воздушное руление вертолета что это

Воздушное руление вертолета что это

На вертолете можно перемещаться по земле в пределах аэродрома или посадочной площадки путем руления или подлета. Вертолет позволяет выполнять руление вперед и назад, а также производить развороты на месте в обе стороны на 360°. Руление производится за счет наклона тяги несущего винта вперед или назад, развороты при рулении влево — за счет реактивного момента несущего винта, вправо — за счет увеличения тяги рулевого винта.

При установке на вертолете шасси со всеми ориентирующимися колесами на нем было бы возможно и руление в стороны, но, как показал опыт, при таком шасси значительно усложняется руление, особенно при сильном, порывистом ветре.

В отличие от большинства самолетов, которым для изменения направления движения при рулении или для остановки требуется достаточно надежный контакт колес шасси с поверхностью земли, вертолеты при рулении используют только аэродинамические силы, а тормоза служат иногда для остановки.

Всем известно, как усложняется руление по скользкой поверхности. на любом самолете, даже на многомоторном с разнесенными двигателями. Между тем на вертолете можно совершенно свободно выполнять руление и все маневры на какой угодно скользкой поверхности.

Вместе с тем руление на вертолете имеет ряд существенных особенностей, неучет которых может привести к серьезным последствиям.

Для обеспечения руления вертолета необходима достаточно большая горизонтальная составляющая силы тяги несущего винта, которая может быть получена при большом наклоне автомата-перекоса либо при большой величине тяги. Однако и то и другое невыгодно: большой наклон автомата-перекоса нежелателен из-за условий его работы и требует больших отклонений ручки управления, что заметно усложняет руление. Большая подъемная сила несущего винта при рулении даже опасна, о чем подробнее будет сказано ниже. Поэтому тяга несущего винта при рулении должна иметь совершенно определенную величину, которая обеспечивается сохранением определенных оборотов двигателя.

При рулении по твердому грунту и в тихую погоду необходимо соблюдать такую последовательность действий. Убедившись, что на пути руления нет никаких препятствий, летчик приступает к рулению. Повернув рукоятку коррекции газа в среднее положение, если она была убрана после пробы двигателя, плавным движением рычага «шаг-газ» вверх летчик устанавливает рекомендованные обороты двигателя, одновременно удерживая вертолет педалями от разворота влево. Затем плавным движением он отклоняет ручку управления вертолетом от себя на половину ее хода и, задержав ее в этом положении, внимательно следит за начавшимся движением вертолета вперед.

По мере увеличения скорости руления ручку управления вертолетом следует плавным движением постепенно брать на себя. При установившейся скорости руления ручка управления должна находиться в среднем положении между нейтральным и отклоненным положениями в начале руления. Скорость руления вертолета по бетонированной дорожке при таком положении ручки управления будет равна 15–20 км/час. При рулении по плотному грунту, покрытому небольшой травой, при таком положении ручки управления скорость будет около 5–7 км/час. Схема сил, действующих при рулении, приведена на рис. 50.

Рис. 50. Схема сил при рулении вертолета:

_{1 — тяга несущего винта; 2 — горизонтальная составляющая тяги несущего винта; 3 — вертикальная составляющая; 4 — сила тяги хвостового винта; 5 — вес вертолета; 6 — сила трения колес о землю}

Руление по мягкому грунту имеет ряд особенностей, которые важно учитывать. Так, например, после установки рычагом «шаг-газ» оборотов, необходимых для руления, и после отклонения ручки управления вперед на половину ее хода очень часто бывает, что вертолет с места не двигается.

Иногда даже после полного отклонения ручки управления от себя вертолет остается на месте. Не следует в этом случае увеличивать обороты двигателя взятием рычага «шаг-газ» вверх, так как это может привести к очень плохим результатам. Необходимо поочередной плавной дачей педалей ножного управления, осторожно поворачивая вертолет вправо и влево, дать возможность его колесам выкатиться из образовавшихся лунок.

Для облегчения руления по такому грунту на значительные расстояния целесообразно дачей от себя триммера снять усилия на ручке.

Источник

РУЛЕНИЕ

Убедившись в нормальной работе двигателя, трансмис­сии, управления, несущей системы и других агрегатов вер­толета, устанавливают «триммеры» управления в нейтраль­ное положение, коррекцию газа в положение «большой

газ» и при оборотах двигателя 0,8—0,9 номинальных (уста­навливаемых рычагом «шаг — газ») плавным отклонением ручки управления от себя переходят к рулению. При этом усилия на ручке могут сниматься триммером.

Руление вертолета отличается от руления самолета с поршневым двигателем.

При рулении вертолета наддув, обороты двигателя и несущего винта остаются постоянными и устанавливаются е зависимости от нагрузки вертолета и состояния грунта.

Скорость руления регулируется величиной отклонения руч­ки управления: чем больше отклонение ручки вперед, тем больше скорость руления. Для уменьшения этой скорости ручку управления отклоняют на себя.

Необходимая скорость руления самолета достигается изменением наддува и оборотов двигателя и винта. Увели­чение наддува рычагом «шаг — газ» необходимо произво­дить очень плавно во избежание перевода лопастей несу­щего винта на большие установочные углы, при которых вертолет окажется во взвешенном состоянии, что может привести к его опрокидыванию.

