Im Großen und Ganzen können die meisten (wenn nicht alle) leichten GA-Flugzeuge "sicher ohne Steuereingabe gleiten" - Flugzeuge sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass sie positive dynamische Stabilität aufweisen, so dass sie zu einem stabilen Gleichgewicht zurückkehren Zustand (zB "Level Cruise Flight") angesichts der meisten bescheidenen Störungen. Sobald sie für den Kreuzfahrtflug konfiguriert sind, können sie sie mit wenig Eingaben des Piloten beibehalten (und wenn sie mit einem einfachen Autopiloten ausgestattet sind, kann "wenig Eingaben" oft für längere Zeit auf "keine Eingaben" reduziert werden).
Ob oder nicht Der Motor, der Strom produziert, ist hier weitgehend irrelevant, abgesehen von der Tatsache, dass wenn der Motor keinen Strom produziert, Sie letztendlich absteigen werden.

Positive Stabilität allein macht die Luftfahrt nicht aus "Für die Massen zugänglich", Autopiloten jedoch auch nicht: Wie beim Autofahren oder Motorradfahren gibt es bestimmte Fähigkeiten in der Luftfahrt, die ein Pilot besitzen muss, um sicher fliegen zu können (und landen) ein Flugzeug, wenn alles richtig läuft. Wenn Sie Probleme (wie Motor- oder Instrumentenausfälle) einführen, wird die Notwendigkeit eines echten Live-Piloten noch kritischer: Die Technologie kann die kritischen Entscheidungsfähigkeiten eines geschulten menschlichen Geistes noch nicht ersetzen.

Insbesondere In Bezug auf Ihre Frage nach einem Standardflugmodus mit kontrolliertem Abstieg kann sogar ein einfacher Autopilot bereits das tun, was Sie beschreiben: Flugzeuge fliegen weiterhin die letzte vom Autopiloten befohlene Richtung oder Route, bis ihnen der Treibstoff ausgeht Sie beginnen mit dem Abstieg (während sie immer noch versuchen, das programmierte Profil zu fliegen).
Sie können keinen geeigneten Landeplatz auswählen, ihr Flugprofil aktualisieren und selbst zu einer sicheren Landung fliegen. Damit dies ohne menschliches Eingreifen geschehen kann, ist viel Glück erforderlich.

In einem besonders berühmten Beispiel für diese Art von Glück landete eine Piper Comanche auf einem Feld, nachdem ihnen der Treibstoff ausgegangen war, wobei der Pilot zu diesem Zeitpunkt aufgrund einer Kohlenmonoxidvergiftung bewusstlos war. Der Pilot überlebte und entfernte sich buchstäblich von der Unfallstelle, und das fragliche Flugzeug fliegt so gut ich kann immer noch.

Nicht wirklich ein Flugzeug, aber Autogyro ist wirklich sicher, selbst wenn der Motor abgestellt wird. http://en.wikipedia.org/wiki/Autogyro

Für den Versuch eines, Wenn der Motor stoppt, sinkt er nur langsam ab (maximal 1 m / s), und Sie müssen vor der Landung nur kleine Korrekturen vornehmen, um die vertikale Geschwindigkeit in die horizontale Geschwindigkeit umzuwandeln. Es ist wirklich wie ein "Airbike"

Vielleicht möchten Sie sich die Antonov An-2 ansehen. Die Vorderkantenlatten sind federbelastet. Wenn Ihre Fluggeschwindigkeit unter 40 Meilen pro Stunde fällt, werden sie eingesetzt. Wenn sie eingesetzt sind und nur eine minimale / keine Leistung haben, sinkt Ihre Geschwindigkeit auf etwa 40 km / h und Ihre "Sinkrate" ist so niedrig, dass das Flugzeug einen kontrollierten Sinkflug und eine kontrollierte Landung durchführen kann, ohne das Getriebe zu beschädigen (abhängig von der Oberfläche, auf der Sie natürlich landen). . Das Flugzeug hat keine definierte "Stallgeschwindigkeit", was bedeutet, dass Sie ohnmächtig werden, die Bedienelemente nach achtern ziehen, keinen Treibstoff mehr haben und einen relativ unkontrollierten Sinkflug machen können, aber Sie könnten tatsächlich überleben.

Dies scheint zu sein Seien Sie dem, was Sie verlangen, am nächsten.

Sie stellen hier in gewisser Hinsicht einige Fragen.

Ich habe versucht, über Anforderungen für den Bau eines Flugzeugs nachzudenken, das für die Massen zugänglich ist.

