Назначение и работа стабилизатора
Стабилизатор на вертолете устанавливается для улучшения продольной устойчивости в поступательном полете. На висении он не эффективен. Применяются управляемые и не управляемые стабилизаторы. Управляемые стабилизаторы уменьшают потребные отклонения кольца автомата перекоса в продольном направлении как на моторных режимах, так и на режимах авторотации. Увеличивая запас управления, тем самым расширяет диапазон допустимых центровок. У вертолета Ми-8 управляемость хорошая, запасы управления на всех режимах полета достаточны, поэтому применили неуправляемый стабилизатор. Установочный угол стабилизатора -6о относительно хвостовой балки. В поступательном полете подъемная сила стабилизатора Уст направлена вниз и создает фюзеляжу кабрирующий момент. Но величина Уст от скорости полета различна. На висении и на очень малых скоростях стабилизатор обдувается потоком от НВ и создает небольшой кабрирующий момент.
В зоне малых скоростей, когда от набегающего потока влияние НВ на стабилизатор уменьшается, а скорость набегающего потока еще мала, чтобы создавать подъемную силу Уст, стабилизатор как бы не работает, и Мzст отсутствует.
При увеличении скорости, когда набегающий поток Voo создает достаточную подъемную силу Уст, стабилизатор вновь создает Мzст.
Такая картина обтекания стабилизатора в поступательном полете объясняет кривизну реальных балансировочных кривых, которые находятся опытным путем.
Балансировочная кривая – это зависимость балансировочного угла (угла наклона тарелки автомата перекоса или угла отклонения ручки управления) от скорости полета.
Зависимость отклонения ручки управления (тарелки автомата перекоса) от скорости полета
Отклонение тарелки АП практически зависит от отклонения РУ. Поэтому балансировочные кривые могут рассматриваться как зависимость потребного хода РУ от скорости полета, только в ином масштабе по сравнению с отклонением тарелки АП. Кинематическая связь РУ с автоматом перекоса выполнена таким образом, что нейтральному положению РУ соответствует отклонение кольца автомата перекоса вперед и влево, благодаря чему уменьшено отклонение РУ на крейсерских режимах полета, и она занимает положение, близкое к среднему. Нейтральному положению педалей также соответствует положительный угол установки лопастей рулевого винта, что позволяет на крейсерских режимах педали держать нейтрально, что удобно для пилотирования. Исходя из этого, на висении и на малых скоростях РУ отклоняется “на себя” и “вправо”. Отклонение РУ на висении “на себя” объясняется необходимостью выбрать конструктивно заложенное отклонение вала несущего винта вперед (угол заклинения вала ~ 4,5о ), и висение выполняется всегда с положительным углом тангажа. Отклонение РУ “вправо” необходимо для создания силы Zан, которая компенсирует тягу рулевого винта Ррв и препятствует смещению вертолета влево. На режиме висения несущий винт работает в осевом потоке и необходимо подводить максимальную мощность, что влечет увеличение Мреак, увеличение Ррв, увеличение Zан. Вертолет балансируется с правым креном, и чем больше Gвзл, тем больший крен (порядка 2,5о) необходимо создавать для балансировки вертолета без смещения. При этом должны обеспечиваться достаточные запасы управления с предельными центровками, которые проверяются на режиме висения. При предельно передней центровке РУ отклоняется “на себя” несколько больше от среднего положения, при предельно задней – наоборот. При увеличении скорости полета возрастает потребное отклонение РУ “вперед” и “влево”.
Зависимость продольного наклона тарелки АП от скорости полета и центровки.
В диапазоне скоростей 60-100 км/ч с увеличением скорости увеличивается потребное отклонение тарелки АП назад (РУ незначительно “на себя”) Это объясняется влиянием зоны малых скоростей при наличии стабилизатора. Наклон балансировочной кривой свидетельствует о продольной статической неустойчивости вертолета по скорости в диапазоне 60-100 км/ч. При переходе с режима висения к горизонтальному полету со скоростями до 40 км/ч и в горизонтальном полете на скорости 110 км/ч и выше, возрастает потребное отклонение тарелки АП вперед (РУ отклоняется “от себя”). Т.е. на этих скоростях вертолет обладает продольной статической устойчивостью по скорости. С ростом скорости горизонтального полета отклонение тарелки АП вправо уменьшается и на скорости более 100 км/ч. возрастает отклонение тарелки АП влево.
Зависимость поперечного угла наклона тарелки АП от скорости полета
С увеличением скорости горизонтального полета из-за положительного влияния косого обтекания на несущий и рулевой винт потребная мощность Nп уменьшается. Уменьшается Ррв, уменьшается Zан, тарелку АП необходимо отклонять влево. На скоростях более Vэк в азимуте 270о растет зона обратного обтекания, конус НВ заваливается вправо, и для балансировки вертолета в горизонтальном полете без крена РУ отклоняется “влево”.