Георгий Тиняков - Пилотирование вертолета

Вследствие того что безветренной погоды практически не бывает, то, повиснув против ветра неподвижно относительно поверхности земли, вертолет как бы летит поступательно, перемещаясь относительно набегающей на него массы воздуха. Особенно это заметно при висении в сильный ветер 7—12 м/сек, когда скорость по указателю достигает 45 км/час.

На высоте выполняется висение двух видов: висение относительно воздушной среды и висение относительно поверхности земли.

Неподвижное висение относительно поверхности земли на значительной высоте выполнить на вертолете практически невозможно. Сложность такого вида висения объясняется, во-первых, значительным удалением поверхности земли, вследствие чего очень трудно уловить небольшие по величине перемещения вертолета, и, во-вторых, отсутствием данных о скорости и направлении ветра на высоте.

Неподвижное висение относительно поверхности земли на значительной высоте (500 м и выше) может быть успешно выполнено только в том случае, если известно направление ветра на высоте висения и если вертолет оборудован устройством, позволяющим летчику легко определять перемещение относительно земли.

Поэтому на высоте преимущественно выполняется висение относительно воздушной среды. В этом случае летчика совершенно не интересуют скорость и направление ветра, так как вертолет остается неподвижным относительно окружающего воздуха. Но для наблюдателя, находящегося на земле, вертолет в этом случае не будет неподвижным, так как он перемещается вместе с воздухом по ветру.

Только несовершенство указателя скорости, установленного на вертолете, не позволяет выполнять на нем висение со скоростью, равной нулю. По этой же причине при висении на высоте недопустимы перемещения вертолета назад и в стороны, так как в этих случаях летчик не может определить скорости перемещения вертолета.

Следует помнить, что висение на высоте относительно воздушной среды — достаточно сложный вид полета вследствие заметного ухудшения устойчивости вертолета на этом режиме, а также потому, что двигатель в этом случае работает на повышенной мощности. Наддув двигателя при висении на высоте заметно больше, чем при висении у земли, из-за отсутствия эффекта «воздушной подушки».

Планирование вертолета, как моторное, т. е. с использованием мощности двигателя, так и на режиме самовращения несущего винта, может выполняться под различными углами к горизонту — от вертикального снижения на малых скоростях до планирования на скоростях, близких к максимальной. Подробно пилотирование вертолета на этих режимах рассматривается в следующей главе.

Прежде чем разбирать особенности пилотирования вертолета на больших скоростях полета, остановимся подробнее на особенностях работы несущего винта при этих скоростях.

Как уже известно, лопасти несущего винта при поступательном полете работают в совершенно различных условиях.

В то время как наступающая лопасть, взмахивая вверх, уменьшает свой угол атаки, чтобы ограничить величину избыточной подъемной силы, отступающая лопасть взмахивает вниз, сильно увеличивая угол атаки для сохранения подъемной силы. Темп взмаха лопастей и разность углов атаки у отступающей и наступающей лопастей пропорциональны скорости полета и зависят также от окружной скорости конца лопасти несущего винта.

Отношение скорости полета вертолета к окружной скорости конца лопасти несущего винта выражается величиной

μ= V пол/ V окр

Эта величина характеризует условия работы несущего винта вертолета. Если при висении μ = 0, то при полете на максимальной скорости для современных вертолетов величина μ колеблется в пределах 0,35—0,40.

С ростом числа μ возрастают маховые движения лопастей несущего винта, при этом углы атаки у конца отступающей лопасти не только достигают критической величины, но иногда и превышают ее. В результате на конце отступающей лопасти развивается срыв потока. На рис. 72 показано, как развивается зона срыва потока на несущем винте вертолета по мере увеличения скорости его полета.

Комлевая часть отступающей лопасти тоже не участвует в создании подъемной силы, так как в этой части профиль лопасти обтекается с хвостика. Комлевая зона обратного обтекания также увеличивается с ростом скорости полета вертолета.

Рис. 72. Развитие зоны срыва на несущем винте вертолета в зависимости от скорости полета

Из приведенных схем видно, что с ростом скорости полета размеры этих зон все время увеличиваются и при некоторой скорости работа несущего винта настолько ухудшается, что дальнейший нормальный полет вертолета становится невозможным. Вертолет начинает резко раскачиваться в продольном и поперечном направлениях, перестает реагировать на отклонения органов управления, т. е. становится неуправляемым. Такое поведение вертолета сигнализирует о том, что значительно превышена максимально допустимая скорость полета. В подобном случае единственным средством, обеспечивающим благополучное окончание полета, является немедленный перевод вертолета на режим самовращения несущего винта с последующим уменьшением скорости полета.

Условимся в дальнейшем для больших скоростей полета вертолета применять следующую терминологию:

1. Максимальная скорость горизонтального полета , т. е. наибольшая скорость горизонтального полета вертолета на номинальной мощности двигателя.

2. Максимально допустимая скорость полета , т. е. скорость полета (не обязательно горизонтального), ограниченная уровнем вибраций, нарушением устойчивости или управляемости, а иногда и прочностью лопастей несущего винта. Для правильно спроектированных вертолетов, имеющих достаточные запасы прочности лопастей несущего винта, максимально допустимая скорость всегда больше максимальной скорости горизонтального полета. Однако встречаются вертолеты, у которых максимально допустимая скорость меньше максимальной скорости горизонтального полета.

3. Критическая скорость , т. е. скорость полета, при которой заметно ухудшаются устойчивость и управляемость вертолета, а тряска становится неприятной. Даже небольшое превышение критической скорости приводит к срыву потока на несущем винте и к потере управляемости.

Совершая полеты на больших скоростях, никогда не следует превышать максимально допустимой скорости полета своего вертолета.

Усиление тряски и ухудшение устойчивости сигнализируют летчику о том, что он достиг или превысил максимально допустимую скорость.