На рис. 65 показаны действующие на вертолет в про­дольной плоскости при рулении силы (аэродинамическая сила сопротивления движению вертолета из-за ее малости не учитывается, так как допускаемая скорость руления на вертолетах мала — не более 10 км/час). Из приведенного рисунка видно, что для начала руления необходима сила Тх, которая была бы несколько больше силы трения. колес вертолета о грунт. Эту силу на вертолете получают, от­клоняя ручку управления вперед, при этом соответственно происходит наклон кольца автомата перекоса, вследствие чего полная аэродинамическая сила несущего винта так­же наклоняется вперед. Разложив эту силу по правилу параллелограмма на две составляющие: вертикальную и горизонтальную, можно заметить, что при отклонении руч­ки управления вперед уменьшается вертикальная состав­ляющая и увеличивается горизонтальная. Из-за уменьшения вертикальной составляющей несколько увеличится сила трения качения колес вертолета по грунту, но это увеличе­ние будет меньшим, чем увеличение горизонтальной состав­ляющей полной аэродинамической силы.

Из рассмотрения действующих при рулении на верто­лет сил также видно, что чем больше нагружен вертолет и чем более вязкий грунт, тем большая мощность двига­теля и полная аэродинамическая сила несущего винта нужны для осуществления руления вертолета.

Руление на вертолете разрешается только вперед и при достаточно твердой и ровной поверхности грунта. Если тре­буется переместить вертолет по земле на большое расстоя­ние или если поверхность грунта недостаточно ровная и твердая, вместо руления выполняются подлеты на малой высоте (до 10 м).

Во время руления нужно следить за температурным ре­жимом двигателя, не допуская его перегрева.

Руление ночью производится с включенными бортовыми навигационными огнями, контурными огнями и рулежной фарой. Разрешается пользоваться на рулении посадочной фарой, причем продолжительность непрерывного горения посадочной фары не должна превышать 5 пин. Срок горе­ния рулежных фар не ограничен.

Особенностью руления вертолета является малая устойчивость его при рулении из-за высокого расположе­ния центра тяжести вертолета. При таком положении цент­ра, тяжести даже небольшие наклоны вертолета (при руле­нии по неровной поверхности) могут привести к его опро­кидыванию.

Другой особенностью руления вертолета является ТО, что подъемная сила несущего винта ведет к «вывешива­нию» вертолета, т. е. к тенденции отрыва его от земли, ины­ми словами, к уменьшению нагрузки на колеса шасси. При этом трение колес о землю уменьшается, вследствие чего ухудщается маневренность вертолета при действии тормо­зами.

И третьей особенностью, присущей только одновинто­вым вертолетам, является наличие силы тяги рулевого вин­та, которая создает значительный момент, стремящийся опрокинуть вертолет.

Эти особенности должны учитываться летчиком, особен­но при рулении по неровной поверхности, а также при боко­вом ветре.

Неровности земной поверхности вызывают крены вер­толета, которые могут привести к опрокидыванию вертоле­та набок.

Боковой ветер создает силы, стремящиеся развернуть вертолет против ветра. А если боковой ветер действует в том же направлении, что и сила тяги рулевого винта, то тенденция вертолета к опрокидыванию возрастает. Для вы­держивания заданного направления летчик должен ручку управления отклонять в сторону ветра *. При рулении надо быть все время готовым немедленно уменьшить шаг лопа­стей несущего винта и отклонить ручку управления в сто­рону, противоположную крену.

Всякое, даже небольшое, передвижение вертолета по земле должно выполняться только подготовленными лет­чиками. Нельзя разрешать лицам инженерно-технического [2] состава совершать лаже небольшие подруливания на вер­толетах. Следует помнить, что рулить на вертолете значи­тельно труднее, чем на самолете, хотя на самолетах также запрещается рулить лицам инженерно-технического состава.

Скорость руления на вертолете не должна превышать установленной для данного типа вертолета величины. Пре­вышение скорости способствует опрокидыванию вертолета при разворотах, даже нерезких. Летчики иногда забывают о том, что при разворотах, если скорость руления высока, под действием силы инерции вертолет, стремясь сохранить первоначальное движение, опрокидывается. Усугубляющим фактором для вертолета в этих случаях является, как было сказано, высокое расположение центра тяжести. Скорость руления ограничивается также возможностью возникнове­ния «земного резонанса», при появлении которого рычаг «шаг—газ» нужно быстро отклонить от себя до упора (или при возможности отделить вертолет от земли).

Как видно из изложенного, руление на вертолете по тех­нике его выполнения представляет весьма сложную опера­цию. Поэтому значительно проще и безопаснее производить вместо руления подлеты на малой высоте.

Источник

РУЛЕНИЕ

Схема сил и моментов, действующих на вертолет на рулении показана на рисунке 4.3.

Рис.4.3. Схема сил и моментов, действующих на вертолет

Руление является основным видом передвижения вертолета по аэродрому на небольшие расстояния, особенно вблизи летательных аппаратов и других препятствий. Кроме того, в энергетическом отношении руление гораздо выгоднее подлета, т.к. выполняется при небольшой мощности двигателей. Наконец, если взлет вертолета со стоянки невозможен из-за препятствий или ограничений по взлетной массе для данных метеорологических условий, вертолет выруливает к месту старта для взлета по-самолетному.

Существенной с точки зрения безопасности полетов особенностью руления на вертолете является опасность опрокидывания и возникновения земного резонанса, поэтому в руководстве по летной эксплуатации установлен ряд важных ограничений.

При страгивании вертолета с места на мягком грунте или плохо укатанном снеге недопустимо значительно отклонять РУ вперед, т.к. может завязнуть или даже сломаться передняя стойка, и раскачивать вертолет при помощи педалей, т.к. это может привести к недопустимому динамическому нагружению и последующему разрушению хвостовой балки или опрокидыванию вертолета.

Руление разрешается только по ровной и прочной поверхности при расстоянии от концов вращающихся лопастей до препятствий не менее радиуса НВ.

