Fatrulle
En fatrulle är en luftmanöver där ett flygplan gör en fullständig rotation på både sina längsgående och laterala axlar, vilket gör att det följer en spiralformad bana, ungefär bibehåller sin ursprungliga riktning. Det beskrivs ibland som en "kombination av en slinga och en rulle". G -kraften hålls positiv (men inte konstant) på föremålet under hela manövern, vanligtvis mellan 2 och 3 g och inte mindre än 0,5 g . Piprullen förväxlas vanligtvis med en skevrol .
Etymologi
Tunnrullen heter så eftersom ett flygplan som utför denna manöver ser ut som om det flyger med sina hjul som löper runt insidan av en cylinder, eller en imaginär pipa som ligger på sidan. En vanligare modern visualisering är att föreställa sig ett flygplan som försöker flyga i en horisontell korkskruv runt färdriktningslinjen. Även om manövern går före namnet, användes termen först 1917 och blev populär under början av 1930-talet.
Flyg
Inom flyget är trumrullen en aerobatisk manöver där ett flygplan utför en spiralformad rullning runt sin relativa framåtrörelse, med nosen som hamnar riktad längs den ursprungliga flygbanan. Det utförs genom att göra en kombination av en rulle och en slinga. Manövern inkluderar en konstant variation av flygplanets attityd (nosorientering ) i två eller kanske alla tre axlarna. Den består av en rotation längs stigningsaxeln (nosen roterar uppåt, i en riktning vinkelrät mot vingarna) genom applicering av hissinmatning, följt av skevroder för att rotera flygplanet längs dess rullningsaxel. Ibland används roderinmatning för att hjälpa till att rulla genom giraxeln (nosen roterar i sidled), genom att svänga svansen över toppen. Vid mittpunkten (överst) av rullen ska flygplanet flyga inverterat, med nosen pekande i ungefär rät vinkel mot den allmänna flygbanan. Flygplanet kommer också att ha tagit höjd och rest en kort bit från den ursprungliga flygvägen. Flygande inverterat fortsätter planet genom rullen, sjunker i höjd och återvänder till den ursprungliga flygbanan. Efter att ha slutfört rullningen, bör flygplanet sluta flyga längs samma flygbana och på ungefär samma höjd som manövern började.
Begreppet "trumma rulle" används ofta, felaktigt, för att hänvisa till någon rulle av ett flygplan (se skevroderrulle , långsam rulle eller snäpprulle ).
Historia
Tunnrullen kallades ursprungligen en "sidovolta". Den framfördes första gången 1905 av Daniel Maloney . Han flög ett segelflygplan som ägdes av John Joseph Montgomery under en utställning, som lyftes med ballong och sedan släpptes. Under denna speciella show gjorde Maloney en mycket hård vändning, vilket fick vingarna att skeva, och utförde manövern helt av misstag, men följdes snabbt av sin följeslagare, David Wilke, som gjorde två fatrullningar i rad; en till vänster och den andra till höger.
Utanför aerobatic-tävlingen rullades prototypen av Boeing 367-80 och Concorde under test. Boeing 367-80 rullades två gånger av Tex Johnston i en otillåten manöver medan han demonstrerade flygplanet för International Air Transport Association över Lake Washington, Seattle. Concorde rullades flera gånger av sina testpiloter, inklusive Jean Franchi och Brian Walpole . Avro testpilot Roly Falk rullade Avro Vulcan under en visning vid flygmässan i Farnborough 1955, och ökade i höjd under manövern.
