Тестирование на проде: каждый лётчик немного испытатель
Иногда самолёт подкидывает такие задачки, что начинаешь чувствовать себя не пилотом, а детективом. За последние несколько полётов я заметил три вроде бы несвязанных симптома. Каждый сам по себе - мелочь. Но когда начал писать отчёты и раскладывать всё по полочкам, стало понятно: они, похоже, не такие уж и независимые.
предыстория: палатка в горах
Длинные перелёты - это не только красиво и интересно. Длинный сегмент позволяет попутно собрать некоторую статистику и подметить особенности самолёта, которые будут не заметны на коротких вылетах.
Май. Мы с сыном вылетели в довольно сложный аэропорт Kern Valley (L05) близ города Bakersfield в Калифорнии, чтобы разбить там палатку и погулять по округе. Выбор пал на самолёт Cessna 182P под регистрационным номером N88HQ. Самолёт просторнее, быстрее и грузоподъёмнее, чем 172. И уж точно хороший выбор для калифорнийского лета в горах.
В багажном отсеке палатка, спальники и гречка с сосисками. Лёту два часа.
Заход на полосу в узкой долине при порывистом ветре достоин отдельной статьи (как знать - может, когда-то я и до этой истории доберусь), но в целом полёт прошёл без замечаний. Почти.
Одна деталь не давала покоя. Перед вылетом я заметил, что самолёт заправлен неравномерно - в правом баке топлива заметно больше, чем в левом. Я списал это на ошибку заправщика. Или на то, что самолёт долго стоял с креном на правое крыло (а топливные баки сообщаются), во что верилось уже с трудом. Как бы то ни было, дисбаланс был незначительным, так что было принято решение вылетать без дозаправки для выравнивания уровней топлива (чтобы не увеличивать взлётную массу в этот жаркий день), а топливо выровнять уже в полёте, временно переключившись на правый бак. Штатно она летит на обоих.
Уже на первой посадке на Bakersfield Municipal стало понятно, что заправщик тут не при чём. Полпути мы пролетели на правом баке, при этом итоговый расход из левого был всё равно больше. Это, мягко говоря, неправильно. На следующий день, на обратном пути, после дозаправки я повторил опыт - дозавправил поровну в оба бака, пролетел часть пути на правом (зная о проблеме) и сел дома снова с перерасходом из левого. При этом суммарный расход топлива был близок к рассчётному, что радовало.
Само собой, по приземлении я оставил соответствуюший squawk механикам:
Uneven fuel burn: Example: we fueled 26 gallons per side (52 total), planned to land with ~30 gallons. We did land with the expected total, but the distribution was off — left tank showed 10 gallons, right tank 20 gallons. On the outbound leg the trend was similar (higher burn from the left tank), but I didn’t record exact numbers.
Additional note: When trimmed for straight flight with no lateral deviation, the slip/skid ball sits slightly right. Not sure whether this is connected to the fuel imbalance, but the two observations might be related.
И получил довольно странный ответ при закрытии:
The plane will draw from either tank if on both. The tanks are always going to try and equalize pressure. also, the plane sits right wing low. Therefore tanks will balance fuel level between them. This happens relatively quickly. Right tank sitting lower then the left tank will have more fuel in the right tank then the left tank. Will place on level ground and adjust the ball. Thank you
Если коротко, то "Ну, самолёт будет расходовать топливо из обоих баков равномерно, если регулятор поставить в положение "both", а уровень отличается, потому что он на парковке стоит криво". Короче, "чинить нечего". Меня эта резолюция не устроила - ни как пилота, ни как тестировщика. Но доводов у меня на тот момент больше не было. Почему-то вот перерасход.
На этом всё и закончилось. Закончилось бы.
поставил галочку: вылет в Henderson
Кто следит за мной уже некоторое время, тот знает, что к аэродрому Hednderson Executive (KHND) близ Лас-Вегаса я питаю особые чувства. А ещё там неподалёку живут наши друзья. А 4 июля был не просто День Независимости США, а 250 лет со дня подписания Декларации Независимости. Короче, как-то всё это собралось вместе - и было принято решение лететь в Вегас. Точнее - в Хендерсон. Самим, на самолётике. Типа фейерверки сомтреть. Приключение, короче.
