Контрольные вопросы

1. Какие моменты крена и поперечные силы действуют на вертолет ?

2. Почему возможны способы балансировки либо с креном без скольжения либо со скольжением без крена ?

3. Какую зависимость показывает балансировочная кривая ?

4. Как изменятся поперечное равновесие:

- при боковом ветре справа ? слева ?

- при увеличении скорости ? уменьшении скорости ?

- при даче правой педали ? левой педали ?

- при повышении режима работы двигателей ?

- при смещении центра масс вправо ?

5. Как изменяется балансировочный угол крена на различных скоростях полета ?

1.7 Путевая балансировка

Целью путевой балансировки является сохранение равновесия сил и моментов, действующих в азимутальной плоскости относительно нормальной оси 0у. На вертолете Ми-8 относительно оси Оу действуют следующие моменты рыскания:

19

- реактивный момент несущего винта М_yн. Он образуется из-за сил сопротивления вращению НВ и направлен против вращения НB, передается на втулку и трансмиссию, стремится развернуть вертолет влево по полету;

- момент от тяги рулевого винта М_УР =Трв· ℓ_РВ. Действует на плече ℓ_РВ за счет выноса РВ относительно центра масс вертолета. Стремится развернуть вертолет вправо по полету.

На режиме самовращения НВ вертолет под действием крутящего (увлекающего) момента НВ разворачивается вправо. Поэтому РB переводится на отрицательные углы установки, и момент М_УР имеет противоположное направление, т.e. разворачивает вертолет влево;

- момент рыскания от боковой силы фюзеляже М_УФ. Возникает только в полете со скольжением. В этом случае центр давления фюзеляжа находится позади центра масс вертолета на расстоянии ℓ_Ф.

На моторных режимах полета боковая сила фюзеляжа направлена вправо по полету, и момент М_УФ действует влево. На режиме самовращения М_УФ действует вправо. Следовательно, на любом режиме полета момент рыскания фюзеляжа М_УФ совпадает по направлению с реактивным (кру­тящим на РСНВ) моментом НВ.

Вертолет находится в состоянии путевого равновесия, если алгебраические суммы поперечных сил и их моментов относительно нормальной оси О_У равны нулю.

Следует учитывать, что движение вертолета по рысканию (относительно оси Оу) взаимосвязано с его движением по крену (относитель­но оси Ох). Поэтому путевое равновесие рассматривается в сочетании с поперечным равновесием вертолета и может осуществляться двумя способами; и без крена, и со скольжением (рис.11,а и 11,б).

В зависимости от этого условия равновесия сил и моментов имеют следующий вид:

Балансировка без скольжения

ΣF_Z=Z_н+GSin - Т_рв=0;

ΣM_у=М_ун – M_ур =0.

20

Рис.11 Способы путевой балансировки

а) С креном без скольжения б) Без крена со скольжением

Балансировка со скольжением

ΣF_Z=Z_н+Z_ф - Т_рв = 0;

ΣM_у=М_ун + M_уф – M_ур =0.

В полете со скольжением вертолет движется с некоторым аэродинамическим углом сноса (рис.11,6). В этом случае тяга РВ должна быте больше, чем для балансировки без скольжения, так как необхо­димо уравновесить дополнительный момент от боковой обдувки фюзеля­жа М_УФ. Поэтому полет со скольжением выполняется с меньшими запасами путевого управления, чем без скольжения.

Из уравнений следует, что путевая балансировка вертолета на заданном режиме осуществляется при определенном моменте, создаваемом тягой рулевого винта М_УР. Следовательно, при переходе на другой режим полета необходимо изменить и тягу РВ.

Рис. 12 Балансировочная кривая шага РВ от скорости по прибору

Для каждого режима полета можно определить балансировочные углы установки лопастей рулевого винта _РВ, при которых вертолет будет находиться в состоянии путевого равновесия. На рис.12 приведены балансировочные кривые вертолета Ми-8, представляющие собой графи­ческую зависимость углов установки лопастей РВ _РВ от скорости полета. Анализ кривых показывает следующее:

- на всех режимах моторного полете углы _РВ имеют положительное значение, т.e. требуется отклонение правой педали вперед;

- на режиме горизонтального полета с увеличением скорости до экономической V_эк

21

балансировочные углы _РВ уменьшаются. Это объясняется тем, что уменьшается потребная мощность НВ, а значит шаг НВ и его реактивный момент. Под действием неуравновешенного момента от тяги РВ вертолет будет разворачиваться вправо. Поэтому для восстановления путевого равновесия требуется уменьшить углы установки лопастей РВ;

- на скоростях полета больше экономической, несмотря на увели­чение потребной мощности НВ и его реактивного момента, углы уста­новки лопастей РВ почти не изменяются,так как РВ продолжает увеличивать тягу вследствие косой обдувки;

- при скоростях полета больше 170 км/ч балансировочные углы _РВ увеличиваются, так как потребная мощность НВ продолжает увеличиваться, а условия работы РВ ухудшаются вследствие потерь на вихреобразование;

- при уменьшении мощности до нуля (режим самовращения НВ) РВ переводится на отрицательные углы установки, т.е. на режиме самовращения НB требуются наибольшие отрицательные углы установки РВ;

- при увеличении мощности двигателей (шага НВ) балансировочные углы _РВ на соответствующих скоростях полета должны быть больше. При работе двигателей на взлетном режиме тяга РВ близка к максимальной, а правая педаль почти полностью отклонена вперед. Запас по путевому управлению почти полностью отсутствует.

Следует помнить: при нарушении установленных ограничений по скорости бокового ветра, массе вертолета, частоте вращения НВ потребные углы установки лопастей РВ могут быть больше максималь­но допустимых для вертолета Ми-8. В этом случае возможна нехватке полного хода правой педали - вертолет становится неуправляемы и разворачивается влево.

Выводы:

1. Боковое движение вертолета состоит из двух связанных между собой движений по крену и рысканию.

2. В состоянии бокового равновесия сохраняется равенство между собой сил, а также их моментов, действующих в поперечной и азиму­тальной плоскостях.

3. Боковая балансировка вертолета Ми-8 осуществляется с помощью отклонений РЦШ и педалей.

4. С помощью балансировочных кривых определяются запасы попереч­ного и путевого управления вертолета Ми-8 на различных режимах полета.

5. На боковую балансировку вертолета основное влияние оказывает работа рулевого винта. Поэтому знание особенностей аэродинамики РВ позволяет лучше понять физический смысл летных ограничений верто­лета Ми-8.