Для обеспечения безопасного устойчивого движения вертолета по земле необходимо выполнение следующих основных условий:

— тяга НВ должна быть небольшой, т.е. вертолет не должен рулить в неустойчивом «взвешенном» состоянии;

— частота вращения НВ должна иметь номинальное значение для заданного общего шага, т.е. недопустимо руление при левом положении рукоятки коррекции;

— скорость руления выбирается в зависимости от полетной массы вертолета, состояния грунта, видимости, направления и скорости ветра, наземной и воздушной обстановки и не должна превышать 20 км /_ч;

— тяга РВ должна быть уравновешена боковой силой НВ, а реактивный момент НВ при прямолинейном движении должен быть уравновешен путевым моментом РВ. Чтобы не допускать бокового юза вертолета и боковых давлений на пневматики колес, следует одновременно с увеличением общего шага НВ соразмерно отклонять вперед правую педаль;

— при рулении с боковым ветром, когда конус вращения и равнодействующая НВ заваливаются по ветру, а сам вертолет стремится накрениться также по ветру и развернуться носом против ветра, РУ необходимо отклонять против ветра, противоположную направлению ветра, а разворот вертолета парировать отклонением соответствующей педали (рис.4.4.);

— развороты на рулении должны выполняться плавным отклонением педалей с радиусом, тем большим, чем больше скорость руления, к тому же скорость руления при разворотах должна быть минимальной. Энергичные развороты с малым радиусом недопустимы, т.к. даже на обычном, а тем более на скользком или размокшем грунте возникает боковой юз вертолета за счет центробежной силы, действующей в сторону, обратной развороту;

Рис.4.4. Схема сил и моментов, действующих на вертолет

на рулении с боковым ветром

— при появлении юза необходимо прекратить руление, для чего рычаг «ШАГ-ГАЗ» переместить вниз до упора, плавно отклонить педаль в сторону юза и дождаться полной остановки вертолета, после чего возобновить руление с меньшей скоростью. Запрещается при движении вертолета юзом отклонять педаль в сторону, противоположную юзу;

— при минимальном значении общего шага НВ и излишнем отклонении РУ от себя возможны удары лопастей НВ по нижним упорам и усиление вибрации вертолета, что недопустимо. При появлении признаков «стучания» лопастей следует отклонить на себя РУ;

— для остановки вертолета на рулении следует заблаговременно уменьшить общий шаг НВ и мощность двигателей до минимальных, плавно и незначительно отклонить РУ на себя и воспользоваться тормозами колес. Энергичное взятие РУ на себя при минимальном общем шаге НВ для экстренной остановки вертолета может привести к удару лопастей НВ по хвостовой балке. Следует помнить, что при рулении по бетону или скользкому грунту тормоза колес малоэффективны;

по слишком вязкому и неровному грунту;

по глубокому и рыхлому снегу;

на большие расстояния.

— при внезапном увеличении крена (попадание одного колеса в яму, наезд на бугор, наклон взлетной площадки) и начавшемся опрокидывании вертолета, необходимо немедленно уменьшить общий шаг или в крайнем случае, наоборот, увеличить общий шаг и взлететь, если есть полная уверенность в безопасности взлета.

При рулении в условиях ветра по пыльной, песчаной или заснеженной площадке большое значение для безопасности приобретает обеспечение видимости, в связи, с чем следует рулить только против ветра. Скорость руления при этом подбирается такой, чтобы вихри пыли или снега оставались позади кабины экипажа. Если же увеличение скорости руления вплоть до максимально допустимой вертолет не выходит из пыльной или снежной зоны, следует, наоборот, уменьшить скорость руления вплоть до предельно малой и делать периодические остановки для оседания пыльного (снежного) облака и просмотра полосы руления. При рулении в условиях ухудшенной видимости на незнакомом аэродроме в целях безопасности рекомендуется выслать вперед в направлении руления бортового техника.

Если условия стоянки вертолетов настолько стеснены, что нет возможности выполнить ни руления, ни подлет, вертолет должен буксироваться к месту взлета.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

РУЛЕНИЕ 1. Общая характеристика

Руление для вертолета Ми-8 является основным видом передвижения на небольшие расстояния, особенно вблизи лета­тельных аппаратов и других препятствий. На рулении установ­лен ряд ограничений и если их невозможно выдержать, то не­обходимо производить подлет. Вертолет Ми-8,*как и другие вер­толеты, особенно с трехколесным шасси, подвержен на рулении возможности опрокидывания. Благодаря ряду конструктивных мер он меньше подвержен «земному резонансу» по сравнению с другими вертолетами. Несмотря на это, для вертолета установ­лены определенные ограничения. Например, тяга несущего вин­та должна быть на рулении существенно меньше веса вертолета, приблизительно составлять 1/3 веса, поэтому строго ограничи­вается мощность при рулении,

Реактивный момент несущего винта на режиме руления урав­новешивается путевым моментом хвостового винта и частично за счет трения колес о землю.

Вертолет Ми-8 обладает хорошими рулежными свойствами, имеет высокую маневренность и относительно легко управляем при рулении. Хорошей маневренности способствует наличие у вертолета самоориентирующейся передней стойки шасси. Но имеются и некоторые трудности, особенно при рулении по скольз­кому грунту, когда при недостаточном трении колес и большой массе вертолета он может получить боковое движение — юз. При рулении по пыльным вертодромам или по свежевыпавшему снеж­ному покрову поднявшаяся пыль или снег от струи несущего винта, ухудшают видимость в большей степени, чем при руле­нии на других вертолетах (кроме Ми-6) вследствие большей удельной нагрузки на ометаемую площадь.