Понятно, что тошнить в такую даль на 172-й - это, как минимум, глупо. И долго. Такой вылет - это и так уже долго и дорого, но искуственно усложнять себе жизнь точно не стоит.
Выбор пал на ту же 182-ю Сессну N88HQ. Я помнил о её странных отношениях с топливными баками, но стратегия у меня на тот момент уже была выработана. Главное - не допускать "сухого" бака: там тогда воздух попадает в магистраль и двигателю это может не понравиться.
Отдельная история о том. Как мы утром перед вылетом искали ключи в условиях, пожалуй, самого крупного государственного праздника, когда у всех вокруг выходной, но благодаря одному чудом оказавшемуся в ангаре механику (я ему, кстати, пивом проставиться обещал) и чудом оказавшимся у него запасным ключам, вылет всё-таки состоялся.
В багажном отсеке палатки нет, зато там два ящика сочной калифорнийской клубники. Впереди четыре часа полёта в Неваду.
Но пост, как вы понимаете, не про путешествие в Хендерсон, фейверки и уничтожение клубники. Пост про технические неполадки.
positive rate: привычка - вторая натура
Сейчас самое время подушнить. Плохие привычки быстро приживаются, а избавляться от них гораздо сложнее. Избавление от вредной привычки - это осознанный процесс; да и чтобы недопустить проскальзывания, нужно сознательно гнать от себя мысли типа "да чего там проверять" или "попищит и перестанет". К аварии редко приводит одна большая ошибка. Обычно к ней ведёт длинная цепочка маленьких. Safety slips in small stages.
Игнорирование сигнализаций и сообщений - это один из самых показательных примеров. Если на моей навигационной системе моргает иконка сообщения, я, как правило, не оставляю её моргать - если я ничем срочным прямо сейчас не занят, я сразу его открываю, читаю и предпринимаю действия, если оно того требует. Установить курс. Переключить бак. Проверить, до какого именно воздушного пространства осталось меньше 10 миль.
Лампочка не должна моргать. Соообщения нельзя игнорировать. Сигнализация должна быть осознанно отработана. В противном случае вырабатывается толерантность, которая может привести к последствиям. Если привыкнуть игнорировать сигнализацию о сваливании, то можно уйти за критический угол атаки и свалить машину. Если у меня 10 000 футов в запасе - это ещё полбеды; если я проигнорирую сигнализацию на малой высоте - это уже может оказаться критично.
симптом номер раз: ложная тревога
Ещё в первый вылет в Kern Valley я обратил внимание на то, что самолёт иногда неожиданно пищит. Иногда. Особенно - на малой скорости. Особенно - в наборе. И писк такой характерный, с явной корелляцией с воздушным потоком. Как я его называю, пневматический. И это важное замечание - забегу вперёд, у этой Сессны датчик сваливания электрический: при приближении к критическому углу атаки поток физически переключает лопатку, которая замыкает цепь звукового сигнализатора. И звук у этого сигнализатора совсем не такой, как у классического "свистка"; это такой зуммер. И я это знаю.
Но я-то слышу, что самолёт пищит. И пищит очень характерно. И во время взлёта с Хэндерсона, в горной местности, да ещё и в жару - пищит довольно настойчиво. И что я делаю? Я первым делом отдаю штурвал вперёд и уменьшаю угол атаки. Головой я понимаю, что согласно всем рассчётам, на этой воздушной скорости и с этой скоростью набора до критического угла ещё далеко, но пятьсот часов за спиной и острое желание вернуться домой в целости и сохранности не позволяют мне игнорировать подобные сигналы. А самое обидное - самолёт отвечает: писк становится слабее. В итоге в моменте пришлось найти компромисс между темпом набора (чтобы не встретиться с какой-нибудь горой) и писком, который так жёстко похож на сваливание. Вот этот бес "а вдруг я что-то не правильно посчитал" не даёт покоя.
