Вертолёт, 2007 № 04

Метод определения оптимальных крейсерских режимов полета, позволяющий найти оптимальную частоту вращения несущего винта η опти оптимальную приборную скорость V пр. оптпри меняющихся массе вертолета m, высоте полета H, температуре воздуха t, скорости ветра U 1и его направлении Ψ в, прост. Для этого нужно использовать графики, показанные на рис. 1. В правой части рисунка — прямые, каждая из которых относится к определенной высоте: H = 0; 0,5; 1–6 км, слева — три семейства кривых η опт, (q G) 0, (C v) опт, значения которых зависят от температуры наружного воздуха (от +40 до -40 °C).

Эксплуатационный диапазон частот вращения несущего винта для Ми-26 при использовании описываемого метода разрешен 88–91 % при положительных и 85–91 % при нулевой и отрицательных температурах наружного воздуха. Ограничение η minпри положительных температурах (88 % вместо 85 %) связано с возрастанием переменных нагрузок во втулке несущего винта с увеличением температуры и уменьшением η. Кривые (q G ) 0построены при разных частотах вращения несущего винта: верхние ветви — при η min, средние — при η опт(η min<= η опт<= η max), нижние — при η max(из-за ограничений частот η minи η maxтакже являются η опт). Кривые при η оптдля разных значений температур совпадают, что подтверждает график на рис. 3: минимальный относительный километровый расход топлива одинаков при температуре наружного воздуха от -11 до +22 °C.

Опишем метод использования графиков в случае, когда задана высота полета и требуется определить η опти (V пр) опт. Описание дадим на примере, когда m = 50 т, Н = 2,1 км, t=0, U = 60 км/ч. Из точки m = 50 т проводится вертикаль до высоты Н = 2,1 км, от получившейся точки проводится горизонталь. На горизонтали по кривым η оптпри t = 0 прочитывается η опт= 86,5 % (шкала η оптпоказана над кривыми). При малых m и Н график η оптне показан: в этой области η опт= η min.

Определять километровый расход топлива при заданной высоте полета не требуется, так как в процессе испытаний вертолета Ми-26 в ВВС было принято решение определять количество топлива и загрузку вертолета без учета оптимизации, по действующим нормам, определенным РДП-26. Экономия топлива приведет к тому, что в баках вертолета после посадки топлива останется больше, чем предусматривалось.

Третье семейство кривых на рис. 1 определяет параметр (C v) опт, характеризующий оптимальную крейсерскую скорость. Приборная (V пр) опти воздушная (V) оптскорости определяются по табл. 1 и 2: V пр= ƒ(H,C v) и V = f (t,C v). В нашем примере на упомянутой горизонтали при t = 0°(C v) опт= 3 (число на кривой, расположенной над получившейся точкой). Из таблиц следует: V пр= 200 км/ч и V = 220 км/ч.

Скорость и направление ветра влияют на оптимальную скорость полета. При встречном ветре скорость нужно увеличивать, при попутном — уменьшать. Величину изменения скорости для вертолета Ми-26 можно принять равной ±U/3. Символом U обозначена путевая составляющая скорости ветра. Для ее определения служит табл. 3, по которой U и ее направление (попутное, встречное) находятся в зависимости от U 1и разности курсов ветра и полета. В примере при U 1= 60 км/ч и Ψ в— Ψ = 140°, так что из таблицы следует: ветер встречный, U = 48 км/ч (интерполяция между числами 54 и 37). В нашем примере V пр= 200 + 48/3 = 216 км/ч.

Оптимальную высоту полета сложно определить аналитически, поэтому ее находят методом перебора: определяют минимальный земной относительный километровый расход топлива (q G) на нескольких высотах — и высота, на которой наименьший q Gбудет оптимальной. Сначала напомним, как вычисляется q G:

q G= (q G)KV/(V±U), где (q G) 0— относительный воздушный километровый расход топлива;

(q G) 0= 100 Q/V m.

Коэффициент К учитывает увеличение расхода топлива при включении летчиком систем вертолета, влияющих на расход топлива, Q — часовой расход топлива. Число 100 введено в формулу, чтобы шкала q G состояла из целых чисел. Величины коэффициента К у вертолета Ми-26 равны: К = 1,045 при включении СКВ + ПЗУ + + ПОС дв, а при включении всех потребителей, то есть с ПОС пзу, К = 1,09. При выключенных потребителях К = 1. В приведенной формуле знак «+» означает попутный ветер.

Рис. 1. Зависимость оптимальных числа C v, относительного километрового расхода топлива, частоты вращения несущего винта от массы вертолета, высоты полета и температуры наружного воздуха

Величина q Gможет быть определена экипажем вертолета не по приведенной формуле, а с помощью графика на рис. 2: нанеся на верхнюю горизонтальную ось точку (q G) 0= 22,7 1/км, перемещаемся параллельно прямым, соответствующим влиянию коэффициента К (в нашем примере летчик включил СКВ + ПЗУ + ПОС дв). Затем перемещаемся эквидистантно семейству кривых U до фактической величины U (в примере ветер встречный, U = 48 км/ч). В этой точке прочитывается q G= 29,7 1/км. Таким же методом определяют q Gна других высотах (например, Н = 1, 3, 4 км) и, сравнив полученные величины, находят Н оптЗатем на Н оптопределяют, как описано выше, η опт и(V пр) опт.

Для вычисления параметров крейсерского режима экипаж может воспользоваться «устройством» в виде тетради с вынимающимися страницами. На ее страницах даны графики (рис. 1), а информация, не зависящая от условий полета (табл. 1–3), размещается на внутренней стороне обложки тетради. Там же приведен пример определения оптимального режима полета. После определения параметров крейсерского режима использованная страница вынимается. На следующей странице по графику (рис. 1) в соответствии с меняющимися условиями полета определяются η, (q G) 0, C vдля новых величин m, Н, t.