2. Диапазон высот и скоростей полета вертолета

2.1. Потребная и располагаемая мощности несущего винта

Для выполнения установившегося полета необходимо чтобы мощность, вырабатываемая силовой установкой, была равна мощности, потребной для полета на данном режиме. Потребной, называется мощность, которую необходимо подводить к несущему винту для создания потребной для полета тяги. В общем случае потребная мощность состоит из индуктивной, профильной мощностей и мощности движения (рис.2.1)

Индуктивная мощность , затрачиваемая на создание подъемной силы имеет наибольшее значение на режиме висения (70-80%) и уменьшается с увеличением скорости полета вследствие увеличения массы воздуха, проходящего через несущий винт за единицу времени.

Профильная мощность , потребная для преодоления профильного сопротивления лопастей НВ. С ростом скорости полета увеличивается.

Мощность движения , затрачиваемая на передвижение вертолета в пространстве, на режиме висения равна нулю, а с увеличением скорости возрастает вследствие роста лобового сопротивления вертолета.

Рис.2.1. Потребная мощность и ее составляющие

Потребная мощность для горизонтального полета с увеличением скорости полета вначале уменьшается, а затем увеличивается в соответствии с характером изменения , , . Величина потребной мощности зависит, в основном, от следующих эксплуатационных факторов: высоты полета, полетной массы, температуры наружного воздуха и др.

С увеличением высоты горизонтального полета уменьшается плотность воздуха и для создания одной и той же по величине тяги при одной и той же скорости потребная мощность увеличивается. С увеличением полетной массы вертолета требуется большая тяга, поэтому потребная мощность для горизонтального полета увеличивается. С увеличением температуры наружного воздуха уменьшается плотность воздуха на данной высоте, поэтому для создания такой же по величине тяги необходимо увеличивать общий шаг, что в свою очередь ведет к увеличению потребной мощности.

Значительное уменьшение потребной мощности для несущего винта получается при висении вертолета вблизи земли за счет влияния воздушной подушки.

Сущность явления воздушной подушки заключается в том, что индуктивный поток, отбрасываемый винтом вниз, встречает экран (земную поверхность) и кинетическая энергия его рассеивается в ограниченном пространстве под винтом, что создает дополнительное увеличение тяги несущего винта и в конечном счете при = const способствует уменьшению потребной мощности на висении, т.е. увеличивает запас мощности, что положительно сказывается при выполнении взлетов и посадок на высокогорных площадках при высоких температурах наружного воздуха с максимальной взлетной массой.

С увеличением высоты висения эффект влияния воздушной подушки уменьшается и на высоте висения 20м он практически исчезает. Влияние воздушной подушки также пропадает при висении над кустарником, водной поверхностью, т.к. энергия потока в этом случае расходуется в основном на раскачку кустарника и образование волн.

Располагаемая мощность для несущего винта – это максимальная мощность, которая подводится к несущему винту при работе на взлетном режиме.

Рис.2.2. Зависимость коэффициента использования

мощности от скорости полета

Она меньше эффективной мощности двигателей на величину потерь на привод РВ (7-10% на режиме висения и 3-4% на крейсерской скорости), привод агрегатов двигателя и вертолета (1%) , трения в трансмиссии (3%), привод вентилятора (1,5%), гидравлические сопротивления входных устройств (2,5%). Кроме того при включении ПОС (4%), СКВ (0,8%). Учитываются эти потери через коэффициент использования мощности (рис.2.2).

, где =0,83-0,86

Располагаемая мощность для несущего винта изменяется от высоты полета и температуры наружного воздуха точно так же, как и эффективная мощность двигателей при работе их на взлетном режиме, т.е. для двигателя с увеличением высоты полета и температуры наружного воздуха более расчетной, располагаемая мощность падает.