И тем не менее, это не сваливание. И самолёт летит нормально, он не перегружен и по центровке в лимитах. Самолёт безопасен, но летать в таких условиях становится небезопасно именно с точки зрения вырабатывания толерантности. До дома мы долетели без проблем. На эшелоне звук вообще практически сошёл на нет. Но галочку я поставил. И squawk новый зарепортил.
"Странный звук, который можно спутать с сигнализатором сваливания. Это либо может выработать толерантность, либо, если пилот отрабатывает как надо, может быть опасно, особенно в условиях набора в жару в горах"
A strange sound that can easily be mistaken for the stall horn. However, the noise is clearly airflow‑related (pneumatic), while the stall horn on this aircraft is electrical. The sound may be confused with an impending stall warning. When ignored, it can build pilot tolerance to the actual stall horn. During climb - especially in high density altitude and mountainous terrain - this may pose a hazard if the pilot reacts automatically as if it were a stall event, potentially compromising climb performance and increasing the risk of CFIT due to an unnecessary pitch‑down response to a false warning.
симптом номер два: на одном крыле
А началось всё, как вы помните, с топлива. Точнее, с его несимметричного потребления. Не смотря на то, что оригинальный репорт был закрыт, резолюция "мы посмотрели, всё норм" меня не устроила. Я заранее знал, что там что-то не так. Мы полетели собирать статистику. В том числе.
И самолёт меня не подвёл. В смысле, подвёл, но ожидаемо. Без сюрприза. Не смотря на то, что я некоторое время летел исключительно на левом баке, перерасход на правом баке снова был очевиден.
Ничего нового, то же, что и в первом вылете. Результат - новый репорт от пилота для механиков:
(a) Tanks filled to full and nearly even before departure. Important: one hour was flown on the right tank, which should have noticeably increased its consumption. Upon landing: left tank at 10 gallons, right tank at 20 gallons. A 10‑gallon difference after ~4 hours of flight time and one hour flown exclusively on the right tank.
(b) Tanks filled evenly at 30 gallons each. Again, one hour on the right tank. Upon landing: left tank at 15 gallons, right tank at 17 gallons. Nearly equal readings after ~3 hours of flight time, despite one hour flown exclusively on the right tank.
Note: I did not run an experiment flying on both tanks to avoid running a tank dry, as the issue was noticed on the first landing.
загадка: зимой и летом одним цветом
А вот авиационное топливо разных цветов. Более того, оно этими цветами кодируется. Реально: разные виды топлива разного цвета. Зачем? Ну, например, чтобы отличить одно от другого. Или чтобы точно отличить топливо от воды, когда делаешь пробу топлива из бака. И вот тут начинается самое интересное.
Итак, знакомьтесь: толпливо 94UL (unleaded - без содержания тетраэтила свинца).
Это топливо нежно голубого цвета. Почти незаметного оттенка, который становится очевидным на фоне белого фюзеляжа, например. Если его разлить и дать ему высохнуть, высыхает практически без следа.
А вот другой образец - тоже 94UL, но старый.
Такой уже не найти - теперь его подкрашивают в голубой, потому что раньше его практически невозможно было отличить от Jet A. А перепутать очень не хочется - для поршневого самолёта это практически гарантированная детонация и критическая потеря мощности; обычно почти сразу после взлёта, что очень опасно.
И вот, наконец, 100LL (low lead - с пониженным содержанием тетраэтила свинца)
Фиолетовый? Розовый? Фуксия? Я не шарю. Для нашей истории важно учесть то, что у него довольно насыщенный цвет. А главное, при высыхании он оставляет следы. А теперь смотрите.
симптом номер три: неопровержимые улитки
На нашем аэродроме в силу определённых причин 100LL больше недоступен. Его отменили с целью максимально отсрочить гипотетическое закрытие аэродрома. Типа свинец, небезопасно, дети болеют... Короче, проще заменить бензин, чем объяснять экоактивистам и тем, кто хочет застроить территорию аэродрома дорогим калифорнийским жильём, что это бред.
В итоге, для дозаправки доступен только 94UL, который не оставляет улик. Раньше утечки топлива можно было определить визуально. Я пытался найти фотки живописных розовых подтёков по фюзеляжу за закрылком (было дело), но, похоже, у меня их нет.