Руление начинается неполным отклонением ручки цикличе­ского шага вперед, в противном случае возможны удары лопа­стей о нижние упоры горизонтальных шарниров. Не рекоменду­ется увеличивать мощность более чем на 6° по указателю обще­го шага винта и раскачивать вертолет педалями.

Скорость на рулении выдерживается наклоном силы тяги не­сущего винта при помощи ручки циклического шага. Она долж­на быть не более 20 км/ч. При большей скорости вертолет рас­качивается в продольном и поперечном направлениях.

Сохранение направления при рулении и развороты осуществ­ляются изменением величины тяги рулевого винта при помощи педалей. Для уменьшения скорости и экстренных остановок ис­пользуется тяга несущего винта и тормоза основных колес, но в отличие от других вертолетов тяга используется лишь пере­мещением ручки циклического шага назад на незначительную величину при общем шаге несущего винта не менее 3°.

Руление на вертолете Ми-8 производится с выключенным ав­топилотом. Руление по поверхности вертодрома или площадки с уклоном не рекомендуется, так как при этом уменьшается запас управления до недопустимых пределов и появляется опасность опрокидывания вертолета. Летными испытаниями установлено, что при рулении на уклон величиной около 6° вертолет движет­ся на передних колесах, задние колеса не касаются земли. Это требует повышенной мощности. При рулении поперек уклона величиной около 3° левым бортом под уклон запасы поперечно­го управления выходят из нормы.

При невозможности производить руление по каким-либо при­чинам разрешается выполнять подлет на малой высоте.

2. Схема сил и моментов, действующих на вертолет

При рулении на вертолет действуют следующие силы и ос­новные моменты (рис. 43): сила тяги несущего винта Т, сила тя­ги рулевого (винта Г_р>в, сила сопротивления вертолета X, сила трения колес о землю Кгр, сила веса вертолета О, сила реак­ции земли ^р.з, реактивные моменты несущего винта М_р, руле­вого винта Мр.р._в и путевой момент рулевого винта.

Сила тяги несущего винта ручкой циклического шага откло­няется вперед и вправо, поэтому она раскладывается на три со­ставляющие: Ту—вертикальная составляющая; Т_х—горизонталь­ная составляющая, направленная вперед, и Т₂ — горизонтальная составляющая, направленная вправо. Сила тяги рулевого 1винта направлена влево.

Для равномерного и прямолинейного движения вертолета по земле должно быть соблюдено следующее равенство сил и моментов. Для равномерного движения необходимо, чтобы го­ризонтальная составляющая тяги несущего винта Т_х была рав-

на вредному сопротивлению вертолета и силе трения колес о землю: Т_Х = Х + Р^.

Для предотвращения скольжения вертолета по земле (юз), боковых давлений на пневматики колес, а также тенденции к опрокидыванию необходимо, чтобы сила тяги рулевого винта

Рис. 43. Схема сил и моментов, действующих на вертолет Ми-8 при

была уравновешена боковой составляющей тяги несущего вин­та: Г_Р._В = Г₂.

Для прямолинейного движения по избранному курсу необ­ходимо, чтобы реактивный момент несущего винта был урав­новешен путевым моментом рулевого винта: М^_МшВ = М_у^._в =

Скорость на рулении выбирается пилотом в зависимости от состояния грунта и окружающей обстановки, но она не должна превышать 15—20 км/ч. Изменять скорость необходимо с помо­щью ручки циклического шага, а при неровном и вязком грун­те и с помощью ручки общего шага и тормозами колес. На всем протяжении руления обороты несущего винта должны удержи­ваться 1в пределах 95+2% при правом положении рукоятки кор­ректора газа.

Развороты на рулении выполняются плавным отклонением педалей. Чем больше скорость, тем больше должен быть ради­ус разворота. Энергичные развороты с малыми радиусами не­допустимы, так как даже на обычном грунте вертолет начнет скользить за счет большой центробежной силы, действую­щей в сторону, обратную развороту. Кроме того, юз возникает, как правило, и при обычных разворотах, но при большой силе тяги, когда вертолет находится во (взвешенном состоянии, а также при прямолинейном рулении по вязкому или скользкому грунту за счет неравенства боковой силы Т_г тяге рулевого вин­та Гр._в. Для установления же этого равенства пилоту нечем ру­ководствоваться, как на висении или в поступательном полете.

Радиус разворота в зависимости от величины разворота и скорости руления должен быть не менее (по следу внутреннего колеса основного шасси):

— при развороте на 90° и скорости 10 км/ч—16 м;

— при развороте на 180° и скорости 5 км/ч—5 м;

— при развороте на 180° на месте — 3 м.

1 Земной резонанс и возможность опрокидывания вертолета рассмат­риваются в гл. X.

При появлении юза необходимо прекратить руление, для че­го следует уменьшить мощность двигателей до минимальной, подать педаль в сторону юза, дождаться остановки вертолета, и лишь потом начать руление или разворот с меньшей скоростью.

При рулении по пыльному или заснеженному вертодрому при встречном ветре более 3 м/с видимость хорошая, так как вся пыль, поднятая несущим винтом, на всех скоростях руления остается позади вертолета. При незначительном встречном вет­ре — менее 3 м/с, в штиль или с попутным ветром, видимость может значительно ухудшиться. Поэтому необходимо рулить на повышенной скорости, но не более 30 км/ч по грунту и не более 10 км/ч по снегу. Если при таком рулении видимость не улуч­шается, то необходимо рулить с остановками через интервалы 30—50 м, убедиться в отсутствии препятствий при появлении видимости и лишь после этого продолжить руление. Развороты на месте на таких вертодромах или площадках запрещаются. Ру­ление можно совершить на пыльных площадках и на площадках со свежевыпавшим снегом глубиной не более 10 см.

