAA había decorado el molde del brazo del instructor con la etiqueta “Brazo roto simulado” y un simulador de movimiento completo DC-10 bien dibujado y aerógrafo. (Continental en ese momento tenía un Departamento de Arte real, sala T-210, que felizmente se ofreció como voluntario para hacer la obra de arte y la aerografía).

Ahora estoy pensando que nada de lo que escribí es útil para responder a su pregunta por razones técnicas y de otro tipo; pero disfruté recordando estos recuerdos.

Primero, entiendo que cada avión es diferente, estoy hablando del número de serie Mig 21 1 al número de serie 2 y así sucesivamente. Es solo la naturaleza del proceso de construcción. Tal vez rociaron dos veces la cantidad de pintura en la cola que la siguiente, tal vez sacaron los agujeros de los pernos unos .1 “más lejos en cada conexión en el ala izquierda, tal vez el tercer vuelo de prueba cayó con fuerza sobre la rueda de la nariz y la reparación agregó 2 libras más de peso a la nariz, o el primero era un avión de medallas completamente natural y el segundo estaba pintado de camuflaje, luego gris, luego blanco destellante y luego recibió una capa más de pintura cuando pasó de la URSS a la democracia república popular de Banana, y allí se acumuló un montón de lodo debajo de todas las faldas de las ruedas y en los pozos de las ruedas.

Dicho esto, el diseño de algunos aviones es inherentemente mortal cuando se vuelven lentos, el problema es que el centro de gravedad y el centro de arrastre y el diseño del perfil de las alas y las superficies de control, hace que el avión esté casi diseñado para no volar .

El F-104, el B-26 y varios aviones de entreguerras (WWI -WWII) no querían volar, y fue básicamente por voluntad de los motores que lo hicieron.

Si el centro de arrastre está frente al centro de gravedad, o si el diseño del perfil aerodinámico es tan implacable que se detiene cuando el ángulo de ataque es superior a 1 ° o si la resistencia lateral solo es efectiva a altas velocidades, va a dar un giro plano (piense que el frisbee se dirige hacia el suelo) y luego emitirá un fuerte sonido de golpe cuando golpee el suelo.

Luego, por último, algunos aviones tienen características diferentes con el motor en funcionamiento que sin él.

El Gee-Bee!

Cuando el avión tenía un motor en marcha, las pequeñas superficies de la cola creaban una cantidad decente de control, pero si perdía potencia del motor, eran inútiles para hacer otra cosa que decir adiós a sus amigos y seres queridos.

TL; DR

Cada avión es diferente, pero si el avión es pesado en la cola, la parte posterior cae primero, el arrastre de las alas y la cola podría hacer que gire, luego entra en un giro plano y se estrella.

Si la superficie de sustentación no es amigable con los ángulos de ataque altos, y su nariz es pesada, caerá la nariz hacia abajo y continuará cayendo hasta que el avión mueva suficiente aire a través de la parte superior del ala para producir elevación, y luego la elevación disminuirá la velocidad de la caída y si hay control de la aeronave, y si la cola es capaz de controlar el vuelo, el avión puede elevar la nariz, comenzar a convertir la energía potencial de altitud en un movimiento hacia adelante y el levantamiento de las alas sigue disminuyendo la velocidad caer con más levantamiento hecho.

Si el avión tiene un piloto (o alguna otra forma de controlarlo), configurar el avión para la mejor pendiente de deslizamiento evitará que el avión se detenga y será la caída más lenta y el deslizamiento más largo disponible.

Si el avión tiene una nariz ligeramente pesada mientras que es simétrico izquierda-derecha, entonces se inclinará hacia adelante cuando se suelte y comenzará a deslizarse. Mientras el “centro de arrastre” esté muy cerca del CG del avión, continuará deslizándose hacia abajo, aumentando la velocidad. A medida que aumenta la velocidad, aumentará la elevación total de la aeronave que es normal al vector de velocidad y comenzará a “elevarse”, nariz arriba. Luego, sin empuje del motor, perderá velocidad y volverá a inclinarse hacia abajo y continuará de esa manera hasta el suelo donde se estrellará. Por lo tanto, el perfil de vuelo será “similar a una marsopa” en el camino hacia abajo (alternativamente, perder y ganar altitud, pero en general perder altitud).

Disfruta el viaje.

Sin embargo, si la aeronave tiene una cola pesada y / o no es simétrica de izquierda a derecha, puede entrar en un “giro plano” hasta el suelo. Será un viaje nauseabundo …

Suponiendo que el avión está en una configuración operativa normal y dentro de sus límites C de G, se lanzará hacia abajo y acelerará a la velocidad de vuelo. Entonces tienes el desafío de un arranque por aire para el motor, pero quítatelo del camino y listo.

Este no es un MiG 21 ni una plataforma de lanzamiento completamente estacionaria, pero el principio general es el mismo.

Depende del escenario y de la aeronave. Todos llegarían al suelo. Suponiendo que no hubiera un piloto a bordo, algunos de ellos llegarían a la superficie de la tierra de una sola pieza y algunos probablemente sobrevivirían a la experiencia (salvo encuentros con montañas, bosques, océanos, etc.), el MiG-21 no estaría entre los que sobreviven