Георгий Тиняков - Пилотирование вертолета

Нейтральными называются такие аппараты, которые после исчезновения причин, нарушивших исходный режим полета, сохраняют новый режим.

Неустойчивыми называются летательные аппараты, которые после исчезновения причин, вызвавших нарушение режима полета, все больше уходят в одну или в другую сторону от исходного режима полета.

Все эти рассуждения чисто теоретического характера. Как правило, не существует летательных аппаратов, которые могли бы быть целиком отнесены к одному из видов устойчивости.

Устойчивость большинства летательных аппаратов зависит от их центровки, скорости и режима полета. Многие летательные аппараты обладают всеми видами устойчивости при различных центровках, режимах и скоростях полета; при одних условиях они устойчивы, при других — нейтральны, а при некоторых могут быть и неустойчивыми.

Управляемость, так же как и устойчивость, может изменяться в широких пределах в зависимости от условий полета.

Следует оговориться, что если у самолета изменение центровки — положения центра тяжести самолета относительно САХ (средней аэродинамической хорды) — является очень эффективным средством, влияющим на характеристики его устойчивости, то на одновинтовом вертолете изменение его центровки влияет на устойчивость в значительно меньшей степени.

При изменении центровки вертолета, т. е. изменении положения его центра тяжести относительно оси несущего винта, вследствие различной его загрузки «ли выгорания топлива в полете изменится лишь наклон оси фюзеляжа, а также положение автомата-перекоса и ручки управления Так, например, при отсутствии пассажиров в кабине вертолета его центровка станет более задней и он будет летать с опущенным хвостом так, чтоб>ы тяга несущего винта проходила через центр тяжести; ручка управления при этом будет отклонена вперед. Наоборот, при наличии пассажиров и выгорании большей части горючего центровка вертолета станет более передней и для обеспечения равновесия моментов он должен летать с опущенным носом; в этом случае ручка управления уйдет на себя (рис. 75).

Рис. 75. Полет вертолета при задней (1) и передней (2) центровке

Допустимые эксплуатационные центровки вертолета получаются из условия необходимых отклонений ручки управления, обеспечивающих управление им при предельных центровках.

Из сказанного ясно, что изменения центровки у одновинтового вертолета не должны быть очень большими, так как при предельных центровках значительно усложняется его пилотирование.

Остановимся несколько подробнее на понятии «центровка вертолета».

Под центровкой вертолета принято понимать положение его центра тяжести относительно оси и плоскости! вращения несущего винта, выраженное в миллиметрах.

Центром тяжести (ЦТ) вертолета (самолета) называется точка приложения равнодействующей всех сил веса деталей и грузов вертолета (рис. 76).

Рис. 76. Центр тяжести вертолета

Напомним, что у вертолетов, как и у самолетов, различают устойчивость и управляемость по трем осям: продольную, поперечную и путевую.

Чтобы вертолет (самолет) был простым в пилотировании, он должен быть достаточно устойчивым и управляемым по всем трем осям. Кроме того, очень важно, чтобы устойчивость и управляемость по всем трем осям имели определенное соотношение. Так, например, большая поперечная устойчивость при малой путевой или малая поперечная устойчивость при большой путевой может сделать полет на летательном аппарате не только неприятным, но в некоторых случаях и очень сложным. То же самое можно сказать и об управляемости.

Вследствие взаимной зависимости между поперечной и путевой устойчивостью и управляемостью их часто объединяют под общим понятием боковой устойчивости и управляемости.

Между продольной и боковой устойчивостью и управляемостью также необходимо соблюдать определенное, выработанное практикой соотношение.

Наиболее современные модели вертолетов обладают некоторыми запасами устойчивости и достаточно хорошей управляемостью на основных режимах полета.

Рассматриваемый одновинтовой вертолет по устойчивости на основных (режимах полета можно отнести к машинам нейтральным, так как запас устойчивости у него очень мал. Кроме того, его управляемость характерна заметным запаздыванием. Причина запаздывания управления кроется в самом принципе управления вертолетом.

Если на самолете моменты, необходимые для управления им, создаются сравнительно небольшими рулевыми поверхностями, находящимися на больших плечах относительно центра тяжести самолета, то на вертолете такие же моменты создаются при малых плечах большой силой — тягой несущего винта (рис. 77).

Рис. 77. Силы и моменты, используемые для управления самолетом и вертолетом

Естественно, что, отклоняя любую рулевую поверхность на самолете, очень легко изменить направление движения небольшой массы воздушного потока, которая почти сразу меняет свое направление, а следовательно, эффект управления проявляется немедленно после отклонения ручки управления самолетом.

Отклонение ручки управления на вертолете вызывает соответствующий наклон автомата-перекоса, который, изменяя установочные углы лопастей несущего винта, заставляет наклониться в нужную сторону его плоскость вращения. В результате изменяется направление движения большой массы воздуха, отбрасываемой несущим винтом.

Для изменения положения в пространстве лопастей несущего винта, имеющих большие размеры и вес, и изменения направления потока воздуха необходимо некоторое время, которое и обусловливает эффект запаздывания управления.

Летчик, выполняющий свой первый полет на вертолете, с удивлением замечает, что, несмотря на все его старания удержать вертолет от раскачивания, ему это не удается, особенно и поперечном направлении.

Покачивания вертолета в этом случае не принимают угрожающего характера, но неприятны вследствие ощущения беспомощности, так как первое время их не удается парировать.

Любой самолет реагирует на отклонения органов управления практически без запаздывания, и у летчика, ранее летавшего на самолетах, выработалась привычка к управлению такого типа.

Выполняя же полет на вертолете, управление которым обладает заметным запаздыванием, летчик первое время пытается управлять им плавными движениями ручки управления, характерными для самолета, что и является причиной раскачивания.