4. Ограничения при запуске двигателей и рулении

1.Запуск и остановка двигателей допускается при следующих
скорос/гях ветра в зависимости от направления: при встречном —
20 м/с, боковом — 10 м/с, попутном — 8 м/с.

2. При боковом ветре в первую очередь запускается двигатель
с подветренной стороны, чтобы уменьшить увеличение температу­
ры газов у двигателя, на который дует ветер.

явится расчетным потолком висения вертолета с нормальным взлетным весом и с учетом влияния воздушной подушки. Тягу, равную максимальному взлетному весу 12000кг с учетом влия­ния воздушной подушки, винт развивает на высоте 1500 м. Эта высота и является расчетным потолком висения для максималь­ного взлетного веса вертолета с учетом влияния воздушной подушки. Эти же данные подтверждены и результатом летных ис­пытаний. На этом основании можно сделать вывод, что потол­ки висения у вертолета Ми-8 как с нормальным, так и с макси­мальным взлетным весом большие, вертолет можно успешно экс­плуатировать на высокогорных вертодромах и при различных атмосферных условиях. У него есть также резерв для дальней­шего увеличения максимального взлетного веса.

На рис. 44 показаны потребные мощности в лошадиных си­лах для висения вертолета Ми-8 с разными полетными весами в зависимости от высоты висения (от колес до земли) в стан­дартной атмосфере над уровнем моря, полученные в результа­те летных испытаний. Как видно по кривым этого графика, чем больше полетный вес (вертолета и высота (висения, тем больше требуется мощность двигателей для висения вертолета. Верто­лет с взлетным весом 11100 кг отрывается от земли на мощ­ности 2350 л. с, на высоте 2 м висит на мощности, близкой к номинальной — 2460 л. с. С таким весом, как установлено экспе­риментально, вне зоны влияния земли, т. е. на высоте более 15—20 м от земли, вертолет набирает вертикально высоту с вер­тикальной скоростью 1,5—1,8 м/с.

Вертолет с взлетным весом 12000 кг отрывается от земли на мощности, близкой к номинальной. На взлетном режиме такой вертолет висит на высоте 8 м. Вертолет с!взлетным весом 13000кг на взлетном режиме работы двигателей 3000л. с. висит на высо­те 2 м.

На рис. 45 представлены потребные мощности для ©исения, выраженные через обороты турбокомпрессоров в зависимости от высоты висения и полетного веса вертолета, полученные в ре­зультате эксперимента при температуре наружного воздуха 12° С, атмосферном давлении р = 742 мм рт. ст. в штилевых ус­ловиях. Как видно, чем больше полетный вес вертолета и высо­та висения, тем больше требуются обороты турбокомпрессоров для висения. При указанной температуре окружающего воздуха обороты турбокомпрессоров на взлетном режиме работы двига­телей будут около 98%. При данных условиях вертолет с по­летным весом 13350 кг висит на взлетном режиме на высоте 1 м, а для висения его на высоте 0,5 м требуются обороты тур­бокомпрессора 96,5%- С полетным весом 12600 кг вертолет ви­сит на взлетных оборотах на высоте 4,5 м. Вертолет с весом 11600 кг висит на взлетном режиме двигателей на любой высо­те, даже без влияния воздушной подушки. При весе вертолета ниже 11600 кг требуется мощность ниже взлетной.

Рис 46 Зависимость тяги несущего винта вертолета Ми-8 на висении

от оборотов турбокомпрессоров и высоты висения:

Как показали эксперименты, у вертолета Ми-8 полный эф­фект воздушной подушки зависит от высоты вертодрома^ над уровнем моря: на уровне моря полное влияние воздушной по­душки достигается на высоте 15 м от колес до земли, с увеличе­нием высоты вертодрома на каждые 500 м высота влияния воз^ душной подушки уменьшается на 1 м.

Эффект воздушной подушки в большой степени зависит от рельефа местности. Так, например, при висении над холмом эффект воздушной подушки уменьшается, так как струя воз­духа под винтом деформируется в меньшей степени, что при­водит к меньшему изменению скорости и увеличению давления в потоке по сравнению с висением над плоской поверхностью. Экспериментами установлено, что чем больше углы склона хол­ма и меньше размеры холмистой площадки, тем меньше эффект. При углах склона более 45° и размерах площадки менее диа­метра винта эффект воздушной подушки практически отсут-

