Георгий Тиняков - Пилотирование вертолета

Устойчивость вертолета зависит от моментных характеристик несущего винта, фюзеляжа, рулевого винта и остальных частей вертолета.

Как известно, с ростом скорости поступательного полета вертолета маховые движения лопастей несущего винта увеличиваются, следовательно, увеличивается «завал» несущего винта назад. Плоскость, или, как иногда говорят, «тюльпан», несущего винта как бы сдувается назад встречным потоком воздуха (рис. 78). В результате несущий винт с ростом скорости полета вертолета создает кабрирующий момент. Таким образом, несущий винт устойчив по скорости.

Рис. 78. Завал «тюльпана» несущего винта при полете с поступательной скоростью

Фюзеляж одновинтового вертолета с ростом скорости полета создает пикирующий момент, следовательно, он неустойчив по скорости. Направление вращения рулевого винта выбрано таким, что он создает кабрирующий момент, несколько улучшая устойчивость вертолета.

Однако устойчивость рассматриваемого одновинтового вертолета в результате суммирования моментов всех его частей очень близка к нейтральной.

Если проследить, как изменяется устойчивость одновинтового вертолета в зависимости от скорости полета, то по его балансировочной кривой видно, что на малых скоростях он нейтрален, так как усилие на ручке с изменением скорости почти не меняется; на средних скоростях вертолет устойчив, так как увеличение скорости требует увеличения усилия на ручке управления от себя; на больших скоростях он опять становится нейтральным и даже неустойчивым, так как усилия на ручке управления с ростом скорости полета уменьшаются.

Для увеличения продольной устойчивости вертолета на нем устанавливают стабилизатор. Создавая кабрирующий момент, стабилизатор улучшает характеристики устойчивости вертолета. Естественно, что при висении стабилизатор не улучшает устойчивость вертолета.

Балансировочная кривая для рассматриваемого одновинтового вертолета со стабилизатором показывает, что его устойчивость с ростом скорости остается все время положительной.

Выполняя полеты на различных вертолетах, можно судить об их устойчивости и управляемости, сравнивая их между собой.

Кроме того, об устойчивости некоторых вертолетов (самолетов) можно судить по отклонению, или, как говорят, по расходу, ручки управления в зависимости от скорости полета. Если с увеличением скорости полета ручку все время приходится отклонять от себя, это значит, что вертолет устойчив. Такими характеристиками обладают вертолеты со стабилизаторами. В этих случаях и градиент усилий на ручке управления по скорости полета также говорит об устойчивости вертолета.

Если же при увеличении скорости полета для балансировки вертолета ручку управления приходится брать на себя даже незначительно, это сигнализирует о том, что вертолет неустойчив (рис. 79).

Рис. 79. Балансировочные кривые вертолета:

1 — без стабилизатора; 2— со стабилизатором, 3— неустойчивого вертолета

Об управляемости вертолета можно судить по чувствительности управления. Чувствительностью управления называется угловая скорость вращения вертолета относительно какой-либо его оси при отклонении на 1° автомата-перекоса или при изменении шага рулевого винта.

Следует также помнить еще об одной особенности устойчивости и управляемости вертолета одновинтовой схемы.

Боковая сила несущего винта, появляющаяся при полете с поступательной скоростью вследствие его «завала» вбок, которая не может быть уравновешена тягой рулевого винта на всех режимах полета, заставляет выполнять прямолинейный полет либо с соответствующим креном, либо со скольжением (рис. 80).

Эту особенность пилотирования одновинтового вертолета особенно следует учитывать при полетах по приборам.

Рис. 80. Положение фюзеляжа вертолета при полете с поступательной скоростью:

1 — скольжение; 2— крен

Моторным планированием мы будем называть планирование вертолета с частичным использованием мощности двигателя для регулирования вертикальной скорости снижения.

Как уже известно из предыдущей главы, моторное планирование может производиться под различными углами к горизонту — от очень пологого до отвесного, в диапазоне скоростей от максимальной до 10–15 км/час.

При моторном планировании на больших скоростях не следует превышать максимально допустимую скорость полета.

Не следует также превышать вертикальную скорость снижения 4–5 м/сек по вариометру при отвесном моторном планировании.

Схемы сил при моторном планировании с поступательной скоростью и при отвесном планировании показаны на рис. 81.

Рис. 81. Моторное планирование с поступательной скоростью ( 1) и отвесное ( 2)

Устойчивость вертолета на режиме моторного планирования изменяется почти так же, как и в горизонтальном полете. Обороты несущего винта при моторном планировании следует сохранять в диапазоне от номинальных до минимально допустимых.

Производя моторное планирование с больших высот или в холодное время года, необходимо особенно внимательно следить за температурными режимами двигателя во избежание его переохлаждения.

Остановимся подробнее на режиме вихревого кольца.

При висении вертолета масса воздуха, проходящая через диск несущего винта, отбрасывается вниз с достаточно большой скоростью, вследствие чего тяга несущего винта равна весу вертолета. Некоторые потери имеют место в этом случае из-за перетекания небольшого количества воздуха у концов лопастей снизу, из зоны с повышенным давлением в зону пониженного давления. Подходя к винту сверху с достаточно большой скоростью, эта часть воздушного потока практически не участвует в создании подъемной силы.

При отвесном снижении вертолета с вертикальной скоростью 3–5 м!сек спектр обтекания несущего винта несколько изменяется.

Снижаясь с работающим двигателем, вертолет увлекает с собой и массу воздуха, протекающую через несущий винт, причем над винтом разрежение увеличивается, а отбрасываемый вниз воздух, встречая лежащие ниже невозмущенные слои воздуха, выполняющего роль своеобразного клина, изменяет направление своего движения, и уже большая его часть начинает участвовать в создании кольцевого вихря вокруг несущего винта. Потери на винте резко возрастают, и скорость снижения увеличивается.