Die Luftfahrt in die Massen zu bringen, hängt nur teilweise mit dem Flugzeug selbst zusammen. Für was es wert ist, kann der Piper Cherokee 140 für weniger als die meisten neuen Autos gehabt werden und hat das sogenannte "Very Benigin" -Handling, manche könnten sogar sagen, es in Sicherheit zu bringen. Das Flugzeug gleitet wie die meisten GA-Flugzeuge sehr leicht und das Üben von Motorausfällen ist Routine, um Ihren Führerschein zu erhalten. Welches bringt den wichtigeren Punkt. Die aktuellen US-Vorschriften der FAA machen es viel schwieriger, ein Flugzeug zu fliegen (obwohl der Sportpilot dabei geholfen hat), als ein Auto zu fahren. Um ehrlich zu sein, braucht es nicht so viel, um hier in den USA legal Auto zu fahren. Das Erlernen des Flugzeugfliegens ist eine wesentlich größere Aufgabe. Es erfordert eine Investition (zwischen 7 und 15.000, abhängig von den Kosten der örtlichen Flugschule) und mehr Zeit als das Erlernen des Autofahrens. Dies ist wirklich das, was die Massen vom Fliegen abhält.

Für was es wert ist, sind neue Flugzeuge nicht billig, nicht nur weil sie teuer zu bauen sind, sondern weil FAA-Zertifikate nicht einfach zu kaufen sind.

und das erste, woran ich dachte, war eine sichere Landung bei einem Motorschaden.

Motorschaden ist (vorausgesetzt, es liegt kein Brand vor) a Wiederherstellbare Situation, solange es ein offenes Feld oder sogar einen örtlichen Parkweg gibt, auf dem das Fahrzeug abgestellt werden kann. Kleine Flugzeuge (und die meisten Flugzeuge) gleiten ziemlich gut und können problemlos unter Gleiten manövriert werden.

oder ein anderer katastrophaler mechanischer Ausfall.

Das Problem dabei ist, dass die meisten sauberen Handhabungseigenschaften kleiner GA-Flugzeuge auf der Tatsache beruhen, dass das Flugzeug so ist, wie es sein sollte. Es gibt eine Million und eine Sache, die kaputt gehen kann, aber eine Situation verursachen kann, die das Handling oder die Flugeigenschaften eines Flugzeugs verändert, wie z. B. asymmetrische Klappenentfaltung oder eingerastete Steuerkabel / deaktivierte Flugsteuerungen oder sogar kritische Luftrahmenausfälle wie der Vorfall von 2008 mit einem Pilatus PC-6.

könnte ohne Steuereingabe sicher gleiten, einfach basierend auf der Art und Weise, wie der Rahmen des Flugzeugs konstruiert wurde.

Wie bereits erwähnt, haben die meisten GA-Flugzeuge (zumindest) die langsameren Trainer) werden dazu gebracht, zu einem gewissen Grad in eine sichere Haltung zurückzukehren. Es sollte beachtet werden, dass dies oft eine Mindesthöhe erfordert und viele Unfälle in geringer Höhe passieren, wenn das Flugzeug einfach keine Zeit hat, sich zu erholen. Ein Teil davon kann auch durch Dinge wie Trimmen bewirkt werden, die sich, wenn sie an ihre Grenzen gesetzt werden, auf das Handling der Flugzeuge auswirken.

Gab es jemals ein Flugzeug jeglichen Typs, das ohne Steuereingabe sicher gleiten konnte, nur basierend auf der Art und Weise, wie der Rahmen des Flugzeugs entworfen wurde?

Absolut. Während viele Flugzeuge eine unzureichende Rollstabilität aufweisen, um ohne Eingaben des Piloten sicher abzusinken, insbesondere wenn Turbulenzen vorliegen, weisen einige Flugzeuge eine ausreichende Rollstabilität sowie Nickstabilität auf. Ein Beispiel wäre ein Drachenflieger im Rogallo-Stil mit reichlich Schwung an den Vorderkanten. Das Platzieren des Verbindungspunkts zwischen dem Körper des Piloten und der Flugzeugstruktur weit unterhalb des Schwerpunkts des Flugzeugs trägt dazu bei, den effektiven Schwerpunkt des Segelflugzeug-Piloten-Systems zu senken, wodurch sowohl die Nick- als auch die Rollstabilität über den "Pendeleffekt" weiter erhöht werden Es wurde auch beobachtet, dass es bemerkenswert stabil fliegt, wenn es versehentlich von einem Hügel ohne angeschlossenen Piloten gestartet wird.

Angetriebene Drachen ("Trikes") können und wurden nach denselben Prinzipien gebaut. Dieses funkgesteuerte Miniaturmodell eines Rogallo-Flügel- "Trikes" ist extrem stabil und kann auch in turbulenter Luft ohne Piloteneingabe über einen längeren Zeitraum leicht absteigen. Beachten Sie, dass in diesem Fall die "Trike" -Einheit mit Motor und Batterien fest sitzt (die Position ändert sich nur, wenn sich die Servos bewegen), sodass der "Pendeleffekt" noch weiter verbessert wird - der Schwerpunkt des Flugzeugs liegt weit darunter der Flügel.