В Эффект воздушной подушки при висении над ямой зависит

от угла наклона стенки ямы и высоты висения (от дна ямы). Если яма имеет малые углы наклона стенок, порядка до 15°, эффект воздушной подушки будет больше, чем при висении над ровной поверхностью. Здесь прирост тяги по величине будет примерно такой, как и уменьшение тяги при висении над хол­мом с такими же углами склона. Объясняется прирост тяги большей деформацией струи воздуха под 1винтом. При этом ско­рость уменьшается, а давление увеличивается в большей степени, чем три висении над ровной поверхностью. На­чало прироста тяги и ее зависимость от высоты будет такой же как и при висении над ровной поверхностью. Если яма име­ет угол наклона стенок больше 15°, то эффект воздушной подушкв ухудшается: чем больше углы наклона стенок, тем меньше эф­фект. В зависимости от высоты висения (от дна ямы), тяга не­сущего винта становится меньше свободной тяги. Так, напри­мер, при наклоне стенок ямы 40° и высоте около 0,8 диаметра винта тяга уменьшается по сравнению со свободной тягой на 10%. Увеличение или уменьшение высоты приводит к меньшей потере тяги по сравнению со свободной. На высоте висения 1,2 диаметра винта и более отрицательный эффект воздушной подушки исчезает. Чем больше угол наклона стенок ямы, тем на большей высоте прекращается вредное явление эффекта воздушной подушки. Уменьшение высоты висения (ниже 0,8 ди­аметра винта) приводит к снижению вредного влияния ямы,, но чем больше угол наклона стенок, тем на меньшей высоте тя­га становится равной свободной тяге. Снижение эффекта воз­душной подушки при висении над ямой с крутыми стенками объясняется тем, что от стенок ямы происходит заброс струй в область всасывания над винтом, образуется замкнутая линия тока — вихревое кольцо, скорость потока через винт увеличива­ется при прочих равных условиях, что приводит к уменьшению’ угла атаки лопастей и тяги винта. Если стенки ямы вертикаль­ные (цилиндрическая яма), а диаметр ее равен двум диаметрам: винта, то развивается такое интенсивное вихревое кольцо, ко­торое приводит к снижению свободной тяги на 30%. Если диа­метр ямы будет больше или меньше двух диаметров винта, в. обоих случаях явление вихревого кольца снижается, тяга увели­чивается. При диаметре ямы, близкой по размеру к диаметру винта, эффект воздушной подушки будет очень большой, больше чем над ровной поверхностью.

При висении над склонами проявляется эффект как «ямы»,, так и «холма». Если склон будет до 15°, то тяга не меняется,, так как снижение тяги за счет «холма» с одной стороны ком­пенсируется ростом тяги за счет «ямы» с другой стороны диска.. При угле склона более 15° тяга уменьшается за счет эффекта «глубокой ямы» части диска винта, расположенной к склону.. Но вместе с тем при висении над склоном даже с малыми уг­лами наклона на фюзеляж будет действовать сила, отталкива-

ющая вертолет от склона. Для предотвращения этого явления потребуется увеличение отклонения ручки циклического шага в сторону склона. При взлете и посадке в таких условиях может быть недостаток запаса управления. Если же вертолет будет за­висать у вертикальной стены на расстоянии, равном радиусу винта, часть диска, расположенная ближе к стене, будет соз­давать меньшую силу, в этом месте будет пониженное давле­ние, вертолет будет стремиться к снижению и будет притяги­ваться к стене.

При висении над травяным покровом, толщина которого зна­чительно меньше толщины веерной части струи (0,2 диаметра винта), эффект воздушной подушки увеличивается за счет боль­шего торможения потока в травяном слое. При висении над кустарником, высота которого больше веерной части струи, или над кронами деревьев, проявляется еще так называемый «эф­фект сетки» (при исследовании под винтом протягивалась сет­ка различной плотности перпендикулярно потоку). Сущность этого эффекта заключается в том, что на границе сетки появля­ется вихревое кольцо, интенсивность которого растет с увели­чением частоты сетки, что приводит к уменьшению тяги винта. На этом основании делается вывод, что при висении над кус­тарником или лесом любой частоты воздушная подушка отсут­ствует.

Всякого рода растительность оказывает еще более отрица­тельное влияние на эффект воздушной подушки, когда она обра­зует конфигурации, аналогичные «ямам», «стенкам» (лесные по­ляны малого диаметра, окруженные плотным кустарником или плотными кронами деревьев).

При висении над водной поверхностью эффект воздушной подушки ниже чем при висении над грунтом. Объясняется это меньшим торможением потока по поверхности воды по сравне­нию с грунтом, образованием воронки над водной поверхностью, вследствие чего происходит «заброс» некоторой массы воздуха в область над винтом.

Вертолет Ми-8 балансируется на режиме висения с правым креном 2,5° при симметричном расположении грузов в кабине по поперечной оси и с положительным углом тангажа в зависи­мости от центровки: при предельно передней центровке угол тангажа минимальный и составляет 0,5°, при предельно зад­ней — максимальный — 7°.

У вертолета Ми-8 на режиме висения рычаги управления за­нимают такое же положение, как и у вертолета Ми-4. Ручка циклического шага отклонена назад от нейтрального положения ;и вправо, правая педаль отклонена вперед.

Ввиду отсутствия у вертолета Ми-8 указателей положения триммеров, окончательно центровка на висении проверяется по положению ручки циклического шага в продольном направле­нии. Если ручка на висении отклонена назад на ¼ полного хо-

да от нейтрального положения, то центровка вертолета нормаль­ная, но близка к предельно задней.

Если ручка на висении отклонена назад на ½ полного хода от нейтрального положения, то центровка вертолета также нор­мальная, но близка к предельно передней. Вправо ручка откло­нена в среднем на ¼ полного хода от нейтрального положения независимо от продольной центровки вертолета *. Для даль­нейшего улучшения вертолетов на приборной доске будет уста­навливаться прибор — визуальный указатель положения ручки, циклического шага, по которому пилоту будет удобно опреде­лять запасы управления не только на висении, но и при любом другом режиме полета.

Висение, как правило, осуществляется с включенными кана­лами «крен—тангаж» и «направление» автопилота и с правой коррекцией, при которой работает система автоматического поддержания постоянных оборотов несущего винта. При необ­ходимости маневрирования на режиме висения или перехода на взлет с висения включаются лишь два канала автопилота «крен—тангаж» одной общей кнопкой-лампочкой.

Как показали летные испытания, вертолет висит с освобож­денными рычагами управления при включенных всех четырех каналах автопилота, лишь незначительно перемещаясь с малой скоростью и изменяя высоту с незначительной вертикальной ско­ростью.

