4. Режимы полета вертолета

4.1. Запуск, выключение и опробывание двигателей

Основное влияние на безопасность запуска двигателей на вертолете оказывает приземный ветер, особенно боковой.

Рис.4.1. Влияние направления ветра на очередность

запуска двигателей

С точки зрения создания благоприятных условий для запуска двигателя рекомендуется при ветре слева первым запускать правый двигатель, а при ветре справа – левый (рис.4.1.). В этом случае неблагоприятное влияние бокового ветра на запускаемый с наветренной стороны двигатель частично компенсируется уменьшением нагрузки, т.к. к моменту запуска наветренного двигателя свободная турбина и НВ уже приведены во вращение. Однако при большой скорости бокового ветра, превышающей 10-15^м/_с, уменьшение секундного расхода воздуха через компрессор в начальной стадии запуска может вызвать помпаж двигателя, особенно в условиях низких температур наружного воздуха. Наибольшую угрозу для помпажа двигателей вызывает ветер, направленный навстречу струе выходящих газов, т.к. он размывает газовую струю и частично забрасывает ее в воздухозаборники двигателей.

Поэтому для обеспечения надежного запуска и предотвращения помпажа двигателей необходимо соблюдать ограничения по допустимой скорости ветра. На первый взгляд кажется, что в случае необходимости оправданы некоторые нарушения этих ограничений, ибо срыв запуска двигателя, не сопровождаемый помпажом, сам по себе серьезной опасности не представляет. В действительности важно иметь ввиду, что установленные ограничения по допустимой скорости ветра при запуске и остановке двигателей обусловлены не только обеспечением надежности запуска самих двигателей, но главным образом предотвращением удара лопасти НВ по хвостовой балке.

Явление удара лопастей по хвостовой балке возможно при обдуве вертолета ветром сзади или справа только при минимальной частоте вращения НВ в самом начале раскрутки и в конце остановки и обусловлено следующими основными факторами (рис.4.2.).

Рис.4.2. Влияние направления ветра на возможность

удара лопастью по фюзеляжу вертолета

При ветре сзади – свесом и упругим прогибом лопасти от собственного веса, приводящим, к образованию отрицательных углов атаки концевых сечений, и, во-вторых, к воздействию на лопасть нормальной силы давления ветрового потока, вертикальная проекция которой направлена вниз. Т.е. ветровой поток сдувает конус вращения лопастей, но не по направлению ветра, а навстречу ему, т.к. при медленном вращении НВ конус направлен от вершины не вверх, а вниз.

При ветре справа – обратной обдувкой сечений с хвостика профиля. Т.к. угол атаки сечений лопасти положительный, это приводит к образованию отрицательной подъемной силы, вызывающей прогиб лопасти вниз. При промежуточных направлениях ветра – сзади справа – удар лопастей по хвостовой балке обусловлен совместным действием перечисленных факторов.

При ветре слева скорость ветрового потока складывается с окружной скоростью вращения НВ таким образом, что при прохождении лопасти над хвостовой балкой скорость обтекания ее максимальна. При ветре спереди ветровой поток набегает на лопасть снизу. Это вызывает образование положительных углов атаки сечений и силы давления ветрового потока на лопасть, вертикальная проекция которой направлена вверх.

Следовательно, в обоих случаях под действием ветра происходит образование дополнительной подъемной силы сечений лопасти, приподнимающей ее над хвостовой балкой выше того уровня, на котором лопасть проходит в безветрие. Отсюда не следует, однако, что раскрутка и остановка НВ при сильном ветре слева или спереди вообще совершенно безопасны. Ветер, дующий со скоростью более 20-25^м/_с, может настолько сильно пригнуть лопасть, что появится опасность удара по передней части фюзеляжа.

Следует иметь ввиду, что упругие деформации лопастей под действием ветра, приводящие к опасности удара по хвостовой балке, имеют ярко выраженный динамический, колебательный характер. С одной стороны, это обусловлено склонностью к упругим изгибным колебаниям самой лопасти, не растянутой, как в полете, центробежными силами; с другой стороны – неоднородной структурой, пульсациями самого ветрового потока, частоты которых могут оказаться близкими к частотам собственных упругих колебаний лопастей. Динамический прогиб лопасти под воздействием ветра, как правило, значительно больше статического, что усугубляет опасность рассматриваемого явления.

Физическая сущность и закономерности рассматриваемого явления сохраняются, естественно, и для остановки НВ после выключения двигателей. Но нужно иметь ввиду, что величина зазора между концами лопастей и хвостовой балкой при ветре справа уменьшается в случае применения торможения НВ при остановке. Это приводит к увеличению углов установки от закручивания лопасти инерционными силами и увеличению вертикальной проекции хорды лопасти. При ветре сзади для увеличения зазора между концом лопасти и хвостовой балкой целесообразно немного увеличить угол установки общего шага и отклонить РУ вправо, при ветре справа отклонения органов управления неэффективны.

НВ должен быть остановлен так, чтобы ни одна из лопастей не находилась над хвостовой балкой.

С ограничениями по скорости и направлению ветра при раскрутке и остановке НВ непосредственно связаны и минимальные безопасные интервалы между осями НВ при размещении вертолетов на стоянке, ибо при работе НВ создает мощный индуктивный поток воздуха, распространяющийся в горизонтальной плоскости.

Следует помнить, что самую большую опасность при раскрутке и остановке НВ представляет пролет над стоянкой на малой высоте другого вертолета. Индуктивный воздушный поток пролетающего вертолета прогибает книзу все лопасти НВ вертолета, стоящего на земле, что, естественно, создает наибольшую угрозу удара медленно вращающихся лопастей по хвостовой балке. Поэтому раскрутка и остановка НВ вблизи пролетающего другого вертолета запрещается.