Георгий Тиняков - Пилотирование вертолета

Вертолет, так же как и самолет, относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Подъемная сила, необходимая для полета вертолета, создается одним или несколькими вращающимися винтами в отличие от неподвижных крыльев планера или самолета.

Замечательные свойства несущей системы вертолета выгодно отличают его от самолета. Если у самолета подъемная сила создается крылом, тяга для продвижения вперед — воздушным винтом, а управляется самолет специальными рулевыми поверхностями, т. е. каждая часть самолета выполняет специфические, узкие функции, то у одновинтового вертолета все функции, кроме управления в путевом отношении, выполняет несущий винт.

Несущий винт вертолета создает подъемную силу и тягу для поступательного полета, он выполняет функции руля высоты и элеронов, он же обеспечивает необходимую устойчивость вертолета.

С этой точки зрения вертолет более совершенен, чем любой самолет.

Способность вертолета вертикально взлетать и садиться, неподвижно висеть в воздухе и даже перемещаться в любом направлении делает этот вид летательного аппарата поистине замечательным. Вертолет не нуждается в аэродромах: он может взлетать и садиться в труднодоступных местах, а в отдельных случаях может производить погрузку и выгрузку людей и грузов без посадки, зависнув неподвижно над болотом или над водной поверхностью, над вершинами деревьев или высоко в горах.

Вертолеты широко применяются в народном хозяйстве и состоят на вооружении Советской Армии.

Вполне понятен тот большой интерес, который проявляется в нашей стране к этой замечательной машине.

За последнее время в нашей технической литературе появились книги, знакомящие читателя с историей развития вертолетов, теоретическими основами их полета, аэродинамическим расчетом и конструкцией. Между тем по технике пилотирования вертолетов, которая существенно отличается от пилотирования самолетов и имеет ряд особенностей, до последнего времени книг не издавалось. Данная книга имеет целью восполнить пробел в этой области.

Все процессы, происходящие при полете вертолета, излагаются в книге по возможности в популярной форме, чтобы облегчить усвоение материала читателями, не имеющими специальной технической подготовки.

Необходимо также иметь в виду, что в книге освещены только вопросы пилотирования одновинтового вертолета, а его подробного описания не дается. Автор не претендует на полноту освещения всех особенностей техники пилотирования вертолетов.

Освещая вопросы пилотирования одновинтовых вертолетов, автор использует в основном свой многолетний опыт полетов на вертолетах этого типа, поэтому многие выводы не следует считать исчерпывающими и тем более не следует думать, что они пригодны во всех случаях и для всех типов вертолетов.

Прежде чем начинать обучение полетам на вертолете и говорить об особенностях этих полетов, необходимо ознакомиться с устройством вертолета и принципом его полета.

Само название «винтокрылый» говорит о том, что крыло у вертолета выполнено в виде винта или винт заменяет собой крыло.

Известно, что всякий самолет имеет жестко закрепленное на фюзеляже крыло, которое при движении самолета в воздушной среде с достаточно большой скоростью создает подъемную силу, необходимую для полета.

Воздух при обтекании крыла движущегося самолета изменяет направление своего движения; это явление называется скосом потока (рис. 1).

Рис. 1. Схема возникновения подъемной силы у самолета

Возникающая при этом аэродинамическая сила, направленная вверх, позволяет самолету преодолеть земное притяжение и оторваться от поверхности земли. Величина этой силы Y зависит от площади и профиля крыла самолета, плотности воздуха и квадрата скорости движения самолета и может быть выражена общеизвестной формулой

Y= C y∙ S∙ ρV 2/2,

где S — площадь крыла в м 2;

ρV 2/2 — скоростной напор в кг/м 2;

C y— коэффициент подъемной силы.

Следовательно, самолет может летать, двигаясь только поступательно. Из формулы видно, что с уменьшением скорости полета резко уменьшается подъемная сила крыла.

При некоторой скорости полета, называемой минимальной, полет еще возможен, но на скорости ниже минимальной полет самолета уже невозможен, так как подъемная сила крыла при этом будет меньше веса самолета.

Поэтому перед взлетом самолет должен совершать разбег для достижения необходимой скорости. Приземление самолета происходит также с определенной поступательной скоростью.

Современные самолеты, имеющие максимальные скорости полета, приближающиеся к скорости звука, а тем более превышающие ее, обладают достаточно большими минимальными скоростями, вследствие чего для обеспечения взлета и посадки этих самолетов требуются взлетно-посадочные полосы длиной до 4 км.

Винтокрылые летательные аппараты — автожир и вертолет — в отличие от самолета имеют крылья не жестко закрепленные к фюзеляжу, как у самолета, а в виде лопастей винтов, вращающихся в горизонтальной плоскости. Следовательно, принцип получения подъемной силы у винтокрылых аппаратов тот же, что и у самолета: перемещение профилированного крыла относительно воздушной среды.

Такое конструктивное изменение летательного аппарата при одинаковом принципе создания подъемной силы позволяет получать подъемную силу, необходимую для полета, у неподвижного летательного аппарата при вращении его винта.

Наличие вращающихся крыльев — несущего винта — у вертолета (к автожирам, как мы увидим далее, это относится в меньшей степени) по сравнению с неподвижным жестко закрепленным крылом у самолета сообщает ему совершенно новое качество — возможность производить взлет и посадку без разбега и пробега, неподвижно висеть в воздухе и двигаться в любую сторону.

Остановимся на различиях между вертолетом и автожиром. Внешне эта летательные аппараты очень похожи, так как имеют одинаковые несущие винты.

Двигатель вертолета при помощи силовой передачи — трансмиссии — вращает несущий и рулевой винты (на одновинтовом, вертолете). Несущий винт, отбрасывая вниз с какой-то скоростью определенную массу воздуха, создает тягу, направленную вверх. Если диск несущего винта вертолета наклонен вперед, то и его тяга, всегда перпендикулярная к диску винта, наклонится вперед («рис. 2).