Avrättning
För att göra en fatrullning i sin renaste form, ur pilotens perspektiv, kan det bäst ses som en rulle runt en punkt vid horisonten som är 45 grader från flygbanan. [ citat behövs ] Med utgångspunkt från en planflygning väljer piloten vanligtvis en sådan punkt vid horisonten som en referens, som vanligtvis är mellan nosen och vingspetsen, ut genom sidofönstret (om planet har sidofönster). Denna punkt kan vara vad som helst i det området, som en avlägsen sjö, bergstopp eller moln. Piloten kommer sedan att dra tillbaka pinnen och föra planet upp i en kort stigning. När nosen passerar genom horisonten börjar piloten använda skevroder , vilket åstadkoms genom att föra spaken åt antingen höger eller vänster. När flygplanet rullar fortsätter det att luta i lyftvektorns riktning . Piloten måste noggrant kontrollera rullningshastigheten och hålla nosen 45 grader från referenspunkten vid horisonten när nosen spårar en cirkel runt denna plats. Vissa plan kan kräva roderinmatning , medan de flesta högeffektplan endast behöver styras av skevroder och hisskontroll . [ citat behövs ]
När flygplanet har rullat 90 grader, och vingarna är vertikala, ska nosen vinklas ca 45 grader direkt ovanför referenspunkten. När planet fortsätter att rulla upp och ner kommer det att börja plana ut, och horisonten kommer att tyckas stiga för att möta näsan. När det är helt inverterat ska flygplanet vara plant och nosen ska fortfarande vara 45 grader från sidan av referenspunkten, vilket placerar den 90 grader från den ursprungliga flygbanan. När nosen faller genom horisonten kan piloten behöva minska hisstrycket för att undvika höjdförlust genom att motverka tyngdkraften och förlusten av lyft. Med fortfarande nosen 45 grader från referenspunkten bör planet rulla in i plan flygning längs samma flygbana och på samma höjd som manövern började. Om den utförs korrekt, bör referenspunkten tyckas förbli i ett ganska stationärt läge, relativt planet, medan horisonten snurrar runt den. [ självpublicerad källa? ]
Militär attack
I luftstridsmanövrering , historiskt bekant som luftkamp , kan termen "trumma rulle" se till en av många manövrar. Dessa manövrar kallas ofta helt enkelt barrel rolls, men många faller inom kategorin "deplacement rolls".
Fatrulle
Termen cylinderrulle i sig syftar oftast på en spiralformad rullning runt en rak flygbana, vars syfte är att bromsa den relativa framåtrörelsen (nedåtgående rörelse) hos flygplanet. Detta kan hjälpa en försvarare att tvinga en anfallare, som vanligtvis är bakom försvararen, att flyga ut framför, vilket kallas överskjutning . Detta kan också hjälpa en angripare att förhindra ett överskridande. Detta tvingar ofta båda planen att fortsätta genom en serie rullar som kallas en rullande saxmanöver. En tunnrulle används också ofta för att kontrollera döda vinklar medan man är kvar på en stadig flygbana.
Rullande sax
Rullsax, även kallad vertikal sax eller helt enkelt "rullar", är vanligtvis en oönskad manöver att fastna i, både för angriparen och försvararen. Fördelen går vanligtvis till flygplanet med högre svänghastighet, speciellt när man drar nosen genom toppen och botten av svängarna. Korrekt placering av lyftvektorn under manövern är avgörande för att inte röra sig framåt, i förhållande till motståndaren. Det finns många optiska illusioner som påverkar pilotens förmåga att bestämma motståndarens relativa position, och misstag kan lätt göras. Det är extremt svårt att få till en lämplig bränningslösning under rullsaxen. Om flygplanet har ett dragkraft-till-vikt-förhållande på mindre än ett, kommer varje på varandra följande rullning att vara lägre än den föregående, och piloterna kan snabbt befinna sig på marknivå. Alla fördelar förloras vanligtvis av den första piloten som försöker koppla ur.