(Der "Pendeleffekt" basiert auf der Tatsache, dass sowohl der Widerstandsvektor als auch der durch einen Seitenschlupf erzeugte aerodynamische Seitenkraftvektor dazu neigen, stabilisierende Drehmomente auszuüben, wenn sie über dem Schwerpunkt des Flugzeugs oder des Flugzeug-Piloten-Systems wirken Der "Pendeleffekt" wurde auch durch den "Kieleffekt" verursacht, obwohl dies etwas irreführend ist, da die stabilisierende Wirkung des Auftriebs auf einem Boot mit einem gewichteten Kiel unabhängig vom Seitenschlupf ist. Einige Leute mögen den Begriff "Pendeleffekt" ebenfalls nicht weil dies impliziert, dass das aerodynamische Zentrum des Flugzeugs als eine Art fester Drehpunkt fungiert, über den der Gewichtsvektor oder der G-Lastvektor ein Drehmoment ausübt - dies ist keine genaue Darstellung dessen, was vor sich geht. )

Beachten Sie, dass wenn ein Pilot an einem einzelnen flexiblen Gurt hängt und keine Kraft mit seinen Armmuskeln ausübt, sein Körpergewicht so wirkt, als ob es sich an der Stelle befindet, an der der Gurt mit dem Flugzeug verbunden ist. Einige frühe Hängegleiter hatten diesen Verbindungspunkt weit unterhalb des "Kielrohrs", um die Nick- und Rollstabilität zu verbessern. Diese Praxis wurde nun eingestellt, da der resultierende kurze "Aufhängegurt" die Muskelkraft erhöht, die ein Pilot ausüben muss, um sein Gewicht um einen bestimmten Abstand zur Seite zu verlagern. Andererseits hängt der Pilot bei Gleitschirmen an mehreren Aufhängelinien, die aufgrund der dreieckigen Geometrie im Wesentlichen wie starre Streben wirken. In diesem Fall wirkt das Körpergewicht des Piloten nicht mehr so, als ob es sich an dem Punkt befindet, an dem die Linien mit dem Flügel verbunden sind, sondern an seinem tatsächlichen Ort - wodurch der Schwerpunkt des gesamten Systems weit unter dem Flügel liegt und ein starker "Pendeleffekt", der trotz der anhedrischen Geometrie des eigentlichen Flügels zu einer starken Rollstabilität führt.

Gleitschirmpiloten sind oft mit nur minimalen Instrumenten wie einem Magnetkompass in Wolken geflogen. Dies ist natürlich nur in einem Flugzeug mit starker Nick- und Rollstabilität möglich. Am 4. Februar 2007 wurde die Gleitschirmpilotin Ewa Wisnerska, die ohne Sauerstoff flog, unbeabsichtigt in ein Gewitter gehoben und überlebte einen versehentlichen Aufstieg in einem Gewitter auf 32.000 Fuß über dem Meeresspiegel, gefolgt von einem Abstieg zurück zur Erde. Sie war über eine Stunde lang bewusstlos und hatte ihren Körper in Eis gehüllt. Als sie das Bewusstsein wiedererlangte, befand sich ihr Flugzeug in einem stabilen Sinkflug.

Natürlich gibt es eine ganze Disziplin des Modellflugzeugfliegens, die "Freiflug" genannt wird. Diese Modelle erheben sich und kehren dann zur Erde zurück, wobei sie normalerweise ohne Landeingabe jeglicher Art sicher landen. Es ist lehrreich, ihre Konfiguration zu überprüfen. Sie haben fast immer Dieder und eher kleine vertikale Flossen und normalerweise eine hochflügelige Konfiguration.

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Flugzeuge für den ungelernten Piloten haben eine lange Geschichte. Vorausgesetzt, das Flugzeug ist im Wesentlichen stabil, gibt es mehrere Bedingungen für eine sichere Landung mit toten Stöcken:

• Die Flügelbelastung muss gering sein. Dadurch wird die Sinkgeschwindigkeit auf einem sicheren Niveau gehalten, sodass der Pilot nicht aufflammen und den Sinkflug für die Landung verlangsamen muss.

• Die aerodynamische Effizienz darf nicht zu hoch sein. Damit das Flugzeug über eine lange Distanz nicht im Bodeneffekt "schwebt".

• Für echte Hands-Offs müssen Sie phugoide Schwingungen vermeiden. In diesem Zustand werden viele Flugzeuge langsam langsam auf und ab nicken, und die Schwingungen werden schließlich katastrophal.

Zuerst war der schwanzlose Flügel am Block Doppeldecker vom britischen Pionier JW Dunne entwickelt. Es war auch in der Lage, sich automatisch von einem Stall zu erholen - vorausgesetzt, Sie könnten es irgendwie in einen bringen. 1910 wurde es das erste zertifizierte Stallflugzeug der Welt, ein Ereignis, das von keinem anderen als einem erstaunten Orville Wright miterlebt wurde. Die Burgess-Dunne wurde in den USA in Lizenz gebaut und von Zeit zu Zeit basierten andere Amerikaner wie Smith und Waterman ihre "Sicherheitsflugzeuge" darauf. Das Hauptproblem besteht darin, dass es, da es schwanzlos ist, einen kleinen CG-Bereich hat, für dessen Erfahrung einige Erfahrung erforderlich ist.

Es gibt viele konventionellere Typen. Vielleicht war der große "Jedermann" -Klassiker der Doppeldecker de Havilland Moth des goldenen Zeitalters.