2.2 Управление хвостовым винтом

Педали направления (1) связаны между собой качаю­щимся рычагом (2): когда одна педаль движется впе­ред, другая движется назад (рис.24-1).

После педального ме­ханизма управляющий канал включает в себя такие элементы: тягу (3), угловой рычаг (4), гибкий тяговый орган управления (5) и, после сервопривода (7), тягу воздействия (9) на угловой рычаг (10) управляющей тарелки хвостового винта.

Компенсатор усилий (8), который параллельно подключен к тяге воздействия (9), уменьшает усилия, которые требуются от пилота для управления хвостовым винтом в случае падения гидравлическо­го давления.

- Когда нажата правая педаль (как на рисунке), управ­ляющая тарелка хвостового винта, приводимая в движение угловым рычагом (10), приближается к фюзеляжу: шаг лопастей хвостового винта увели­чивается.

- Напротив, когда нажата левая педаль, управля­ющая тарелка отдаляется от фюзеляжа, и шаг уменьшается.

- Педали направления

• - Качающийся рычаг

• - Тяга

• - Промежуточный угловой рычаг

• - Гибкий тяговый орган управления

• - Двойной орган правления (дополнительно)

• - Сервопривод

• - Компенсатор усилий (в зависимости от версии)

• - Тяга воздействия на угловой рычаг (10)

• - Управляющая передача

Рис.24-1 Управление хвостовым винтом

2.2.1 Основные характеристики хвостового винта

Базовым элементом винта является лонжерон из пучка стеклопластика, на котором удерживаются две литые лопасти.

Лонжерон представляет собой тонкую пластину, гибкую в направлении тяги лопастей Т_л. Упру­гость лонжерона поглощает изгибающие нагрузки, вызван­ные тягой, даёт возможность скручивания лонжерона в центральной части, тем самым обеспечивает изменение шага ХВ (управление тягой), рис.25а.

а)

б)

Рис.25 Динамика работы лопастей ХВ

2.2.2 Изменение шага

Рычаг изменения шага (7), который приводится в действие органом управления, поворачивает фланцевое кольцо комля лопасти вокруг слоистых полуподшипников (5), которые деформируются на скручивание. С фланцевого кольца усилие по изменению шага пере­дается на главную, не скручиваемую, часть лопасти, а с нее — на скручиваемую часть лонжерона, которая поворачивается в направлении увеличения или уменьшения шага.

(9) - Балансировочные грузы (рис.25б).

Балансировочная монтажная часть обеспечивает функцию "взмах". Узел лопастей вращается вокруг оси балансира и "балансирует" через каждые 1/2 оборота.

Когда наступающая лопасть поднимается относительно плоскости вращения, отступающая лопасть симме­трично опускается.Тем самым взмах лопастей компенсирует асимметрию тяги между наступающей и отступающей лопастями.

2.3 Особенности аэродинамики хв

На рис.26 изображено уравновешивание реактивного момента НВ с помощью компенсирующего момента, создаваемого хвостовым винтом:

Р ис. 26 Действие компенсирующего момента хв

Схема показывает, что путевое равновесие обеспечива­ется при условии уравновешивания реактивного момента несущего винта Мн и компенсирующего момента хвостового винта Мхв:

Мн=М_ХВ=Т_ХВ∙ l_ХВ,

где Тхв - тяга ХВ,

lрв - плечо силы тяги ХВ относительно центра масс еврокоптера;

Мн - реактивный момент НВ;

М_ХВ - компенсирующий момент ХВ.

В моторном полете тяга ХВ направлена влево, перпендикулярно на­правлению полета, на режиме авторотации –вправо.

Сила тяги ХВ - это аэродинамическая сила, возникающая при вращении лопастей ХВ и действующая вдоль оси его вращения. Рассчитывается по формуле:

Т_ХВ=0,5 Cz r (w_ХВ∙r_ХВ)²F_ХВ.

Формула показывает, что на тягу ХВ влияют следующие факторы:

• углы установки лопастей j_хв (шаг ХВ). В соответствии с полярой ХВ увеличение шага ХВ приводит к увеличению коэффициента тяги Cz;

• плотность воздуха. Влияет на тягу прямо пропорционально;

• обороты НВ. В случае уменьшения оборотов НВ уменьшаются оборотыХВ, так как ХВ кинематически связан через механическую трансмиссию с главным редуктором НВ;

• скорость боковой обдувки. Боковая обдувка может действовать на хвостовой винт в виде бокового ветра, при боковых перемещениях вертолета, разворотах, скольжении (Рис. 27).

а) б)

Рис.27 Влияние боковой обдувки на тягу ХВ

Из рисунков видно, что при воздействии на ХВ боковой обдувки изменяются осевые скорости лопастей ХВ, что приводит к изменению углов атаки на лопастях ХВ (Рис27, рис.9) .

При обдувке слева углы атаки уменьшаются, поэтому тяга также уменьшается (Рис27,а ).

При обдувке справа углы атаки на лопастях ХВ увеличиваются. Это сопровождается увеличением тяги ХВ. Но при усилении ветра справа углы атаки в корневых частях ло­пастей становятся больше критических значений, возникает срыв потока. Кроме этого на ХВ развивается вихревое кольцо. Происходит дополнительное снижение тяги ХВ (Рис.27,б ).