Hög-g fatrulle
En hög-g piprulle är en sista defensiv manöver, utförd när angriparen har uppnått en lämplig skjutlösning. Manövern utförs när angriparen är mycket nära, och en trumrullning utförd av försvararen kan orsaka ett överskjutande. Manövern börjar med att minska gasen, förlänga hastighetsbromsarna eller svänga mycket hårt för att uppmuntra till en översvängning. Manövern utförs sedan genom att applicera överdrivet hisstryck och hård roderinmatning under trumrullningen för att hjälpa till med rullningen. Den plötsliga förändringen i den relativa framåthastigheten kan få en förvånad angripare att flyga ut framför försvararen. Beroende på situationen kan en hög-g fatrulle utföras "over the top", genom att börja rullen som en vanlig fatrulle. Rullen kan också utföras "undertill", genom att göra en halv skevrole till det inverterade läget och börja rullningen upp och ner.
Förskjutningsrulle
Det finns en mängd olika manövrar som kan beskrivas som förskjutningsrullar. En förskjutningsrulle är en cylinderrulle som flyttar flygplanet i sidled, förskjuter det från sin projicerade flygbana och flyttar det till en ny flygbana. Beroende på hur en förskjutningsrulle utförs, kan den ge en förskjutning i sidled till en parallell flygbana, eller mer aggressiva rullar kan användas för att ge en minskning av svängradien .
Genom att flytta jaktplanet mer in i det vertikala planet kan piloten använda gravitationen för att hjälpa flygplanets prestanda. I vertikala eller sneda geometriska plan kommer svängen att vara mycket långsammare över toppen, och svängradien kommer att vara mycket mindre. Omvänt kommer svängradien att vara mycket större genom botten av svängen, men svänghastigheten blir snabbare. Förskjutningsrullar utnyttjar till fullo denna hjälp från gravitationen. Genom att flytta jaktplanet till mer av det vertikala planet kan piloten sedan kontrollera rullningshastigheten och girningen för att ge en kraftig minskning av svängradien, vilket hjälper angriparen att förhindra en överskjutning och stanna kvar innanför försvararens sväng. En sådan förskjutningsrulle, även kallad "rollaway", använder geometrin av tre dimensioner genom att utföra en halv trumrullning till det inverterade läget, och sedan utföra den andra halvan av en slinga med mycket lite rullning, och hålla lyftvektorn i linje med försvarare när flygplanet ändrar riktning.
Baldakinrulle
En kapellrulle är den enklaste formen av förskjutningsrulle. Rullen används för att ge sidoförskjutning samtidigt som den ursprungliga kursen bibehålls. Manövern börjar som en vanlig piprulle, men när planet nästan är inverterat placerar piloten hissarna och skevroder nära neutralläget. Detta kallas "lossning" och gör att det omvända flygplanet kan flyga momentant i en ganska rak båge. När piloten har uppnått tillräckligt med sidoförskjutning fortsätter piloten genom den andra halvan av trumrullen.
Denna typ av rulle kallas en canopy roll eftersom den ofta används som ett sätt för flygplan att snabbt ändra positioner, genom att rulla över toppen av ett flygplan och komma ner på andra sidan. Canopy rolls används ofta i strid för att förskjuta angriparen i förhållande till försvararens flygbana. En anfallare som följer inuti försvararens tur kan behöva förskjuta flygplanet till utsidan av försvararens tur för att förhindra en överskjutning. På liknande sätt, om angriparen följer utanför vändningen av en försvarare som är mycket mer manövrerbar, kanske angriparen inte kan dra upp nosen till en lämplig skjutposition. Genom att använda en kapellrulle kan angriparen flytta flygplanet i sidled bort från försvararens flygbana. Detta kommer att få flygbanorna för båda flygplanen att korsa, med hjälp av geometri för att ändra angriparens mål. Canopy rolls används ofta av angriparen när försvararen vänder på vändningen, vilket gör att angriparen kan följa vändningen samtidigt som den håller rätt relativ position. Luftstridsfilmen The Blue Max från första världskriget från 1966 visar en baldakinrullning som utförs av en av paret tyska Luftstreitkräfte- piloter (karaktärerna Bruno Stachel och Willi von Klugermann), båda flygande Fokker Dr.I -jaktplan, strax före den tragiska "daredevil" flygsekvensen under broen i filmen.