При висении в неспокойной атмосфере на (вертолет будет действовать перегрузка больше единицы, которая определяет­ся по следующей формуле:

гдеДл э — приращение перегрузки за счет вертикального по­рыва ветра. При порыве ветра вверх знак берется положи­тельным, при порыве вниз — отрицательным. Приращение пере­грузки от порыва воздуха на висении зависит от плотности воз­духа, характера изменения коэффициента подъемной силы от углов атаки, скорости вертикального порыва, коэффициента за­полнения несущего винта, градиента нарастания скорости по­рыва, удельной нагрузки на ометаемую площадь, оборотов не­сущего винта, приращения индуктивной скорости в плоскости вращения и определяется по системе уравнений, которая здесь не приводится. Так, например, при вертикальном порыве ветра снизу вверх силой 15 м/с перегрузка вертолета Ми-8 будет око­ло 2. Эта Дерегрузка меньше максимально допустимой в эксплу­атации — эксплуатационной перегрузки, которая составляет п э = 3. Коэффициент безопасности для вертолета Ми-8 принят /»=1,65. При умеренном пилотировании на режиме висения пе­регрузки возникают незначительные.

1 Загрузку и центровку см. гл. X. 108

На вертолете Ми-8 на режиме висения разрешается манев­рирование, но с определенными ограничениями для обеспечения безопасности.

2. Схема сил и моментов, действующих на вертолет

На режиме висения на вертолет действуют следующие силы и моменты (рис. 47): аэродинамическая сила несущего винта К, тяга рулевого винта Г_р. _в., сопротивление фюзеляжа X за счет обдувки его индуктивным потоком, подъемная сила стабилиза­тора У_ст за счет обдувки его индуктивным потоком, вес вертоле­та О, реактивный момент несущего винта М_р._н.в, путевой, по­перечный и реактивный моменты рулевого винта, продольный и поперечный моменты втулки за счет разноса горизонтальных шарниров (Мг._вт и М_х.вт) и поперечный момент боковой силы Г_г„ Конус вращения и аэродинамическая сила несущего винта /? отклонены вправо ручкой циклического шага. Аэродинамиче­ская сила Я раскладывается на составляющие Т_у и Т_г по осям вертолета. Тяга рулевого винта направлена влево и на плече до центра тяжести вертолета (/_р._в) создает путевой момент, направ­ленный в сторону, противоположную действию реактивного момента несущего винта. Сила сопротивления фюзеляжа X на­правлена вниз и составляет для любого одновинтового вертоле­та около 1,5% от полетного веса. Подъемная сила стабилизато­ра создает кабрирующий момент; по величине она незначитель­на и в практике ею пренебрегают, хотя момент, создаваемый этой силой, учитывают. Момент реактивный рулевого винта на­правлен в сторону, противоположную его вращению, и создает кабрирующий момент. Продольный момент втулки за счет раз­носа горизонтальных шарниров вызывает кабрирование, так как чаще всего на режиме висения конус незначительно завален на­зад. Поперечный момент втулки за счет разноса горизонтальных шарниров направлен вправо, в сторону завала конуса враще­ния, создает вертолету правый крен у. При наличии (Правого кре­на сила веса О может быть разложена на составляющие О_у и С_г по осям вертолета.

Для балансировки вертолета на установившемся висении должно быть соблюдено следующее соотношение между сила­ми и моментами, действующими на вертолет. Тяга Т_у должна уравновешивать составляющую веса 6_У и сопротивление фюзе­ляжа для сохранения постоянства высоты висения: Т_У=О_У+Х. Тяга рулевого винта должна уравновешиваться боковой си­лой Т_г и составляющей веса О_г для отсутствия боковых переме­щений вертолета:

Продольные силы на режиме висения отсутствуют, поэтом) вертолет не перемещается в продольном направлении. Для со

хранения направления висения реактивный момент несущего винта и путевой момент боковой силы должны уравновешивать­ся путевым моментом рулевого винта:

Сумма всех продольных моментов должна быть равна нулю для соблюдения продольного равновесия. Так как расстояние от втулок несущего и рулевого винтов до центра тяжести верто­лета по вертикальной оси почти равны, то и поперечные момен-

ты рулевого винта и боковой силы Т_х также почти равны, но ввиду того, что вправо действует еще и момент втулки за счет разноса горизонтальных шарниров, вертолет будет балансиро­ваться в поперечном направлении с правым креном около 2,5°. Только при правом крене сумма всех поперечных моментов бу­дет равна нулю, поперечные силы также будут уравновешены, и вертолет будет висеть без перемещений.

3. Особенности пилотирования и маневрирования на режиме

Висения

Перед выполнением (висения, как и перед выполнением любо­го другого режима полета, экипаж определяет взлетные, но-

Если висение будет осуществляться на взлетном режиме, то при переходе к этому режиму даже с очень малым темпом вы­бора ручки общего шага вверх, обороты несущего винта умень­шаются. При достижении взлетных оборотов турбокомпрессо­ра, полученных по графику (см. рис. 30), и оборотов несущего винта 92—93% создастся взлетный режим силовой установки, тяга винта будет максимальная, при этом вертолет будет висеть на потолке висения. При дальнейшем движении ручки общего шага вверх наступит перетяжеление несущего винта, обороты будут уменьшаться, тяга винта уменьшится, вертолет будет сни­жаться.

При отрыве от земли вертолет стремится перемещаться впе­ред и влево, а также развернуться влево, необходимо его балан­сировать соответствующим движением ручки управления на се­бя и вправо и отклонением правой педали вперед.