Зато есть другие, из этого самого вылета в Хэндерсон. Точнее, из обратного полёта, потому что там, в Хэндерсоне нас заправили тем самым ярким и красивым 100LL. И потом я его нашёл там, где его быть не должно.
Или вот с другого ракурса - тоже красивое.
Если коротко, то очевидно, что крепление горловины правого бака больше не герметично, и при полной заправке из бака подсасывает топливо. Утечка топлива, очевидно, пренебрежима (смотри выше про потребление топлива), но это не важно. Гораздо важнее сам факт негерметичности. Поэтому половинка моего репорта выглядит вот так:
There is a suspicion of fuel seeping through the seal of the right fuel tank filler neck, specifically around the filler‑neck screws. The conclusion is based on visible red fuel streaks originating from these screws and extending across the upper wing surface, indicating the presence of a small but definite leak. <...>
вентиляция толпливных баков на примере самолёта Cessna 172/182
Настало время для ещё одного сегмента рафинированной духоты. А то недостаточно душно.
Сессна 182 - верхнеплан. Крыло вверху. А в крыле - бак с топливом. И по большому счёту топливо просто стекает к двигателю. Это не совсем так, но нам сейчас важно понимать, что из бака топливо по факту просто стекает вниз. А чтобы оно спокойно покидало бак, его нужно оперативно заменять воздухом. Кто не верит - попробуйте попить из стеклянной бутылки, не запуская в неё воздух.
Однако, тут есть проблема: простая вентилируемая крышка горловины (как это реализовано в некоторых автомобилях, особенно старых) здесь не подойдёт - эффект Венчури, скорее, приведёт к обратному: воздух не только не будет поступать в бак, но напротив будет высасываться из бака из-за набегающего потока.
Поэтому, например, критически важно проверять, надёжно ли закрыта горловина бака - тут и топливо можно в полёте начать терять, и двигателю топлива может доставаться меньше из-за пониженного давления в баке. Вот такую крышку я как-то нашёл при осмотре. Как это произошло - история умалчивает; но это прямо очень нехорошо.
Именно поэтому вентиляция у Сессны находится под крылом за подкосом крыла, и её носик "смотрит" вперёд, что даже немного повышает давление в баке за счёт набегающего потока.
Правый бак вентилируется за счёт сообщающихся между собой баков; отдельной вентиляции в правом баке нет.
паззл сходится
В этом полёте сошлось всё. Во-первых, сам по себе длинный перелёт позволяет наглядно заметить разницу в расходе топлива.
Во-вторых, факт заправки розовым топливом позволил заметить незначительную утечку топлива (что невозможно заметить при использовании практически прозрачного голубого топлива), а главное - диагностировать негерметичность горловины бака.
Негерметичность горловины бака в свою очередь объясняет наличие паразитного звука, особенно на малых скоростях и больших углах атаки в наборе - воздух с характерным свистом покидает правый бак.
Наконец, сам факт того, что горловина негерметична, объясняет неравномерный расход топлива. Если выставить регулятор топлива на использование обоих баков, расход идёт преимущественно из левого, потому что в правом баке давление падает из-за набегающего потока - топливо банально хуже течёт.
И по отдельности корректно интерпретировать эти симпотмы и корректно диагностировать проблему практически невозможно. Только совместно. Поэтому во второй половине репорта я так и написал:
According to overall fuel consumption (see related squawk), the leak appears to be negligible in quantity, yet it is present. It may potentially contribute to uneven fuel burn due to reduced tank pressure caused by an unsealed filler‑neck area; however, this remains a hypothesis.
Преступление раскрыто. Убийца дворецкий.
эпилог
Пока я неторопливо писал этот лонгрид, мои репорты закрыли. Одним днём. С довольно немногословным комментарием: "Repaired."
Ну, кто я такой, чтобы баловать меня деталями. При случае почитаю maintainance log или просто посмотрю на расход топлива на очередном вылете на N88HQ. Самолёт то хорошоий, удобный. Хоть и дорогой. Если вспомню, то допишу этот пост, поделюсь результатами.