ВЕРТОЛЁТ 1998 02

Далее проводились теоретические расчеты для различных значений коэффициента лобового сопротивления. В результате сравнения теоретических и экспериментальных траекторий определено, что у парашютиста, покидающего вертолет, с=1.1. В качестве примера на рис.1 показаны теоретические и экспериментальные траектории при одном из способов отделения парашютиста от вертолета.Аналогичную задачу можно решить как для горизонтального полета вертолета, так и для режимов подъема, моторного снижения или снижения на режиме самовращения несущего винта (РСНВ).

Для определения безопасных условий покидания конкретного типа вертолета необходимо практически определить координаты точки покидания летательного аппарата парашютистом и положение относительно нее опасных точек в связанной с вертолетом системе координат. Так, например, для вертолета Ми-24 точка покидания машины командиром экипажа находится на пересечении вертикальной прямой (относительно строительной горизонтали фюзеляжа), проходящей на 0,25 м левее центра двери кабины командира, и горизонтальной прямой, проходящей по верху петель двери грузовой кабины. Точка покидания вертолета оператором лежит на 1,4 м ближе к носу вертолета, а бортовым техником – на 2,05 м ближе к хвосту и 0,5 м ниже. Без подвесных средств вооружения наиболее опасной является нижняя передняя точка пилона противотанковых ракет. С подвесными средствами вооружения опасной точкой является их носовая часть. Во всех расчетах необходимо учитывать изменение угла тангажа вертолета на различных скоростях и режимах полета, так как это существенным образом меняет условия покидания.

Решение данной задачи можно представить в связанной с вертолетом системе координат. Траектории движения парашютиста – командира экипажа для различных скоростей горизонтального полета и планирования на РСНВ (для нормального взлетного веса вертолета) показаны на рис.2 и 3. Траектории движения других членов экипажа можно получить параллельным переносом траектории движения командира в точки покидания ими вертолета. Все расчеты производились для наиболее неблагоприятного варианта – прыжка грудью к потоку горизонтально.

Возьмем за минимально безопасное расстояние расхождения парашютиста и опасной точки 0,5 м (рис. 2, 3). Графики дают наглядное представление о том, что с ростом скорости полета траектории движения парашютиста проходят все ближе к опасным точкам. Наличие подвесных средств вооружения увеличивает опасность покидания и делает возможным прыжок лишь на значительно меньших скоростях.

Режим самовращения несущего винта создает менее благоприятные условия покидания вертолета по сравнению с режимом горизонтального полета на той же скорости. Правда, это ухудшение можно назвать незначительным. Данный вывод полностью соответствует результатам контрольных парашютных прыжков, выполненных в Сызранском ВВАУЛ под руководством старшего преподавателя кафедры аэродинамики и динамики полета, начальника ПДС и ПСС училища полковника А.В Бубнова. Прыжки производились с вертолета Ми-24 при планировании в РСНВ на скорости 150 км/час и вертикальной скорости снижения 15 м/с из операторской и грузовой кабин. Расстояние между парашютистом и опасными точками определялось по субъективной оценке парашютистов и по оценке специального наблюдателя, находившегося на борту вертолета. По свидетельству наблюдателя, разница в траекториях при отделении в режиме горизонтального полета и на той же скорости в режиме самовращения несущего винта была почти незаметна, а парашютисты ее не отметили вообще.

Наилучшие по безопасности условия покидания летательного аппарата будут у летчика-оператора, а наихудшие – у бортового техника. Дальнейшие результаты анализа можно представить в виде таблицы, в которой указаны максимальные безопасные скорости, при которых возможно покидание вертолета Ми-24 (табл. I). На больших скоростях, превышающих указанные в таблице, покидать вертолет небезопасно.

При наличии крена в сторону, обратную прыжку, опасные точки существенно поднимаются относительно точки покидания вертолета парашютистом. Так, при левом крене 5° на вертолете Ми-24 опасные точки поднимаются относительно точки покидания вертолета командиром экипажа на 0,24 м, а при крене 10° – на 0,49 м. Таким образом, крен в сторону, обратную прыжку, существенно повышает безопасность покидания вертолета.

Рнс.1. Теоретические и экспериментальные траектории движения парашютиста в нормальной земной системе координат при отделении от вертолета Мн-8 на различных скоростях горизонтального полета

Рис. 2. Теоретические траектории движения парашютиста – командира экипажа в связанной с вертолетом Ми-24 системе координат при отделении на различных скоростях горизонтального полета

Рис. 3. Теоретические траектории движения парашютиста – командира экипажа в связанной с вертолетом Ми-24 системе координат при отделении на различных скоростях планирования на РСНВ

Рис. 4. Влияние высоты и скорости полета на РСНВ на траекторию движения парашютиста

Анализ изменения траекторий движения парашютиста в зависимости от высоты полета показывает, что условия вынужденного покидания вертолета улучшаются с увеличением высоты (рис.4). Это обусловлено уменьшением плотности воздуха и, следовательно, силы лобового сопротивления парашютиста.

С целью обоснования достоверности выполненных приближенных расчетов и уточнения траектории движения парашютиста был проведен расчет на ЭВМ с использованием методов нелинейной нестационарной аэродинамики. Выяснено, что лобовое сопротивление по оси O xf. рассчитанное с учетом и без учета влияния несущего винта (НВ) в непосредственной близости от вертолета, различается достаточно сильно. По мере удаления парашютиста от вертолета (примерно через 1 с после покидания) эта разница становится незначительной. Эффект воздействия НВ сказывается в том, что по оси О хgпарашютист медленнее тормозится встречным потоком. В непосредственной близости от вертолета (где находятся опасные точки) разница в перемещении составляет 15-20 см и, с точки зрения безопасности прыжка, она положительна. Лобовое сопротивление по оси О уgбез учета влияния НВ рассчитывается с незначительной ошибкой, которой можно пренебречь. Так, к примеру, через 2 с после покидания разница в расчетах перемещения по оси Оуg составляет всего 12 см, в то время как по оси О хона достигает 2 м. в Подобранный в результате экспериментальных исследований коэффициент с gже учитывает влияние НВ вертолета на движение парашютиста. Это позволяет считать проведенные по приближенной методике расчеты достаточно достоверными.