Снятие нагрузок с рычагов управления в момент отрыва не рекомендуется, так как при этом вертолет раскачивается. Сни­мать усилия частично необходимо перед отрывом, а затем пос­ле отрыва частыми и короткими нажатиями на кнопку.

На вертолете Ми-8 при отделении от земли, вертикаль­ном наборе высоты, при висении, вертикальном снижении и вер­тикальном приземлении для правильного определения простран­ственного положения рекомендуется направлять взгляд на зем­лю параллельно продольной оси вертолета вперед на 10—15 м.

Для зависания на заданной высоте необходимо уменьшить общий шаг и зафиксировать высоту. После зависания снимается нагрузка со всех рычагов управления.

Вертолет Ми-8, как и Ми-4, на висении удерживается при помощи всех рычагов управления: по высоте’—ручкой общего

шага, по направлению — педалями, по месту висения — ручкой циклического шага.

При включенных каналах тангажа и крена автопилота они работают на режиме стабилизации, и вертолет балансируется по крену и тангажу самостоятельно без вмешательства пилота с точностью до ±0,5°. Ручка циклического шага будет неподвиж­на. При этом вертолет, особенно при неспокойной атмосфере, будет изменять угол тангажа и крена и перемешаться, пилот вмешивается в управление и удерживает вертолет в нужном по­ложении. В этом случае указанные каналы автопилота работают на режиме управления. Чтобы автопилот не парировал действия пилота, на вертолете установлены компенсационные датчики, ме­ханически связанные с продольным и поперечным управлением. Компенсационные датчики, введенные в схему автопилота, дают возможность управлять вертолетом в продольном и поперечном направлениях, не выключая каналы тангажа и крена, дают большую эффективность управления в начальный момент дей­ствия ручкой циклического шага и освобождают пилота от не­обходимости двойного действия ею для установления желаемо­го положения вертолета.

При включенном канале направления (в режиме стабилиза­ции) на режиме висения в спокойной атмосфере вертолет удер­живается автопилотом по курсу с точностью ±1°. При необхо­димости пилот вмешивается в путевое управление путем нажа­тия педалей, при этом канал направления автопилота отключа­ется концевыми выключателями, установленными на педалях. При снятии ног с педалей канал направления самостоятельно зключается.

Нормальная работа автопилота на режиме висения, как и на любом другом режиме полета, характеризуется небольшими колебаниями стрелок каналов индикатора около нейтрального положения. Если ноги пилота лежат на педалях, канал направ­ления находится в режиме согласования и стрелка Н находится в нейтральном положении. Если стрелка тангажа или крена (Т или К) находится вблизи упора, ее необходимо поставить в ней­тральное положение путем перемещения ручки центровки на пульте управления или путем выключения и повторного вклю­чения автопилота. При необходимости висения на заснеженных вертодромах и площадках необходимо перед выполнением ви­сения установить винту обороты 95+2% для раздувания снега и проработать на этом режиме до появления видимости ‘впере­ди и в стороны на 10—15 м. Само висение осуществлять только против ветра.

Маневрирование вертолетом Ми-8 на режиме висения по высоте, направлению и месту висения осуществляется как и на вертолете Ми-4. Методика маневрирования и поведение верто­лета такие же, как и вертолета Ми-4, лишь с несколько дру­гими летными ограничениями.

При выполнении висения на взлетном режиме работы двига­телей или близко к нему, когда обороты несущего винта близки к нижнему пределу 92—93%, требуется повышенное отклонение правой педали для уравновешивания реактивного момента, осо­бенно на высокогорных вертодромах. При определенных усло­виях могут быть случаи недостаточного отклонения правой пе­дали. Для получения запаса отклонения правой педали необхо­димо иметь регулировку хвостового винта с максимальным шагом, а несущего винта с оборотами на взлетном режиме не ни­же 93%.

Боковой ветер отрицательно влияет на характеристики пу­тевого управления при выполнении висения и особенно при раз­воротах на месте. Так, например, на взлетном режиме работы двигателей при наличии рулевого винта с максимальном шагом 18°13 / при скорости ветра около 8 м/с запас путевого управления позволяет развернуться вправо не более чем на 90° к направ,_; лению ветра. При выполнении левого разворота при том же вет^ ре вертолет вначале нормально реагирует на отклонение левой педали, а затем после разворота на 60—70° у вертолета появля­ется стремление к самостоятельному увеличению угловой ско­рости вращения. Для парирования этого разворота недостаточ­но даже полного отклонения правой педали. При увеличении скорости ветра более 8 м/с угол возможного поворота вертолета вправо уменьшается (меньше 90°), а самопроизвольное увеличе­ние угловой скорости при левом развороте уже парировать не­возможно, так как правая педаль явно станет на упоре. Это и явилось одной из причин необходимости изменения максималь­ного шага хвостового винта до 21° + 30′.

4. Летные ограничения на режиме висения и маневрировании

1. Ограничения по высоте висения. Висение допускается без всяких ограничений на высотах до 10 м, с 10 до 200 м только в случаях полета с грузом на внешней подвеске, при выполнении спасательных работ, экстренной медицинской помощи и пръ взлетах и посадках с вертодромов второго типа или площадок, им соответствующих. При отказе двигателей на высотах 10— 200 м безопасная посадка на режиме авторотации не обеспечи­вается. Но, так как двигатели ТВ2-117А надежные в работе, то висение на указанных высотах разрешается, особенно при явной необходимости. На (высотах более 200 м вертолет должен иметь скорость по прибору не менее минимально допустимой в гори­зонтальном полете на данной высоте, так как вертолет не сна

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник