Вертолет, 2003 № 02

Прибор АБРИС

Сегодня можно расширить возможности системы АБРИС путем дополнительной установки многофункционального индикатора TDS-56D разработки ЗАО «Транзас». Это позволяет принимать и наглядно отображать информацию как от системы АБРИС, так и от других навигационных вычислителей, а также данные от системы раннего предупреждения столкновения летательного аппарата с землей и удара хвостовой балки о землю, от метео-РЛС.

Опыт использования системы АБРИС, накопленный за семь лет эксплуатации в десяти предприятиях и авиакомпаниях, позволил существенно расширить функциональные возможности системы и максимально приблизиться к требованиям, предъявляемым при эксплуатации вертолета Ми-8/Ми-17.

Bell-205 (UH-1)

За более чем полувековой период разработки, серийного производства и эксплуатации вертолетов накоплен и систематизирован, в том числе в различных изданиях, большой объем данных о размерах, массах и других параметрах винтокрылых машин. Одно из таких изданий – «Конструкторский каталог винтокрылых аппаратов», вышедший в КГТУ им. А.Н. Туполева в 1996 г. Просмотр каталога натолкнул авторов этой статьи на мысль попробовать выявить какие-то закономерности, которым подчиняются основные параметры вертолетов, с целью упрощения процедуры разработки важнейших летно-технических характеристик машины при ее

Рис.1. Зависимость мощности двигателей от взлетной массы вертолета

С использованием современных средств обработки данных, в частности, электронных таблиц (Microsoft Excel) мы представили собранную в каталоге информацию в графическом виде. Сразу выявилась первая закономерность: с увеличением взлетной массы мощность двигателей и диаметры несущих винтов вертолета возрастают. Этот вывод иллюстрируют графики, где эти величины обозначены как координаты на осях «взлетная масса – взлетная мощность» и «взлетная масса – диаметр несущего винта» (рис. 1 и 2). Видно, что точки, соответствующие вертолетам, сосредоточились (на координатном поле графика) в узкой зоне, хотя все машины имеют разные конструктивные параметры и производились с использованием, различных технологий.

Таким же образом можно построить графики зависимости от взлетной массы: на рис. 3 – диаметров рулевого винта, рис. 4 – массы пустого вертолета, рис. 5 – массы полезной нагрузки. И в свою очередь, графики зависимости от взлетной массы: на рис. 6 – массы топлива в основных топливных баках, рис. 7 – километрового расхода топлива. При рассмотрении приведенных данных становится ясно, что именно от взлетной массы зависят величины некоторых важнейших параметров, определяющих облик вертолета. Вертолеты, имеющие близкие взлетные массы, мало отличаются между собой по летно-техническим параметрам.

Предлагаемый графоаналитический подход позволяет установить связь между взлетной массой и типом шасси вертолета. На графике (рис. 8) такая зависимость видна сразу: вертолеты со взлетной массой до 2000 кг имеют только полозковое шасси, а вертолеты тяжелее 9000 кг – только колесное; число вертолетов с колесным, шасси (в каждом диапазоне взлетных масс) несколько увеличивается по мере роста взлетной массы машины. Этот подход помогает понять, существует ли какая-то взаимосвязь между крейсерской скоростью вертолета и его энерговооруженностью (т. е. величиной мощности двигателей, приходящейся на килограмм взлетной массы).

Рис.2. Зависимость диаметра несущего винта от взлетной массы вертолета

Рис.З. Зависимость диаметра рулевого винта от взлетной массы вертолета

Рис.4. Зависимость массы пустого вертолета от взлетной массы

Рис. 9 ясно показывает, что крейсерская скорость вертолета увеличивается с ростом энерговооруженности. Однако этот рост ограничен величиной 300 км/ч. Причина понятна: при этой скорости полета скорость конца наступающей лопасти составляет около 300 м/с, что соответствует числу Маха М=0,88 у земли. Дальнейшее увеличение скорости ведет к резкому возрастанию переменных нагрузок на лопастях несущего и рулевого винтов, что, в свою очередь, проявляется в виде недопустимого уровня вибраций вертолета на крейсерских режимах полета.

Величина километрового расхода топлива (рис. 7) указывает на аэродинамическое совершенство вертолета, включая аэродинамическое сопротивление фюзеляжа, КПД его несущего и рулевого винтов. Чем выше эти показатели, тем ниже расход топлива.

…На представленных графиках есть вертолеты, параметры которых выходят за границы общей зоны. На рис.1 и 2 это: номер 22 – Sikorsky S-55 (1949); 24 – Ми-2 (1961); 26 – Bell-205, UH-1D (1961); 35 – S-58 (1954); 36 – Ми-4 (1952); 42 – Ми-8 (1962); 56 – АН-64 (1985); 58 – Ми-17 (1975). 1Ји вертолета – 22, 35 и 36 – оснащены поршневыми двигателями и производились в период с 1949 по 1954 годы. Пониженная энерговооруженность этих машин компенсирована увеличенными диаметрами несущих винтов.

У вертолетов одновинтовой схемы между взлетной массой аппарата и диаметром рулевого винта прослеживается четкая связь, которую можно увидеть на приведенном. графике (рис.З). Обращает на себя внимание, что вертолеты под номерами 22, 24, 36 характеризуются увеличенными диаметрами рулевых винтов, а под номером 56 – малым.

На рис. 4 величиной массы пустого вертолета выделяются точки 36 – вертолет Ми-4 и 46 – Ми-14. Понятно почему: Ми-4 имеет поршневой двигатель массой более 600 кг, а Ми-14 – специальное оборудование (убирающееся четырехопорное колесное шасси, систему баллонетов), обеспечивающее устойчивость вертолета при необходимой посадке на воду. Вертолеты Bell-205, UH-1D и S-61A легче, поскольку применяются в транспортном варианте и на них не устанавливается специальное оборудование.

Рис.5. Зависимость массы полезной нагрузки от взлетной массы вертолета

Рис.6. Зависимость массы топлива в основных топливных баках от взлетной массы вертолета