Lagförskjutningsrulle
En lagförskjutningsrulle , eller "lag roll", hjälper till att förbättra skjutpositionen för det attackerande flygplanet och hjälper till att öka räckvidden. Angriparen utför rullningen under en hård, svängande jakt, rullar både upp och bort från vändningen. Vanligtvis utförs lite långsammare än en normal förskjutningsrulle, angriparen uppnår den korrekta minskningen av svängradien på eller strax utanför försvararens tur. Efter att ha avslutat rullningen, när flygplanets lyftvektor pekar direkt på fienden, drar piloten tillbaka pinnen och går in i svängen igen med förmågan att uppnå en bättre skjutposition.
Barrel roll attack
En barrel roll attack är en militär manöver som förbättrar angriparens offensiva position och förhindrar angriparen från att överskjuta. I denna manöver bryter försvararen en riktning och så utför angriparen en trumrullning i motsatt riktning. Angriparen drar tillbaka pinnen mer än en vanlig fatrulle, och utför en tightare loop än rullen. Det är den tredimensionella motsvarigheten till en 90-graders sväng, och angriparen avslutar slingan, efter att ha genomfört tre fjärdedelar av ett kast, med nosen riktad längs försvararens flygbana.
Manövern utförs när ett överskjutande är nära förestående och kan inte korrigeras med en normal deplacementrulle. Manövern är mycket mer aggressiv än en vanlig förskjutningsrulle och börjar med att rulla något i riktning mot försvararens brytning och sedan dras upp kraftigt. Vid ungefär 30 grader från horisonten börjar piloten rullningen av pipan bort från försvararens brytning och applicerar mer hisstryck än rullning. När den är inverterad använder piloten sedan den assistans som tyngdkraften ger i kombination med roderkontroll för att bringa flygkropparna på båda flygplanen i linje. När nosen passerar genom horisonten kommer piloten att rikta in lyftvektorn framför försvararen, för att föra fightern tillbaka till det korrekta geometriska planet, innanför försvararens tur.
Framgången för en barrel roll-attack beror mycket på flygplanets förmåga att zooma klättring . När angriparen kommer ner kan försvararen kontra genom att dra upp i en tunna rulle, vilket resulterar i en rullande sax.
Roderrulle
En manöver som mycket påminner om en tight barrel-roll är roderrullen. Roderrullen skiljer sig från piprullen både genom att appliceringen av backstickstrycket (hiss) vanligtvis är mycket högt och att skevroderinmatningen hålls neutral under hela manövern. Istället produceras rulle genom att skapa en sidoslip- through applicering av roder kombinerat med hiss. Flygplanet kommer att rulla i rodrets riktning. Detta kommer att få flygplanet att glida genom rullen och hålla nosen riktad i endast en ytlig vinkel från flygbanan. Flygplanet kommer att se ut att glida nästan i sidled i en liten vinkel runt en mycket smal, spiralformad bana, mer som ett imaginärt rör än en pipa.
Rullhastigheten för en roderrullning är direkt relaterad till attackvinkeln och machnummer . Ju högre hastighet och desto större attackvinkel; desto snabbare kommer rullningen att ske. Rullen tenderar att bli mer effektiv om pinnen dras tillbaka till punkten av buffé (turbulensen som föregår ett stall), och ofta till det maximala som hissarna tillåter.
Roderrullningen är vanligtvis mer kontrollerbar än en trumrullning och kan utföras vid mycket högre rullningshastigheter, men måste vanligtvis utföras vid mycket höga hastigheter för att producera den mängd energi som behövs för att bära sliran hela vägen genom rullen. Den är generellt sett mer effektiv vid stridshastigheter än en trumrullning på grund av den sänkta effektiviteten hos skevroder vid högre hastigheter. Roderrullen är en grundläggande manöver som används av luft-till-luft- och yt-till-luft-missiler för att ge kurskorrigeringar under flygning, vilket ofta ger dem en oregelbunden flygbana som svänger runt målets spår.