Вертолёт, 2005 № 02

На вводе в разворот вектор угловой скорости ω хсовпадает с осью X. Под действием гироскопического момента от НВ возникает кабрирующий момент, одновременно от действия гироскопического момента РВ — разворачивающий момент влево. В процессе выполнения разворота вертолет вращается также и относительно оси Y. Под действием гироскопического момента от двигателей возникает кабрирующий момент, а от гироскопического момента РВ — кренящий момент вправо.

Рис. 1. Схема векторов угловых скоростей вращения роторов и вертолета Ми-24 на выводе из пикирования

По изложенной методике можно определить проявление дестабилизирующего воздействия на одновинтовой вертолет аэродинамических и гироскопических сил в процессе выполнения и других элементов маневрирования. Неуравновешенные разворачивающие и кренящие моменты, моменты на кабрирование и пикирование при выполнении наиболее распространенных эволюций вертолета Ми-24 представлены в табл. 1.

При выполнении ряда элементов пилотажа режим работы двигателей может изменяться от взлетного до малого газа. Это, в свою очередь, приводит к существенному изменению реактивных моментов от НВ и РВ, которые оказываются также неуравновешенными. Пилоту одновинтового вертолета эту особенность необходимо хорошо знать и своевременно парировать ее отрицательное проявление.

Так, при выводе из пикирования и вводе в горку частота вращения НВ возрастает. Система автоматического регулирования работы двигателей, стремясь поддержать частоту вращения НВ постоянной, переводит двигатели на пониженные режимы. Реактивный момент от НВ уменьшается, а тяга РВ возрастает за счет увеличившейся частоты его вращения. В связи с этим вертолет стремится развернуться вправо и накрениться влево. Возросшая частота вращения НВ в процессе выполнения маневра еще больше увеличивает кренящий гироскопический момент влево. Если разворачивающие моменты стремятся компенсировать друг друга, то кренящий момент влево будет представлять собой сумму моментов от действия аэродинамических, кориолисовых и гироскопических сил.

Ввод в правый разворот, для примера, сопровождается увеличением общего шага НВ, мощности двигателей и реактивного момента от НВ, который складывается с гироскопическим моментом от РВ, что противодействует развороту. Для парирования их «паразитного» суммарного воздействия пилот вынужден отклонять правую педаль на большую величину. Это приводит к увеличенным углам установки лопастей РВ и более высокой его тяге, которая, в свою очередь, препятствует крену вертолета вправо.

С увеличением реактивного момента от РВ появляется пикирующий момент, который становится тем больше, чем больше крен при вводе в разворот. Если вертолет входит в разворот с креном примерно до 30° («блинчиком»), то угловые скорости его вращения относительно связанных осей невелики. В результате кренящий, разворачивающий и кабрирующий моменты от гироскопических и кориолисовых сил практически компенсируются реактивными моментами от НВ, РВ и от увеличивающейся тяги РВ.

Если вертолет вводится в разворот энергично с большим креном, то сначала, по мере увеличения угловых скоростей его вращения, кабрирующий и кренящий моменты от гироскопических сил возрастают, достигают максимальных значений, а затем, к завершению крена, уменьшаются до нуля. Одновременно с увеличением крена растут реактивные моменты от НВ и РВ, а также тяга РВ. В конце ввода в разворот вертолет стремится войти в пикирование и выйти из крена.

В левый разворот вертолет входит «охотнее», так как момент от тяги РВ совпадает с кренящим гироскопическим моментом влево. Пикирующий момент от действия гироскопических сил складывается с пикирующим моментом, возникающим из-за увеличения реактивного момента РВ. В конце ввода в левый разворот, когда угловое вращение вертолета прекращается, остается только пикирующий момент от действия реактивного момента РВ. Но он меньше по величине, чем на правом развороте.

Различное поведение вертолета при выполнении правых и левых разворотов, а также пространственных маневров с их использованием обусловлено наличием НВ и РВ — источников асимметрии одновинтового вертолета. Чем энергичнее маневрирование, тем существеннее разница в поведении аппарата.

Словом, при выполнении энергичного маневрирования, чаще всего в боевой обстановке, пилот вертолета Ми-24 или Ми-28 должен осуществлять упреждающие действия по отклонению рычагов управления. К сожалению, эти действия многовариантны и заранее не известны. Если их выбор неадекватен или они применены несвоевременно, вертолет будет вращаться относительно некоторой мгновенной оси, которая не совпадает со связанными осями X, Y, Z. При недостаточных навыках летчика или в стрессовой ситуации восстановить необходимое пространственное положение одновинтового вертолета весьма сложно.

«Ахиллесовой пятой» вертолетов одновинтовой схемы при выполнении маневров на скоростях более 100 км/ч является рулевой винт. В соответствии с требованиями обеспечения его прочности в этих условиях скольжение вертолета существенно ограничивается или вообще не допускается. Быстрое и на большую величину отклонение педалей путевого управления в процессе выполнения пространственных маневров может привести к возникновению запредельных маховых колебаний лопастей рулевого винта и его чрезмерному нагружению (практика летной эксплуатации зафиксировала ряд случаев столкновения лопастей винта с хвостовой и концевой балками). Вследствие отсутствия рулевого винта вертолет соосной схемы свободен от ограничений и опасностей, присущих одновинтовым винтокрылым аппаратам.